Plattenwärmeaustauscher Die Erfindung betrifft einen Platten wärmeaustauscher mit einer Anzahl aus Blech gepressten Wärmeübertragungsplatten, die mit dazwischenliegenden strangförmigen, endlos verlaufenden Packungen zu Paketen ver einigt sind.
Bei derartigen Wä.rmeaustauschern ist es bekannt, innerhalb des von den Packungen umschlossenen Gebietes der Platten diese auf der einen Seite mit Ausbuchtungen zu ver sehen, die Abstandselemente zwischen benach barten Platten bilden, wobei die Platten der art zusammenliegen, dass die Ausbuchtungen aller Platten nach der gleichen Richtung ge richtet sind.
Der erfindungsgemässe Plattenwärmeaus- tauseher ist dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Wärmeübertragungsplatte ein Teil der Ausbuchtungen beidseitig längs den Packun gen im Abstand voneinander angeordnet ist, wobei die Ausbuchtungen der einen Platte eine abweichende Lage gegenüber denjenigen der benachbarten Platte aufweisen.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Abstandselemente wird ein Herauspres sen der Packung aus der zur Abdichtung der Platten vorgesehenen Lage verhindert.
Die Erfindung wird anhand der Zeich nung, die einige Ausführungen des Erfin dungsgegenstandes veranschaulicht, näher be schrieben.
Fig. 1 zeigt einen Grtundriss einer Wärme- übertragungsplatte mit erfindungsgemässen Packungen.
Fig. 2 zeigt einen Grundriss einer Wärme übertragungsplatte nach Fig. 1 um eine zur Plattenebene senkrechte Axe um 180 gedreht und deren eine Packung spiegelbildlich zu der jenigen in Fig. 1 angeordnet ist.
Fig.3 zeigt eine Aufsicht der auf der Platte nach Fig. 2 liegenden Platte nach Fig.1., so wie diese in einem Plattenpaket liegen.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV durch die Partie r1 der Fig.3 im Sinne der Pfeile gesehen und in grösserem Massstab.
Fig. 5 zeigt einen Grundriss auf die Partie t1 der Fig. 3, in grösserem Massstab.
Fig. 6 zeigt einen Grimdriss auf die Partie A der Fig. 3 in grösserem Massstab, mit einer von der Ausführungsform nach Fig. 5 abwei chenden Form der Ausbuchtungen.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt nach der Linie VII-VII in der Fig. 5 im Sinne der Pfeile gesehen.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in der Fig. 6 im Sinne der Pfeile gesehen.
Fig.9 zeigt eine etwas von der Ausfüh rungsform nach Fig. 8 abweichende Konstruk tion.
Fig. 10 zeigt einen Grundriss auf die Partie A der Fig. 3 bei abgewandelter Ausführungs form der Ausbuchtungen. Fig. 11 zeigt einen Schnitt. nach der Linie XI-XI in der Fig.10.
Fig. 12 zeigt einen Schnitt nach der Linie XII-XII in der Fig.10.
Fig. 13 zeigt einen Schnitt durch eine be sondere Ausführungsform einer Packung. Fig. 14 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VIV-XIV und Fig. 15 einen Schnitt entlang der Linie XV-XV in Fig. 3 durch einen vollständigen Wärmeaustauscher.
In Fig. 1 bezeichnet. 1 eine aus Blech ge presste ZVärmeübertragungsplatte, die an ihren vier Ecken mit Durchlässen 2, 3, 4 -und 5 für die Wärmeaustauschmedien versehen ist. Eine gummielastische Packung 6, z. B. aus Gummi, ist auf der Platte 1 so parallelogrammförmig angeordnet, dass sie die Durchlässe 2 und 4 einschliesst, jedoch nicht die Durchlässe 3 und 5, um welche stattdessen Packungen 7 und 8 kreisförmig angeordnet sind.
In der Fig. 2 ist eine Platte 1 dargestellt, die identisch ist mit einer solchen nach Fig. 1, die jedoch um eine zur Plattenebene senk rechte Achse um 180 zur Lage der Platte 1 in Fig.1 gedreht ist. Die Packung 6 auf der Platte 1 nach Fig. 2 ist spiegelbildlich zu der jenigen in Fig.1 angeordnet. Bei der Platte 1 nach Fig. 2 ist die Packung 6 derart angeord net, dass sie die Durchlässe 3 und 5 ein schliesst. Die Packung 7 bzw. 8 umschliesst den Durchlass 4- bzw. 2.
Durch Pressverformung der Platten 1 entstehen auf der einen Seite jeder Platte 1 Ausbuchtungen 9, welche derart vorgesehen sind, dass die Packungen 6, 7 und 8 unmittel bar zwischen sie zu liegen kommen und durch dieselben an einem seitlichen Verschieben ge hindert werden. Die identischen Ausbuchtun gen der Platten 1 sind in den Fig. 1 und 2 z. B. mit 99a, 99b,<B>99e,</B> 99d bezeichnet.
