DE2937311C2

DE2937311C2 - Plattenkondensator mit Wärmeübertragungsflächen

Info

Publication number: DE2937311C2
Application number: DE2937311A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Osaka Sumitomo; Haruo Saga Ueda
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Current assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 1979-09-14
Filing date: 1979-09-14
Publication date: 1982-04-15
Also published as: US4492268A; FR2468093A1; SE449925B; GB2058324A; DE2937311A1; GB2058324B; FR2468093B1; SE8102440L; SE7907620L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenkondensator mit Wärmeübertragungsflächen. welcher aus zusammengesetzten Wärmeübertragungsplatten besteht, die abwechselnde Zwischenräume für ein Kühlmedium und ein zu kondensierendes Medium bilden, wobei die Wärmeübertragungsflächen sich in vertikaler Richtung erstreckende Rippen aufweisen, die in die Kondensationszwischenräume hineinragen und gegen die Fläche der gegenüberliegenden Wärmeübertragungsplatte anstoßen.

Als Stand der Technik ist bereits ein derartiger Plattenkondensator bekannt (DE-OS 27 08 657). Hierbei stoßen die Rippen der einzelnen Flächen gegeneinander. Daraus ergibt sich der Nachteil, daß durch das Aufeinanderstoßen von Rippen auch bei einem kleinen Teilungsfehler die Abstützung der Rippen im Kondensationszwischenraum nicht immer gegeben ist.

Demgegenüber liegt die Aufgabe vor, einen Plattenkondensator der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher unter Beibehaltung einer günstigen Kondensatabführung gegenüber dem Kühlmedium druckfeste Kondensationszwischenräume aufweist und eindeutig diese gegen Außendruck abstützt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in den Kondensations-Zwischenräumen gegeneinander gerichteten Rippen zweier benachbarter Wärmeübertragungsplatten im horizontalen Abstand gegeneinander versetzt sind und gegen ebene Flächenabschnitte der benachbarten Wärmeübertragungsplatte stoßen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Zwischenräume in in sich geschlossene Einzelräume unterteilt sind, wobei eventuell auftretende Teilungsfehler keinen Einfluß auf die Effektivität der Abstützung dieses Plattenkondensators nehmen. Damit kann die gesamte Vorrichtung schneller und billiger hergestellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht im Querschnitt durch einen Plattenkondensator;

Fig.2 eine andere Ausführungsform eines Plattenkondensators im Querschnitt;

Fig.3 eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Plattenkondensators im Querschnitt.

Bei einem Plattenkondensator mußten bei der mit Rillen und Rippen versehenen Wärmeübertragungsfläche an den notwendigen Stellen auf der Wärmeübertragungsfläche passende Abstandsstücke angeordnet wers den, um damit einen passenden Abstand zwischen den benachbarten Platten zu gewährleisten. Ein Aneinanderliegen der benachbarten Platten an ihren Rippen würde eine Verringerung des Rippenbereichs hervorrufen und somit auch der Wirksamkeit der Wäimeübertragungsfiäche, wodurch die Kondensation gemindert würde.

Aus diesem Grunde ist es aus Festigkeitsgründen und wegen der Druckbelastung nicht zweckmäßig, zur Unterstützung der Platten und der Erhaltung ihrer Zwischenräume derartige Abstandsstücke vorzusehen. Bei einer organischen Flüssigkeit, deren spezifisches Volumen geringer ist als das von Wasser, wie z. B. Ammoniak oder Furan, ist es notwendig, das Querschnittsgebiet des Zwischenraums zwischen benachbarten Platten kleiner zu machen als bei Wasserdampf, was zwangsläufig zum Anstoßen oder mindestens zur engen Nachbarschaft der Rippen führt, wodurch sich eine Verringerung der Kondensation ergäbe.

Als weitere Möglichkeit könnte man zwei Arten von Abstandsstücken verwenden, nämlich eine zum Verkleinern der Zwischenräume an der Platte für das Gasmedium und die andere zum Vergrößern der Zwischenräume an der Platte für das Flüssigkeitsmedium, was jedoch sowohl bezüglich des Aufbaues als auch der einzelnen Teile kostenaufwendig wäre.

Fig. 1 bis 3 zeigen die Form eines Plattenkondensators, welcher die vorgenannten Probleme löst. Dieser Kondensator weist eine Vielzahl von sich vertikal erstreckenden, zusammengesetzten Wärmeübertragungsplatten auf zur Bildung von Zwischenräumen für zwei, dem Wärmeaustausch ausgesetzten Medien, wobei jede Platte mit einer Vielzahl von quer angeordneten, sich vertikal erstreckenden Rippen versehen ist, welche in die Zwischenräume ragen, die dem zu kondensierenden Medium zugewiesen sind und gegen die Flächen der gegenüberliegenden Nachbarplatten anstoßen. Das daraus sich ergebende Kondensat fließt in konzentrierter Form dort abwärts, wo die Rippen gegen die Plattenflächen anstoßen, wobei diese Rippen als Abstandsstücke dienen zur Erhallung der Zwischenräume zwischen den benachbarten Platten und zur Verstärkung dieser Platten.

Die Platten werden hierbei eine erhöhte Festigkeit sowie einen erhöhten Druckwiderstand auf. Ferner ist die Sammlung und Entfernung des Kondensats von der Wärmeübertragungsfläche ebenfalls verbessert und damit auch die Wärmeübertragung.

