SE1250120A1 - Plattvärmeväxlare med förbättrad hållfasthet i portområdet - Google Patents

Abstract

9 SA1VIMANDRAG Uppfinningen avser en plattvarmevaxlare innefattande ett flertal plattor som var och en utbreder sig parallellt med eft huvudutbredningsplan (p) och innefattar ett flertal varmeoverforingsplattor (2) och atminstone en fdrstarkningsplatta (3), varvid namnda varmeoverfOringsplattor (2) är anordnade intill varandra och bildar ett plattpaket med forsta plattmellanrum (6) for ett forsta medium och andra plattmellanrum (7) for ett andra medium, varvid vane varmeoverfOringsplatta har fyra porthal (8) som bildar kanaler genom plattpaketet, varvid varmeoverforingsplattorna (2) innefattar en yttre varmeoverforingsplatta (2') pd ena sidan av plattpaketet och en yttre varmeoverfOringsplatta (2") pa den motsatta sidan av plattpaketet, varvid tva av namnda plattmellanrum (6, 7) i plattpaketet bildar var sitt yttre plattmellanrum pa bada sidor av plattpaketet, vilka begransas utat av respektive yttre varmeoverfOringsplatta (2', 2"), och varvid ferstarkningsplattan (3) är anordnad utanfor en av de yttre varmeoverferingsplattorna (2', 2"). En distansplatta (13) är anordnad mellan namnda forstdrkningsplatta (3) och respektive yttre varmeoverfOringsplatta (2', 2"), varvid namnda distansplatta (13) innefattar minst tva porthal (14), som är koncentriska med vart och ett av porthalen (8) i de yttre varmeoverfOringsplattorna (2', 2") och forstdrkningsplattan (3), samt aft distansplattans porthal (14) i distansplattan (13) är storre an porthalen (8) i den yttre varmeoverforingsplattan respektive porthalen (8) i forstarkningsplattan (3). For publicering med Fig. 4

Description

PLATTVARMEVAxLARE MED FORBATTRAD HALLFASTHET I PORTOMRADET Uppfinningens bakgrund Fi5religgande uppfinning avser en plattvdrmevaxlare innefattande ett plattpaket med permanent sammanfogade varmeaverforingsplattor, mellan vilka passager for minst tva varmeaverforingsvatskor Ar utformade. Varje varmeoverforingsplatta dr forsedd med porthal som tillsammans med motsvarande porthal i de &riga varmeoverfOringsplattorna bildar portkanaler genom plattpaketet.

Varmeoverforingsplattorna i en plattvarmevaxlare av denna typ dr vanligtvis permanent sammanfogade med varandra genom svetsning, lodning eller bonding. I en plattvdrmevdxlare ddr varmeoverforingsplattorna dr permanent sammanfogade med varandra genom hardlodning är varmevaxlaren ofta forsedd med tva andplattor som är tjockare An varmeoverffiringsplattorna och permanent sammanfogade med plattpaketets bada respektive yttre varmeoverfOringsplattor. Vanligtvis dr den ena av andplattorna forsedd med motstaende oppningar till portkanalema genom plattpaketet, men aven den andra andplattan kan vara forsedd med en eller flera motstaende oppningar till portkanalema. PA atminstone en av andplattorna Ar anslutningsdetaljer, vanligtvis i form av rorstutsar, fasta genom t.ex. hardlodning kring plattomas respektive oppningar. De bada andplattorna behover inte vara tillverkade i ett stycke, utan kan vara tillverkade av tva eller flera delar.

Passagema for varmevaxlingsvatskoma mellan varmeoverforingsplattorna Ar normalt anslutna till portkanalema sa att varannan passage genomstrommas av den ena varmevaxlingsvdtskan och saledes ingar i en forsta uppsattning passager. Ovriga passager bildar en andra uppsattning passager, vilka genomstrommas av den andra varmevdxlingsvatskan. Ndr plattvarmevaxlaren Ar i drift strommar den forsta varmevaxlingsvatskan genom en forsta rorstuts in i en forsta portkanal och vidare via den forsta uppsattningen passager till en andra portkanal och ut genom en andra rorstuts. Den andra varmevaxlingsvatskan strommar genom en tredje rorstuts in i tredje oppning och vidare genom en andra uppsattning passager till en fjarde oppning och ut genom en fjarde rorstuts.

