SE431679B

SE431679B - Plattvermevexlare av tverstromstyp

Info

Publication number: SE431679B
Application number: SE7907191A
Authority: SE
Inventors: H Sumitomo
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1979-08-29
Publication date: 1984-02-20
Also published as: SE7907191L; US4291759A

Description

20 25 30 35 7907191-6 Föreliggande uppfinning undanröjer ovannämnda nackdelar hos konventionella plattvärmeväxlare av tvärströmstyp och avser att öka värmeöverföringens hastighet, att minska tryck- förlusterna samt att möjliggöra hantering av stora kvantiteter genom att förbättra plattornas värmeöverföringsytor.

I en plattvärmeväxlare av tvärströmstyp enligt uppfin- ningen med ett flertal vertikala värmeöverföringsplattor anordnade sida vid sida så att genomströmningsvägar bildas, genom vilka två fluider som skall värmeväxlas strömmar tvärs varandra, är varje platta utformad med ett flertal intill varandra liggande vertikala spår, vilka sträcker sig från över- till underkanten av värmeöverföringsplattan, och att ett flertal huvudsakligen horisontella utsprång är utbildade mellan de vertikala spåren, så att den värmeöverförande ytan uppdelas i ett flertal avdelningar, under det att vertikala korta utsprâng, vilka är grundare än de vertikala spåren, är utbildade mellan de huvudsakligen horisontella utsprången på sådant sätt att antalet korta utsprång i de vertikalt upp- delade avdelningarna ökar progressivt så att den lägsta avdel- ningen har det största antalet korta utsprång. En labyrint avgränsas i ett utrvmme mellan en tätning och en tillslut- níngsdel, så att en gas med ett högre tryck än någon av de båda fluiderna som skall värmeväxlas kan föras in i labyrínten.

Härigenom möjliggörs ökning av värmeöverföringshastigheten, minskning av tryckförlusterna och hantering av stora kvantiteter. šig. 1 och 2 visar ett diagram över flödets fördelning resp. ett diagram över flödets hastighet, över kylvatten- * flödets hela bredd hos en värmeöverföringsyta i en konven- tionell plattvärmeväxlare av tvärströmstyp. Pig. 3 visar ett längdsnitt av en plattvärmeväxlare av tvärströmstyp enligt uppfinningen. Fig. 4 är en planvy av en värmeöverföringsplatta enligt uppfinningen. Pig. S, 6 och 7 visar i större skala delar av tvärsnitt längs linjerna V-V, VI-VI och VII-VII i fig. 4.

Pig. 8 och 9 visar ett diagram över flödets fördelning resp. ett diagram över flödets hastighet, över kylvattenflödets hela bredd hos en värmcöverföringsyta enligt uppfinningen.

Pig. 3 är ett längdsnitt av en plattvärmeväxlarc av ~tvärströmstyp enligt uppfinningen, vari ett flertal vertikalt anordnade värmeövcrföringsplattor 1 är anordnade sida vid sida 10 15 20 ll) 7907191-6 så att genomströmningsvägar bildas. De övre och undre sidorna och de mot varandra stående vertikala sidorna hos dessa genom- strömningsvägar är omväxlande tillslutna av tätningar 2 och 3, så att två fluider kan värmeväxlas. Exempelvis kan ånga och kylvatten strömma tvärs varandra genom resp. omväxlande ström- ningsvägar. Aggregatet innesluts i ett hus 4. Härigenom till- sluts de vertikala sidorna, dvs. kylvattnets in- och utgångs- sidor hos omväxlande värmeöverföringsplattor 1, av tätníngarna 2, medan de övre och undre sidorna, dvs. ångans in- och utgångs- sidor hos de återstående värmeöverföringsplattorna 1, tillsluts av tätningarna 3, så att fluidernas genomströmningsvägar dels medger genomströmníng av ånga resp. kylvatten, dels förhindrar genomströmning av kylvatten resp. ånga. Dvs. ånga leds in i inloppsöppníngarna 5, strömmar vertikalt genom strömnings- vägarna och tas ut genom utloppsöppningarna 6 undertill, medan kylvatten leds in i inloppsöppningarna 7, strömmar horisontellt genom strömningsvägarna och tas ut genom utlopps- öppningarna 8 på motsatta sidan. På detta sätt genomförs värme- växling mellan ånga och kylvatten över värmeöverförings- plattorna 1.