Werden zwei Platten 1, die eine nach Fig.1 und die andere nach Fig. 2, aufeinander gelegt, so entsteht ein Paket nach Fig. 3. Dabei ist ersichtlich, dass in der Draufsicht der bei den Platten 1 die Ausbuchtungen 9 der einen Platte 1 gegenüber den benachbarten Barunter liegenden der andern Platte längs jeder Seite der Packungen 6, 7 und 8 gegeneinander ver setzt sind.
Die Ausbuchtungen 9 der untern Platte 1 (Fig.3) treffen daher bei der obern Platte 1 auf eine unverformte Partie derselben, das heisst, die obere Platte 1 stützt. sieh auf den Ausbuchtungen 9 der untern Platte ab (Fig.4), so dass diese Ausbuchtungen 9 Ab standselemente zwischen benachbarten Platten 1. bilden. Dabei liegen die Platten 1 derart zusammen, da.ss die Ausbuchtungen 9 aller Platten 1- nach der gleichen Richtung gerich tet sind.
In einem durch Endplatten zusammen gepressten Plattenpaket verhindern ausserdem die ausserhalb der betreffenden Packung ge legenen Ausbuchtungen, dass in einem Platten paar durch seitlichen Druck diese Packung auseinandergehen und aus dem Plattenpaar austreten kann.
Gemäss Fig. 1 bis 4 sind für eine und die selbe Platte 1 die Ausbuchtungen auf der einen Seite der betreffenden Packung in Längsrichtung der Packung zu den Ausbuch tungen auf der andern Seite der Packung ver setzt. Sie können auch einander gegenüber an geordnet werden, wie Fig. 5 und 7 es zeigen. An Stelle der kreisförmigen Ausbuchtung 9 (Fig.5) können auch quadratförmige Aus buchtungen 9a verwendet werden, wie Fig. 6 zeigt. Ausserdem ist in der Fig. 6 eine andere Ausführungsform von Platten 1a dargestellt.
die in bekannter Weise mit je einer in die Platten eingepressten Rinne 10 (siehe auch Fig.8) für eine Packung 6a versehen ist. Es hat sich herausgestellt, dass eine derartige Rinne 10 allein keine völlige Sicherheit. gegen ein Herausblasen der Packung 6a. bei hohem Druck bietet. In Kombination mit den Aus buchtungen 9a gemäss der Erfindung erhält man jedoch völlige Sicherheit dafür, wie es aus Fig. 8 besonders deutlich hervorgeht.
In Fig. 9 ist eine Abänderung eines Paketes von Wärme- austauschplatten gemäss Fig.8 gezeigt, die darin besteht, dass die Ausbuchtungen 9b nach der gleichen Seite der Platte wie die Rinne 10 gepresst sind. Die Stützwirkung ist die gleiche wie bei dem Plattenpaket nach Fig. B.
Fig.10 zeigt eine abgewandelte Ausfüh- rungsform der Partie A nach Fig. 3, wobei in der Platte 1b die Ausbuchtungen 9b und 9c die Form von Rippen besitzen und jede Rippe mit einem ihrer Enden die Packung 6 stützt. 1)ie ausserhalb der Packung 6 gelegenen Rip pen 9b verlaufen senkrecht zur Packung 6, können jedoch auch schräg zu dieser ver kaufen.
Die innerhalb der Packung 6 ge legenen Rippen 9e verlaufen schräg zur Pak- kung 6, so dass, wenn zwei derartige Platten 1b wie die Platten 1 in Fig.3 zusammengelegt werden, diese sich durch die Rippen 9c gegen einander abstützen, wobei ein freier Strö mungsweg 19 für das betreffende Wärmeaus- tausehmedium zwischen den Platten 1b inner halb der Packung 6 freibleibt, wie aus Fig. 12 hervorgeht.
In gleicher Weise können die Rip pen 9b, falls auch diese schräg zur Packung 6 angeordnet sind, beispielsweise als eine in der Packungslage unterbrochene Verlängerung der Rippen 9c verlaufen und die Platten 11) ausserhalb der Packung 6 gegeneinander ab stützen. Fig.10 und 11 zusammen zeigen jedoeh ein Beispiel, bei dem die Rippen 9b der einen Platte 1b parallel zu gleichartigen Rippen 9b der andern Platte 1b angeordnet sind.
In den Ausführungsbeispielen gemäss Fig.1. bis 9 sind der Deutlichkeit halber die als Füb- rung für die betreffende Packung dienenden Ausbuchtungen jeder Platte mit grösseren Zwischenräumen angeordnet, als in der Praxis oft zur sicheren Verhinderung eines Ausbie- gens einer nach allen Richtungen formbaren Paekung- an deren nicht geführten Teilen zweckmässig ist. Fig.10 entspricht dagegen auch in dieser Hinsicht einer praktischen Aus führungsform.