I manga applikationer for permanent sammanfogade, t.ex. hardlodda, plattvarmevaxlare, dr det nodvandigt med hog hallfasthet fOr att klara de hoga arbetstrycken hos ett eller flera av de 2 media som passerar genom plattvarmevaxlaren eller ndr arbetstrycket hos nagot av dessa media varierar over tid. For att sakerstalla att plattvarmevaxlarnas hallfasthet och stabilitet uppfyller haven pa hogre hallfasthet testas de fore leverans. I samband med provtryckningen är det onskvart att den plastiska deformationen är sa liten som mojligt.

For att uppfylla kraven pa hogre hallfasthet är det som namnts ovan en valetablerad teknik att anvanda tjockare and- eller fOrstarkningsplattor, dvs. de tva plattor som sitter ytterst i plattpaketet. Sadana forstarkningsplattor kan aven vara utformade som adapterplattor eller stativ- och tryckplattor. Platar, mellanldgg eller tjocka plana plattor kan aven vara anordnade utanpa stativ- och/eller tryckplattoma. En nackdel med sadana ytterligare plattor, mellanlagg eller liknande är att tillverkningen blir mer komplicerad eftersom fler komponenter maste fastas ndr plattvarmevaxlaren tillverkas, till exempel ndr den hardlods.

En annan nackdel med tjockare forstdrkningsplattor med mer material ãr att den termiska "trogheten" okar for dessa forstarkningsplattor. Denna hogre termiska troghet hos forstarkningsplattoma resulterar i forsamrade termiska utmattningsegenskaper hos plattvarmevaxlaren, framfor alit i de varmeoverforingsplattor som sitter narmast intill forstarkningsplattorna. Eftersom varmeoverforingsplattoma är tillverkade av tunnare material anpassar de sig snabbare till mediets temperatur, vilket resulterar i oonskade temperaturskillnader mellan varmeoverfOringsplattoma och forstarkningsplattoma, och ddrmed i termiskt beroende pakanningar.

Vidare resulterar tjockare forstarkningsplattor i nackdelen att materialatgangen okar och armed i att kostnadema for plattvarmevaxlaren okar.

US-A-4.987.955 redovisar en plattvarmevaxlare innefattande ett flertal varmeoverfOringsplattor som utbreder sig parallellt med ett huvudutbredningsplan. Plattoma innefattar ett flertal av varmeoverforingsplattor och atminstone en forstarkningsplatta. VarmeoverfOringsplattorna är monterade intill varandra och bildar ett plattpaket med ett forsta plattmellanrum for ett forsta medium och ett andra plattmellanrum for ett andra medium. Varje varmeoverforingsplatta bar fyra porthal som bildar kanaler genom plattpaketet. Varmeoverforingsplattoma innefattar en yttre varmeoverforingsplatta pa ena sidan av plattpaketet och en yttre varmeoverforingsplatta pa den andra sidan av plattpaketet. Tva av plattmellanrummen i plattpaketet bildar var sitt yttre plattmellanrum pa bada sidor av plattpaketet, vilka begransas utat av respektive yttre 3 varmeoverforingsplatta. Forstarkningsplattan är anordnad utanfor en av de yttre varmeoverforingsplattorna.

Sammanfattning av uppfinningen Syftet med foreliggande uppfinning är att minska eller atminstone mildra de nackdelar som namns ovan samt att tillhandahalla en plattvdrmevaxlare med hog hallfasthet. Syftet är vidare en plattvarmevaxlare som kan tillverkas till lag kostnad. Framfor alit är syftet med uppfinningen att uppna en permanent sammanfogad plattvarmevaxlare med forbattrad hallfasthet.

Detta syfte uppnas med den inledningsvis definierade plattvarmevaxlaren, kannetecknad av att en distansplatta är anordnad mellan en ffirstarkningsplatta och respektive yttre varmeoverforingsplatta, ddr namnda distansplatta innefattar minst tva porthal som ãr koncentriska med vart och ett av porthalen i den yttre varmeoverferingsplattan respektive forstarkningsplattan, samt att distansplattans porthdl är stone an porthalen i den yttre varmeaverfaringsplattan respektive porthalen i forstarkningsplattan. Tack vare distansplattan kan plattvarmevaxlaren motsta hogre tryck an vad som annars skulle vara mojligt.

I en fciredragen utforingsform av uppfinningen är plattoma permanent sammanfogade med varandra.

I en annan foredragen utforingsform av uppfinningen har distansplattan samma storlek och form som forstarkningsplattan.

I en annan utforingsform av uppfinningen är distansplattan permanent sammanfogad med den yttre varmeoverforingsplattan och forstarkningsplattan.

I ytterligare en annan utforingsform är distansplattan anordnad mellan en stativplatta och forstdrkningsplattan respektive en tryckplatta och forstarkningsplattan. 4 Kort beskrivning av ritningarna Foreliggande uppfinning forklaras nu narmare med hjalp av beskrivningar av olika utforingsformer och med hanvisning till de tillhorande bifogade ritningama.

