SE509579C2 - Trekrets-plattvärmeväxlare med särskilt utformade portområden - Google Patents

Description

509 579 minst tio intill varandra liggande plattor försedda med ett pressat mönster som definierar kanaler för tre olika flöden av värmeväxlande medier, i minst sex av dessa intill varandra liggande plattor som definierar kanaler är försedda med sex hål; samtliga kanaldefinierande plattor har samma yttre dimensioner och hålen har samrna läge i alla plattor; de kanaldefinierande plattor som har sex hål har förenats med varandra genom lödning, svetsning eller limning utmed ringforrnade kontaktareor intill hålen samt utmed plattomas yttre omkrets.

Föreliggande uppfinning har som ändamål att åstadkomma en plattvärrneväxlare av ovan Omnämnda typ som kombinerar möjligheten att uppnå en pålitlig hopsättning med en låg tillverkningskostnad.

Enligt föreliggande uppfinning uppnås detta därigenom att nämnda ringformade areor av plattoma angränsande till fyra av nämnda sex hål har i huvudsak samma yttre och inre form. varvid de areor som är avsedda att kontakta en angränsande platta vid två hål i en platta har pressats bort från ett plan innehållande kontaktareoma runt de resterande fyra hålen i plattan genom ett avstånd som är ca det dubbla av det avstånd genom vilket det resterande, till största dj up pressade, kanaldefinierande materialeti plattan har pressats.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar där fig. 1 generellt och i perspektiv visar en trekrets-plattvärrrieväxlare; fig. 2 är en sektion utmed linjen II-II i fig. l visande en känd värmeväxlare enligt WO95/35474; fi g. 3 är en sektion utmed linjen lI-II i fig. l visande en känd vänneväxlare enligt WO 97/08506; fig. 4 är en sektion utmed linjen II-II i fig. l visande en värmeväxlare enligt föreliggande uppfinning; fig fi g. 6 visar i perspektiv fyra isärdragna plattor i värmeväxl aren enligt fi g. 4 och 5. _ 5 är en del av fig. 4 i större skala; och 509 579 Den i fig. 1 visade trekrets-plattvärrneväxlaren har en främre täckplatta 1 försedd med sex inlopps- och utloppsportöppningar 2 - 7 för tre flöden av strömmande medier som ska passera värrneväxlaren under växling av värme. Ett första flöde - exempelvis kylvatten - har betecknats med bokstaven x och går in i värmeväxlaren genom inloppsporten 2 och lämnar värmeväxlaren genom utloppsporten 3. Ett av de två flöden som ska kylas har betecknats med bokstaven y och går in genom inloppsporten 4 och ut genom utloppsporten 5. Det andra av de två flöden som ska kylas har betecknats med bokstaven z och går in i värmeväxlaren genom inloppsporten 6 och går ut genom utloppsporten 7. Den främre täckplattan 1 är försedd med sex rörformade kopplingar 8 - 13 för anslutning av värmeväxlaren till andra delar av systemet (ej visat), i vilket de värmeväxlande mediema cirkulerar. Det framgår att de båda flödena y och z kommer att passera värmeväxlaren motströms flödet x.

Fig. 2 är en sektion utmed linjen lI-ll i fi g. 1 och visar det principiella sättet att bilda kanaler i en trekrets-plattvärmeväxlare och det kända sättet att hoplöda kanalbildande plattor enligt WO95l35474. Här går flödet x in i vänneväxlaren genom portöppningen 2 i riktning nedåt mot en bakre täckplatta 14 genom hål 15 i samtliga värmeväxlarplattor utom den bakre täckplattan 14. Värrneväxlaren har tio plattor försedda med ett pressat V-mönster samt en runtgåendc, nedåtriktad fläns l6. Dessa tio plattor har betecknats med 17 - 26 och är av två olika typer. Den första typen har använts för plattoma med udda nummer och den andra typen har använts för resterande plattor.