Ett särdrag hos uppfinningen består i att värmeöver- föríngsplattorna 1, som dtskíljer strömningsvägarna för två fluider som skall värmeväxlas, är utformade med ett flertal intill varandra liggande vertikala spår 9, vilka sträcker sig fran över- till underkanten av varje värmeöverföringsyta, medan ett flertal huvudsakligen horisontella utsprång 10 är utbildade mellan de vertikala spåren 9, så att varje värme- överföringsyta uppdelas vertikalt i ett flertal avdelningar mellan de vertikala spåren 9. Vertikala korta utsprång ll som är grundare än de vertikala spåren är utbildade mellan utsprángen 10 pâ sådant sätt att antalet korta utspräng i de vertikalt uppdelade avdelningarna ökar progressivt, så att den lägsta avdelningen har det största antalet korta ut- språng.

Med detta arrangemang uppnås att kylvatten som leds in fran sidan av vürmeöverföringsplattan I och strömmar horison- tellt kommer att möta mindre motstand i en övre avdelning än i en undre, tack vare att antalet korta utspráng hos varje avdelning ökar progressivt när värmeöverföringsytan betraktas uppifrån och ned, så att kylvattnet strömmar likformigt över 10 15 KU U1 CA v'1 40 79e7191-e hela bredden av varje värmeöverföringsyta. Då dessutom de huvudsakligen horisontella utsprången 10 motverkar tyngd- kraftens inverkan pâ kylvattnet, kommer detta att strömma med jämn hastighet över hela strömningsbredden hos varje värmeöver- föringsyta utan att flödeshastigheten i en avdelning påverkas av flödeshastigheten i de närliggande avdelningarna. Därigenom undviks att kylvattenflödet avviker och en likformig flödes- fördelning kan erhållas längs hela flödesbredden hos varje värmeöverföringsyta, vilket visas i fig. 8 och 9. En ökning av värmeövergångstalet på kylvattensidan och en minskning av tryckförlusterna uppnås således genom att det overksamma ut- rymmet elimineras. Som en följd härav möjliggörs även hantering av stora kvantiteter. Talet 12 hänvisar till kontaktorgan anordnade med jämna mellanrum, vilket framgår av tvürsnítts- vyerna av hopsatta värmeöverföringsplattor 1 i fig. 5 till 7, vilka kontaktorgan 12 är till för att hålla de närliggande plattorna 1 på sinsemellan bestämda avstånd och även är till för att öka arrangemangets styrka. + 7 Ett annat särdrag hos uppfinningen består i att till- slutningskonstruktionen utnyttjar en labyrinteffekt. Flänsar 13' och 14' är utbildade mellan tätningarna 2 och 3 och till- slutningsorgan 13 och 14, vilka är insatta mellan värmeöver- föringsplattorna 1 och huset 4, så att därigenom avgränsas labyrinter 15 och 16 i ett utrymme mellan tillslutningsorganen 13, 14 och tätningarna 2, 3. När härigenom ångan och kylvattnet strömmar in i labyrinterna 15 och 16 uppstår den så kallade labyrinteffekten, varvid strömmarna rör sig från en trängre till en vidare öppning. Energi som härvid strömmar ut från en tränger öppning tas upp av den vidare öppningen så att trycket gradvis minskar, varigenom kan uppnås en effektiv tätning. Härigenom avskäres den korta vägen mellan plattorna 1 och huset 4 för ångan och kylvattnet. Dessutom införs tryck- luft i labyrínterna 15 och 16 genom ledningar 17 och 18.

Trycket p3 hos tryckluften är större än trycket P1 hos ångan och trycket P, hos kylvattnet. Eftersom tryckluften har högre tryck än Fluiderna som skall värmevüxlas, kommer en liten del' tryckluft att läcka genom labyrinterna in i ångans och kyl- vattnets genomströmníngsvägar, men detta är av underordnad betydelse eftersom läckaget kan hållas under 5%. Härigenom unviks blandning av de tvâ fluiderna som skall värmeväxlas 7907191-*6 varvid värmeöverföringens hastighet ökar.

Fastän ovanstående beskrivning anvisar en utföríngsform med värmeväxlíng mellan ånga och kylvatten, kan uppfinningen naturligtvis även tillämpas vid värmeväxling mellan två andra fluíder varvid även tryckluften kan ersättas av en annan gas.

Claims

1. 79o7191-6 L Patentkrav Plattvärmeväxlare av tvärströmstyp med ett flertal vertikala värmeöverföringsplattor (1), vilka är anordnade för avgränsning av varandra omväxlande genomströmningsvägar för två fluider och vilka var och en är utformade med ett flertal intill varandra liggande vertikala vulster (9) och ett flertal huvudsakligen horisontella utsprång (10) vilka sträcker sig mellan de vertikala vulsterna (9) för uppdelning av den mellan intilliggande vulster inneslutna värmeytan i ett flertal ovanför varandra belägna avdel- ningar, k ä n n e t e c k n a d av att mellan de huvudsakligen horisontella utsprången (10) sträcker sig vertikala korta utsprång (11) vilka är grundare än de vertikala vulsterna och vilkas antal ökar med minskande avstånd till värmeytans undre ände.