Fig. 1 visar en sidovy av en tidigare Icand plattvarmevaxlare.

Fig. 2 visar en frontvy av plattvarmevaxlaren i fig. 1.

Fig. 3 visar en frontvy av en varmeoverfaringsplatta i plattvarmevaxlaren i fig. 1.

Fig. 4 visar en sprangskiss av en utforingsform av varmevaxlaren enligt fcireliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av olika utfiiringsformer av uppfinningen En tidigare kand plattvarmevaxlare visas i fig. 1-3. Plattvarmevaxlaren 1 innefattar ett flertal plattor, vilka var och en utbreder sig huvudsakligen parallellt med ett huvudutbredningsplan p.

Plattoma innefattar ett flertal av varmeoverffiringsplattor 2 och atminstone en ffirstarkningsplatta 3. I det visade utffirandet innefattar plattvarmevaxlaren fyra ferstarkningsplattor 3. Dessutom innefattar plattoma en stativplatta 4 och en tryckplatta 5, vilka är anordnade pA bada sidor av varmeoverforingsplattorna 2. Varmeoverferingsplattoma 2 bildar ett plattpaket med ett forsta plattmellanrum 6 ffir ett forsta medium och ett andra plattmellanrum 7 for ett andra medium. Plattmellanrummen 6 och 7 är anordnade i omvdxlande ordning sA att vartannat plattmellanrum utgor ett forsta plattmellanrum 6 och de iivriga plattmellanrummen ett andra plattmellanrum 7.

Varje varmeoverforingsplatta 2 har fyra porthdl 8 som bildar kanaler genom plattpaketet och utgor inlopp och utlopp for de tva mediema till de ffirsta plattmellanrummen 6 respektive de andra plattmellanrummen 7. Inloppen och utloppen är anslutna till de schematiskt visade inlopps- och utloppsroren 9. Varje varmeoverforingsplatta 2 har en inre varmeoverforingszon 10 och en yttre kantzon 11 som stracker sig runt varmeoverfciringszonen 10. Den yttre kantzonen 11 innefattar eller bildar en omgivande flans som stracker sig ut fran utbredningsplanet p. Aven stativplattan 4 och tryckplattan 5 har en sddan yttre kantzon 11 som innefattar eller bildar en flans som stracker sig ut fran utbredningsplanet p. I den foredragna utfbringsformen har vane forstarkningsplatta 3 en sadan storlek att de ryms Mom den yttre kantzonen 11. Forstarkningsplattorna 3 kan dven vara forsedda med ett forstarkande monster i omradet kring tva av portarna 8.

Vidare har varje varmeoverforingsplatta 2 ett i sig kant pressmonster 12, se fig. 3, i form av atminstone en korrugering med forhojningar och fordjupningar i varmeoverforingszonen 10. Pressmonstret 12 som visas i fig. 3 är endast schematiskt och ett exempel pa ett sadant monster. Det bOr noteras att vdrmeoverforingsplattorna 1 kan ha pressmonster med en rad olika utformningar.

VarmeoverfOringsplattorna 2 innefattar en yttre varmeoverffiringsplatta 2" pa plattpaketets motstaende sida. Vidare bildar varmeoverforingsplattoma 2, 2' och 2" tva yttre plattmellanrum pa bada sidor av plattpaketet. De tva yttre plattmellanrummen avgransas utat av de bada yttre vameoverferingsplattorna 2' respektive 2". Forstarkningsplattoma 3 är monterade utanfor de yttre varmeoverforingsplattorna 2' respektive 2".

I en foredragen utforingsform av uppfinningen är stativplattan 4 monterad omedelbart utanfor den yttre varmeoverforingsplattan 2' och tryckplattan 5 omedelbart utanfor den yttre varmeoverforingsplattan 2". Stativplattan 4 och tryckplattan 5 har ingen termisk funktion i detta utfcirande, dvs. inget av mediema passerar mellan den yttre vameaverforingsplattan 2' och stativplattan 4, eller mellan den yttre varmeoverforingsplattan 2" och tryckplattan 5. Stativplattan 4 och tryckplattan 5 kan ddrfor i alit vasentligt vara plana, dvs. sakna det pressmonster 12 som firms pa vameoverforingsplattorna 1.