De med V-mönster försedda plattoma 17 - 26 begränsar kanaler för de tre flödena av medier och har generellt anordnats parvis. Ett par bildas av plattoma 18 och 19. Paret av plattoma 20, 21 som ligger intill är i huvudsak likadant, men det har vänts 1&)° i plattomas plan i förhållande till angränsande par av plattor. Den yttre formen hos alla plattor och placeringen av de sex inlopps- och utloppsportama är identiska. Som framgår av ñg. 2 kommer de ringformade delarna av plattoma som ligger an mot varandra runt hålen i plattorna 20 och 21 vid porten 5 för att hindra flödet x från att tränga in i kanalen mellan dessa att hoplödas utmed diametrar som är större än DI, men mindre än DI. Plattoma 19 och 20 ska hoplödas utmed en ringforrriad area som har diametrar mellan Ds och D4. Emedan D,, Dz, Da och D_, har ökande storlek. kommer hoplödningen av plattoma som bildar porthål vid de fyra portama 4 - 7 att utföras vid områden som ej överlappar varandra i riktningen för de rörformade anslutningarna - d.v.s. i riktningen vinkelrätt mot plattomas generella plan. Det kan då bli svårt att utföra de erforderliga lödningsoperationema på ett tillförlitligt sätt. Ej heller kommer man att erhålla maximal effektiv plattarea. 509 579 Detta problem har lösts enligt WO97/O8506 på ett sätt som visats i fig. 3. Här har lödningen av de kanalbildande plattoma nära porthålen 5 och 7 utförts via distanselement 27 med samma diameter. Denna lösning har dock erhållits genom att öka vikten och tillverkningskostnaden.

Fig. 4 och 5 visar en sektion utmed linjen ll-ll i tig. l genom en vänneväxlare enligt föreliggande uppfinning. Tio plattor som bildar kanaler har betecknats med 31 - 40. I detta utförande har de ringformade areor hos plattoma 3l - 36 som har tätande kontakt med varandra och som gränsar till porthålen 5 och 7 i huvudsak lika stora yttre och inre diameter.

Plattareor - exempelvis den ringformade arean 20 som begränsas av diametrama D] och D: hos plattan 36 i fig. 5 - som är avsedda att kontakta en angränsande platta vid hålet 5 har pressats bort från ett plan innehållande kontaktareoma runt de resterande fyra hålen i plattan genom ett avstånd H som är ca. dubbelt det maximala avståndet h genom vilket det övriga kanalbildande materialeti plattan har pressats. Detta har visats i fig. 5 som är en del av fig. 4 i större skala.

Fi g. 6 visar i perspektiv och dragna isär de fyra plattoma som i fi g. 4 har betecknats med 32. 33, 34 och 35. Den runtgående flänsen l6 som finns i samtliga plattor har pressats nedåt i förhållande till de delar 50 som omger de centrala porthålen 2 och 3. l plattan 32 har ett V- mönster pressats uppåt genom avståndet h i fig. 5. Areoma 20 som omger porthålen 4 och 5 har pressats avståndetH (=2xh) i samma riktning (uppåt) som V-mönstret. Nästa platta 33 i sammanställningen har ävenledes ett V-mönster. l denna platta 33 har mönstret dock pressats nedåt - avståndet h - och plattareorna 20 runt porthålen 4 och 5 har pressats nedåt avståndet H. När man lägger plattoma 32 och 33 emot varandra kommer avståndet mellan de två areoma 20 att bli 2 x H, medan plattareoma 50 runt de resterande porthålen kommer att ligga i kontakt med varandra. Det maximala djupet av kanalema som begränsas av V-mönstrets pressning kommer att bli 2 x h. Platta nr. 3 i ordningen (plattan 34) är försedd med V- mönster som pressats avståndet h uppåt i förhållande till areoma 50.. De areor i plattan 34 som omger porthålen 4 och 5 kommer ej att förskjutas, men det gör däremot areoma 20 runt porthålen 6 och 7 i samma riktning som V-mönstret - d.v.s. uppåt- men genom avståndet H.

