DK151514B - Pladevarmeveksler - Google Patents

Description

151514

Opfindelsen angår en varmeveksler af den i krav l's indledning angivne art. Sådanne pladevarmevekslere fremstilles i forskellige størrelser med plader, hvis varme-overføringsarealer kan andrage fra få kvadratdecimetre 5 til adskillige kvadratmetre. Pladematerialet vælges under hensyn til anvendelsesområdet, men som regel anvendes rustfrit stål eller syrebestandigt stål. Til visse anvendelser anvendes titan, der er særdeles modstandsdygtigt over for saltvand, men som er meget dyrt.

10 Pladevarmevekslere til store strømninger kræver indløbs- og udløbskanaler med store gennemstrømningsarealer, d.v.s. store åbninger i pladernes hjørneområder. Det betyder, at store dele af pladerne må bortstanses til dannelse af disse store åbninger. Navnlig i de tilfælde, hvor der anvendes 15 titan, betyder dette, at dyrt materiale må bortstanses.

I pladernes indløbsåbninger bliver strømmen normalt delt til strømning gennem parallel forbundne varmevekslingspassager, og som følge heraf formindskes strømningen i omfang med afstanden fra indløbet. Dette betyder, at fra et teore-20 tisk synspunkt vil åbningerne i pladerne kunne være mindre og mindre, efterhånden som afstanden mellem pladerne og indløbet bliver større og større.

Såfremt åbningerne i pladerne kunne gøres mindre, ville det udnyttede varmeoverføringsareal inden for samme metal-25 pladedimension kunne gøres større. I praksis er det imidlertid ikke muligt at anvende plader, hvis åbninger bliver mindre og mindre. For det første ville dette betyde, at det ville være nødvendigt for leverandører af pladevarmevekslere at have et stort antal plader på lager, hvilket 30 økonomisk er uacceptabelt, og for det andet ville det være nødvendigt at have mange dyre presseværktøjer.

Der er således på markedet behov for en pladevarmeveksler, hvori i hvert fald nogle plader er udformet med åbninger, 151514 2 der er mindre end i pladerne nærmest indløbet. Samtidig skal en sådan varmeveksler være økonomisk acceptabel og kunne fungere tilfredsstillende.

Fra DE-A-1 501 669 kendes en pladevarmeveksler med åbninger, 5 der danner en indløbskanal for et stærkt viskøst varmevekslingsmedium såsom ostemasse, og som aftager i størrelse i strømningsretningen gennem kanalen, således at der opnås en ensartet distribution af mediet gennem varmevekslings-passagerne. Da alle pladerne i varmeveksleren er forskel-10 lige, er denne af de foran anførte grunde uacceptabel i økonomisk henseende, og de mindre åbninger er derhos ikke beregnet til at bevirke en mere effektiv udnyttelse af pladearealet.

Pladevarmeveksleren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved 15 de i krav l's kendetegnende del anførte foranstaltninger.

Som følge af pladernes anbringelse i grupper med åbninger af forskellig størrelse er det muligt at udnytte pladearealerne mere effektivt i hvert fald i nogle plader, uden at der kræves et stort antal indbyrdes forskellige plader i 20 samme varmeveksler.

Ifølge krav 2 er pladernes åbninger tæt omsluttet af pakningsringe, hvorhos åbningerne er således beliggende, at afstanden mellem pakningernes ydre diameter og den nærmeste pladekant er ens på pladerne i de to grupper. På grund af 25 denne anbringelse af åbningerne ligger centrum for de mindre åbninger nærmere pladernes hjørner, således at en større del af pladearealet er til rådighed for varmeoverføring.

Ifølge en udførelses form for opfindelsen findes to plade-grupper, hvorhos åbningerne i pladerne i den første gruppe 30 alle har i det væsentlige samme størrelse, medens åbningerne i pladerne i den anden gruppe ligeledes har i det væsentlige samme størrelse, men som er forskellig fra størrelsen af åbningerne i den første gruppe.

151514 3

Fortrinsvis er grupperne adskilt fra hinanden ved hjælp af en skilleplade, mod hvilken grupperne er tætnet ved hjælp af pakninger.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende mere detal-5 jeret under henvisning til tegningen, hvis fig. 1 viser set fra siden en varmeveksler ifølge opfindelsen med to pladegrupper, fig. 2a og 2b viser hjørnedele af to plader med henholdsvis stor og lille åbning, 10 fig. 3 viser en hjørnedel af en plade med stor åbning anbragt på en skilleplade med en plade med mindre åbning vist nedenunder, fig. 4a og 4b viser skematisk dele af plader med små, henholdsvis store åbninger og tilsvarende varmeoverføringsare-15 aler, og fig. 5 viser i lodret længdesnit en skilleplade med to pladegrupper med store henholdsvis små åbninger i hjørne-delene.

I fig. 1 er med 1 vist en ramme omfattende en rammeplade 20 2 med et indløb 3 og et udløb 4 og en trykplade 5. I ram men er monteret dels en gruppe plader 6 med store åbninger 7 i hjørnedelene og dels en gruppe plader 8 med mindre åbninger 9 i hjørnedelene. Grupperne er adskilt fra hinanden ved hjælp af en skilleplade 10. 1 Åbningerne 7 henholdsvis 9 i hjørnedelene af pladerne 6 og 8, der er vist i fig. 2, er hver omgivet af en paknings-ring 11, 12. Det ydre kantmål a uden for pakningerne 11, 12 bestemmer åbningernes 7, 9 beliggenhed i pladerne.