Weiterhin ist es möglich, das Querschnittsgebiet des Zwischenraums zwischen den Platten für die Medien durch Auswahl und Verbindung von Höhe, Breite, Abstand und Zahl der Rippen der Beschaffenheit des zu behandelnden Mediums anzupassen.

Nach F i g. 1 umfaßt der Plattenkondensator eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten la bis if, zwischen welchen Zwischenräume A für ein zu kondensierendes Medium vorhanden sind, wobei die Zwischenräume A mit Zwischenräumen B für das andere Medium, das Kühlmittel, abwechseln. Jede der Wärmeübertragungsplatten la bis 1/ ist mit einer Vielzahl von Rippen 2a bis 2f versehen, welche quer zueinander angeordnet sind und sich in vertikaler Richtung erstrecken.
Bei jeder Wärmeübertragungsplatte ragen die Rip-

pen in die Zwischenräume A für das zu kondensierende Medium hinein und bei jeder der benachbarten Platten sind die Rippen in entsprechendem Abstand voneinander angeordnet (im dargestellten Ausführungsbeispiel ein halber Abstand), so daß sie gegen die ebenen Flächenabschnitte der benachbarten Wärmeübertragungsplatten stoßen. Dadurch teilen die Rillen 2a bis 2/ den Zwischenraum A in eine Vielzahl von kleinen Abschnitten Λ'auf.

Das Querschnittsgebiet des Zwischenraumes A >st damit durch eine Menge entsprechend des Querschnittsgebiets mal der Rippenzahl reduziert, während das Querschnittsgebiet des Zwischenraums B um die gleiche Menge erhöh! wird. Damit ergibt sich ein besonderer Vorteil, wenn das zu kondensierende Medium eine organische Flüssigkeit mit geringem spezifischen Volumen ist, wie ζ Β. Ammoniak oder Furan.

Ferner ist bei diesem Plattenkondensatortyp, bei welchem ein Gasmedium für die Kondensation durch ein Flüssigkeitsmedium abgekühlt wird, der Druck des Flüssigkeitsmediums höher als der des Gasmediums, so daß der Druckunterschied in eine Richtung hinarbeitet, was ein Zusammendrücken der Zwischenräume für das Gasmedium A und somit eine Zerstörung der Platten bewirken würde. Durch die vorgenannte Ausbildung gemäß F i g. 1 verhindern jedoch die Rippen la bis 2/ eine derartige Zerstörung und dienen der Erhöhung von Druckwiderstand und Festigkeit, was eine erhöhte Arbeitskapazität des Plattenkondensators ergibt.

Bei einer Anordnung nach Fig. 1 fließt das dem Zwischenraum A zugeführte Gasmedium an den Flächen der vertikalen Wärmeubertragungsplatten abwärts und kondensiert mit Hilfe des durch die angrenzenden Zwischenräume B zugeführten Kühlmediums durch die Wärmeübertragung durch die Plattenwände. Das daraus resultierende Kondensat wird durch Oberflächenspannung in die Ecken 3 zwischen den Rippen 2a bis 2/und die Flächen der sie angrenzenden Wärmeübertragungsplatten l.f bis 1/"gezogen und fließt anschließend in diesen Ecken abwärts. Daher ist bei den Wärmeübertragungsflächen des Plattenkondensators. an denen das Gasmedium kondensiert, der Anteil von nicht mit abwärts fließender Flüssigkeit bedeckter Wärmeübertragungsfläche, welche die Berührung der Fläche mit dem Gasmedium verhindert, vergrößert. Dadurch ergibt sich eine wirkungsvolle Sammlung von Kondensat und eine wirkungsvolle Entfernung desselben von den Wärmeübertragungsflächen, woraus insgesamt eine Verbesserung der Wärmeübertragung des Platterikondensators resultiert

Bei der w. F i g. 2 dargestellten Form weis: der Plattenkondensator Wärmeüberiragungsplatien 10 auf, wobei jede der Platten einzelne, in gleichen Abständen angeordnete Rippen 12 aufweist sowie Platten 11, wobei jede der Platten paarweise in gleichem Abstand angeordnete Rippen 13 und 14 besitzt. Diese Anordnung verbessert noch die durch die Form nach F i g. 1 erzielte Wirksamkeit.

Die Wärmeübertragungsplatten nach Fig.3 haben die gleiche Form wie die nach F i g. 2, doch unterscheiden sie sich von diesen durch einfach abwechselnde Anordnung in gleicher Richtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Claims

Patentanspruch:

Plattenkondensator mit Wärmeubertragungsflächen, welcher aus zusammengesetzten Wärmeübertragungsplatten besteht, die abwechselnde Zwischenräume für ein Kühlmedium und ein zu kondensierendes Medium bilden, wobei die Wärmeübertragungsflächen sich in vertikaler Richtung erstreckende Rippen aufweisen, die in die Kondensations-Zwischenräume hineinragen und gegen die Fläche der gegenüberliegenden Wärmeübertragungsplatte anstoßen, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kondensations-Zwischenräumen gegeneinander gerichteten Rippen (2a, 2b; 2c, 2d; 2e, 2f; 13, 14) zweier benachbarter Wärmeübertragungsplatten (la, 16; lc, \d; le, if; 10, 11) im horizontalen Abstand gegeneinander versetzt sind und gegen ebene Fiächenabschnitte der benachbarten Wärmeübertragungsplatte stoßen.