Därför kommer plattareoma runt porthålen 4 och 5 i plattoma 33, 34 att kontakta varandra, och de pressade areoma 20 i plattan 34 runt porthålen 7 och 8 kommer att kontakta de icke- pressade areoma runt motsvarande hål i plattan 33. Slutligen har den följande plattan 35 ett V- mönster som pressats nedåt avståndet h i förhållande till plattareoma 50 runt porthålen 2, 3, 4 och 5. Plattareoma 20 runt porthålen 6 och 7 har pressats nedåt avståndet H. l fig. 5 har kanalema som definierats av plattoma markerats med bokstavarna x, y och z enligt innehållet av flöde. 5 0 9 5 7 9 Plattan 36i värrneväxlaren- ej visat i fi g. 6 - har samma form som plattan 32 och startar en ny serie plattor.

Som framgår av fl g. 4 och 5 kommer storleken av porthålen i plattorna vid portarna 4 - 7 att variera något. Detta är en följd av det traditionella sättet att tillverka värmeväxlarplattoma.

Plattoma stansas först till den önskade storleken med likartade diametrar för hålen. Sedan pressas plattornai ett eller flera steg. Med ökande deformeiing av plattoma kommer hålen att öka i storlek. Därför kommer hålen vid areor som pressats avståndet H att bli större än hål som ligger intill areor som ej pressats eller som endast pressats avståndet h. Dessa små variationer är faktiskt en fördel emedan de underlättar lödförbindelserna. Dessa har i fi g. 5 visats med tjockare linjer.

I ovan beskrivna utförande har de ringforrnade kontaktareorna 20 visats i huvudsak begränsade av cirklar med diametrarna D! och Da. Hålen i de kanalbildande plattoma (31 - 37) behöver dock ej vara cirkelformade. De kan lika väl ha annan form - exempelvis elliptiska eller polygorifortnade. Storleken, fomien och läget för hålen bör vara i huvudsak identiska.

Plattomas hopfogning har ovan beskrivitsi samband med vakuumlödning. Lödningen kan dock även med fördel utföras under användning av en skyddsgas.

Claims (3)

509 579 PATENTKRAV

1. l . Trekrets-plattvärrneväxlare omfattande minst tio intill varandra liggande plattor (31 - 40) försedda med ett pressat rnörister som definierar kanaler för tre olika flöden (x, y och z) av värmeväxlarrde rnedier; där minst sex (31 - 36) av dessa intill varandra liggande plattor' (31 - 40) som definierar kanaler är försedda med sex hål; samtliga kanaldefiriierande plattor (31 - 40) har samma yttre dimensioner och liåleri har samma läge i alla plattor (31 - 36); de kanaldefiriierande plattor (31 - 36) som har sex liål har förenats rned varandra genom lödnirig, svetsning eller limnirig utmed ríngformade kontaktareor (20) intill häleri sarnt utmed plattornas yttre omkrets, k ä n n e t e c k n a d av att rrärnrida rirrgformade areor (20) av plattorna (31 - 36) angränsande till fyra av riärririda sex liål (31, 36) har i huvudsak samma yttre och inre form, varvid de areor (20) som är avsedda att kontakta en arigràtnsaride platta vid två lrål i en platta har pressats bon från ett plan inrieliållaride koritaktareorrra runt de resterande fyra lrålerr i plattan genom ett avstånd (H) som är ca det dubbla av det avstånd (h) genom vilket det resterande, till största dj up pressade, karialdefiriieraride rnaterialeti plattan lrar pressats.

2. Trekrets-plattvärrrieväxlare enligt krav l , k ä n n e t e c k n a d av att de ringforrriade areorna (20) av plattorna (31 - 36) intill fyra av porthåleri begränsas av i lruvudsak cirkelforrrrade inre och yttre grí-irrser.

3. Trekrets-plattvärrrreväxlare enligtkrav l eller2, k ä n n e t e c k n a d av att de kanalbildarrde plattorna (31 - 36) lrar lropfogats genom vakuurrrlödriirig. Jr. Trekrets-plattvärrneväxlareenligtkrav 1 eller2, k ä n rr e t e c k n a d av att de karralbildarrcle plattorna (31 - 36) lrar' lioprrigats genom lödning i en skyddsgas.