Enligt uppfinningen är en distansplatta 13, med huvudsakligen samma yttermatt som forstdrkningsplattan 3, anordnad i en sandwichkonstruktion mellan stativplattan 4 och ffirstdrkningsplattan 3 och/eller tryckplattan 5 och forstarkningsplattan 3. Distansplattan 13 är forsedd med porthal 14 som är koncentriska med porthalen 8 i stativplattan 4 och/eller tryckplattan 5 och porthalen 14 i forstdrkningsplattan 3. Storleken pa porthalen 14 i distansplattan 13 är dock storre an storleken pa porthalen 8 i plattoma, stativplattan och forstarkningsplattan 3. Tack vare den stone storleken, dvs. diametem hos porthalen 14 i distansplattan 13, kan en plattvarmevaxlare med forbattrad hallfasthet och stabilitet uppnas. 6 Samtliga plattor, dvs. forstarkningsplattorna 3, stativplattan 4, varmeoverforingsplattorna 2, 2', 2" och tryckplattan 5, är permanent sammanfogade med varandra, foretrddesvis genom smaltning av ett metallmaterial, t.ex. hardlodning, bondning, svetsning eller en kombination av dessa. Inlopps- och utloppsroren 9 kan aven vara hardlodda mot plattoma, och narmare bestamt mot fOrstarkningsplattoma 3. Plattoma kan aven vara permanent sammanfogade genom limning. Plattoma kan aven sammanfogas med hjdlp av ett lostagbart for-band ddr plattoma pressas mot varandra med hjalp av ankarbultar.

I en foredragen utfdringsform ãr forstarkningsplattorna monterade omedelbart utanfor stativplattoma 4 respektive omedelbart utanfor tryckplattan 5. Forstarkningsplattorna 3, som är monterade intill stativplattan 4, har tva porthal som är koncentriska relativt motsvarande porthal 8. Forstarkningsplattorna 3, som är monterade intill tryckplattan 5, kan vara heltackande, dvs. de behover inte ha nagra porthal 8.

Under drift uppstar ett tryck inuti plattvdrmevaxlaren, vilkettryck tenderar att pressa plattoma utat, framfor alit de yttre varmeoverforingsplattorna 2, 2' och 2". Med hjalp av distansplattan 13 monterad omedelbart utanfor stativplattan 4 och omedelbart utanfor tryckplattan 5, kan en sadan utatriktad bojning forebyggas.

Uppfinningen är inte begransad till de beskrivna utforandena, utan kan varieras och modifieras Mom ramen for foljande krav.

Claims (5)

PATE NTKRAV

1. Plattvarmevaxlare innefattande ett flertal plattor, vilka var och en utbreder sig parallellt med ett huvudutbredningsplan (p) och som innefattar ett flertal varmevaxlarplattor (2) och atminstone en forstarkningsplatta (3), varvid varmevaxlarplattorna (2) är anordnade bredvid varandra och bildar ett plattpaket med fOrsta plattmellanrum (6) for ett forsta medium och andra plattmellanrum (7) for ett andra medium, varvid var och en av varmevaxlarplattorna har fyra porthal (8), som bildar portar som stacker sig genom plattpaketet, varvid varmevaxlarplattorna (2) innefattar en yttersta varmevaxlarplatta (2') vid en sida av plattpaketet och en yttersta varmevaxlarplatta (2") vid en motsatt sida av plattpaketet varvid tva av namnda plattmellanrum (6, 7) i plattpaketet bildar ett yttersta plattmellanrum vid respektive sida av plattpaketet, vilka är begransade utat av respektive yttersta varmevaxlarplatta (2', 2"), och kannetecknad av att en distansplatta (13) ar anordnad mellan namnda forstarkningsplatta (3) och en stativplatta (4) respektive en tryckplatta (5) anordnade utanpa de respektive yttersta varmevaxlarplattorna (2', 2"), varvid namnda distansplatta (13) innefattar atminstone tva porthal (14), vilka är koncentriska med vart och ett av respektive porthal (8) hos de yttersta varmevaxlarplattorna (2', 2"), stativplattan (4), tryckplattan (5) samt forstarkningsplattan (3), och att porthalen (14) hos distansplattan (13) är storre an porthalen (8) hos de yttersta varmevaxlarplattorna, stativplattan (4) och tryckplattan (5) samt porthalen (8) hos forstarkningsplattan (3).

2. Plattvarmevaxlare enligt krav 1, varvid plattorna är permanent forbundna med varandra.

3. Plattvarmevaxlare enligt krav 1 eller 2, varvid storleken och formen hos distansplattan (13) är samma som storleken och formen hos forstarkningsplattan (3).

4. Plattvarmevaxlare enligt nagot av krav 1-3, varvid distansplattan (13) ar permanent forbunden med stativplattan (4) repektive tryckplattan (5) och forstarkningsplattan (3). c \I T•■•••• 2/2