151514 4

Fig. 3 viser, at åbningerne 7, 9 i hjørnedelene af pladerne i to efter hinanden følgende grupper ikke er koncentriske, idet åbningernes beliggenhed bestemmes af kantmålet a ifølge fig. 2. På tegningen er med 13 vist en 5 kantpakning, der er forbundet med den nævnte pakning 11.

Kanten af åbningen 9 er vist med 14, og kanten af skillepladens åbning er vist med 15. Denne åbning 15 er på tegningen for tydeligheds skyld vist noget mindre end åbningen 14, men den har i virkeligheden tilnærmelsesvis samme 10 størrelse som denne.

Åbningen 15 er anbragt således, at der opstår mindst mulig strømningsmodstand i strømmen fra kanalen, der dannes af åbningerne 7, til kanalen, der dannes af åbningerne 9 og omvendt, når mediet strømmer ud af varmeveksleren. Når 15 åbningerne i en plade er små, kan varmeover føringsarealet være stort, d.v.s. at en større del af pladen udnyttes, hvilket er illustreret i fig. 4a og 4b. I denne forbindelse er kantens og pakningsringenes stillinger på pladen ændret, hvilket betyder, at hvis åbningerne er små, føres pak-20 ningens stilling længere opad på pladen. Dette betyder, at pladen får et større varmeoverføringsareal end tilfældet er, når pladen er udstyret med store åbninger.

Af fig. 5 fremgår, hvorledes pakningen imod skillepladen mellem to pladegrupper er anbragt. Pakningen 11 tætner di-25 rekte mod den plane skilleplade, medens pakningen 12 er indsat i en cirkulær rende i skillepladen.

Opfindelsen er selvsagt ikke begrænset til en varmeveksler med to pladegrupper, idet der vil kunne findes tre eller flere grupper. Det afgørende træk er, at pladerne indenfor 30 hver gruppe har åbninger af tilnærmelsesvis samme størrelse.

På grund af de store omkostninger ved fremstilling af nye varmevekslerplader er det ud fra et økonomisk synspunkt nødvendigt at anvende standardplader fra allerede eksisterende 151514 5 produktionsprogrammer ved valget af plader med store henholdsvis små åbninger. Det er således kun nødvendigt at fremstille en ny skilleplade for at opnå en varmeveksler med optimal strømning og varmeoverføringskarakte-5 ristika.

For at opnå et godt økonomisk resultat må pladerne fra de forskellige pladegrupper være væsentlig forskellige indbyrdes med hensyn til åbningernes størrelse og dermed til varmevekslingsarealerne, medens de ydre dimensioner 10 er de samme. Den store åbning i to grupper varmevekslere bør således være mindst 50% men ikke mere end 100¾ større end den lille åbning. Endvidere bør antallet af plader med små åbninger andrage mindst halvdelen men ikke mere end 2/3 af det totale antal plader.

15 Den totale effekt af opfindelsen er da, at der opnås en varmeveksler, der har samme gode økonomi som en varmeveksler, hvis plader er udstyret med små åbninger, men som har en kapacitet svarende til forbindelsesdimensionen for den store åbning i pladegruppen, der er nærmest indløbet.

Claims (5)

151514

1. Pladevarmeveksler omfattende et antal plader (6, 8) af i det væsentlige samme rektangulære form og størrelse, der er monteret i et stativ (1), og hvor par af efter hinanden liggende plader er tætnet mod hinanden til dan- 5 nelse af passager til gennemstrømning af varmevekslings- medier, samt hvor der i pladernes hjørneområder findes åbninger (7, 9), der danner indløbs- og udløbskanaler for mediernes strømning til og fra passagerne, og hvor åbningerne, der danner en indløbskanal, har en størrelse, der aftager 10 i strømningsretningen gennem kanalen, kendetegnet ved, at indløbs- og udløbstilslutninger (3, 4) for i det mindste et af medierne er beliggende ved varmevekslerens ene ende, at pladerne er anbragt i mindst to grupper, hvoraf pladerne (6) i en gruppe har åbninger (7) 15 af en første størrelse til dannelse af indløbs- og udløbs-kanalerne for i det mindste det nævnte ene medium, medens pladerne (8) i en anden gruppe har åbninger (9) af en anden størrelse, der er mindre end den førstnævnte størrelse til dannelse af indløbs- og udløbskanalerne for i det mindste 20 det nævnte ene medium, at åbningerne (9) i pladerne i den nævnte anden gruppe er anbragt således, at disse plader har større varmevekslingsflade end pladerne i den nævnte ene gruppe, samt at denne ene pladegruppe er beliggende nærmere indløbs- og udløbstilslutningerne (3, 4) end den 25 anden pladegruppe.

2. Varmeveksler ifølge krav 1, kendetegnet ved, at pladernes (6, 8) åbninger (7, 9) er tæt omsluttet af pakningsringe (11, 12), og at åbningerne er således beliggende, at afstanden (a) mellem pakningernes ydre diameter 30 og den nærmeste pladekant er ens på pladerne i de to grupper.

3. Varmeveksler ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet 151514 ved, at der findes to grupper, og at disse er skilt fra hinanden ved hjælp af en skilleplade (10), mod hvilken grupperne er tætnet ved hjælp af pakninger (11, 12).

4. Varmeveksler ifølge krav 1, 2 eller 3, kende- 5 tegnet ved, at åbningerne (7) i pladegruppen, der ligger nærmest indløbs- og udløbstilslutningerne, er mindst 50% men højst 100% større end åbningerne i en anden pladegruppe .

5. Varmeveksler ifølge ethvert af de foranstående krav, 10 kendetegnet ved, at antallet af plader med åbninger af den nævnte anden størrelse udgør mindst 1/2 men højst 2/3 af det totale antal plader.