Es können jedoch auch in vie len Fällen die in den übrigen Figuren gezeig ten Abstände in Kombination mit einer Pak- kung zweckmässig sein, die derart versteift ist, dass sie wenigstens bei angemessenen Abstän den zwischen den Ausbuchtungen einer Form veränderung durch Druck in der Plattenebene Widerstand leistet. Fig. 13 zeigt ein Beispiel einer derartigen Ausführungsform einer stei fen Packung 11, die an sich bis auf eine im vorliegenden Zusammenhang wichtige neue Einzelheit bekannt ist. Diese Packung 11 be- steht aus einer Schiene 12 aus Metall oder anderem erheblich festerem Material, als für Dichtungen selbst zweckmässig ist, das oben und unten einen Dichtungsbelag 13 bzw. 14 aus ' z. B.
Gummi oder Kunstharz wie Teflon (eingetragene Schutzmarke) oder dergleichen enthält. Die Neuheit dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Schiene 12 mit ihren beiden Seiten 15 und 16 so weit über die Dichtungsbeläge 13 und 14 ragt, dass die Seite 15 oder 16 sich an der betreffenden Wand der Ausbuchtung 9 abstützt, wobei ver hindert wird, dass der Dichtungsbelag 14 in den Hohlkehlen 17 dichtet bzw. an den Wän den der Ausbuchtung 9 heraufgleitet und dabei in eine schräge Lage kommt.
Wenn eine derartig steife Packung zu einer endlosen Form 6, wie sie die Fig.1 zeigt, angefertigt wird, so kann sie für die Platten nach Fig. 1 und 2 verwendet werden, wenn sie, da die Packung nach Fig. 2 spiegelbildlich zu derjenigen in Fig. 1 steht, um eine zum Strang 66a parallele Axe von der Lage in Fig.1 in diejenige in Fig. 2 um 180 gedreht wird. Damit die steife Packung, die ihre Form nicht verändern kann, auch in dieser gedreh ten Lage passen soll, ist sie mit einem zu ihrer Mittelebene 18 symmetrischen Profil ausgebil det.
Es kann natürlich auch eine völlig weiche Packung mit einem derartigen symmetrischen Profil ausgebildet sein.
Die Fig. 14 und 15 dienen zur Veran schaulichung des Strömungsverlaufes der bei den Medien im Wärmeaustauscher. Sie stellen je einen Schnitt entlang der Linie XIV-XIV bzw. XV-XV in Fig. 3 durch ein vollstän diges Wärmeaustauscher-Plattenpaket dar. Die einzelnen Wärmeübertragungsplatten sind wiederum mit 1 bezeichnet, zwischen denen die Packungen 6, 7 und 8 liegen.
Die End- platten 21 bzw. 22 tragen den Zuflussstutzen 23 und den. Abflussstutzen 24 für das eine Medium sowie den Zuflussstutzen 25 und den Abflussstutzen 26 für das andere Medium. Die Ausbuchtungen an den Platten 1, welche deren Abstand voneinander bestimmen und die Pak- kungen 6, 7, 8 in ihrer Lage festhalten, sind der Übersicht. halber in den Fig. 14 und 15 weggelassen.
Aus den Fig. 14 und 15 geht hervor, dass die beiden Medien abwechslungsweise jeden zweiten Plattenzwischenraum durchfliessen, beispielsweise das erste Medium alle ungerad- zahligen und das zweite Medium alle gerad- zahligen Zwischenräume. Hierbei strömen die Medien innerhalb der Packungen 6 von der einen Durchlassöffnung zu der diagonal gegen überliegenden Durchlassöffnung, wobei der Wärmeaustausch vom einen Medium zum andern durch die Platten 1 hindurch zwischen den sich überschneidenden Strömungsflächen innerhalb der Packungen 6 erfolgt.
Plate heat exchanger The invention relates to a plate heat exchanger with a number of heat transfer plates pressed from sheet metal, which are combined to form packets with strand-like, endlessly extending packings in between.
In such Wä.rmeaustauschern it is known to see these on the one side with bulges within the area of the plates enclosed by the packs, which form spacers between neighboring plates, the plates lying together in such a way that the bulges of all plates after are directed in the same direction.
The plate heat exchanger according to the invention is characterized in that in each heat transfer plate a part of the bulges is arranged on both sides along the packs at a distance from one another, the bulges of one plate having a different position than those of the adjacent plate.
The inventive arrangement of the spacer elements prevents the pack from being pressed out of the position provided for sealing the plates.
The invention will be described in more detail with reference to the drawing which illustrates some embodiments of the subject matter of the invention.
1 shows a floor plan of a heat transfer plate with packings according to the invention.
FIG. 2 shows a plan view of a heat transfer plate according to FIG. 1 rotated by 180 about an axis perpendicular to the plane of the plate and one pack of which is arranged in a mirror image of the one in FIG.
FIG. 3 shows a plan view of the plate according to FIG. 1 lying on the plate according to FIG. 2, as it is in a plate pack.
FIG. 4 shows a section along the line IV-IV through the part r1 of FIG. 3 in the direction of the arrows and on a larger scale.
FIG. 5 shows a plan view of part t1 of FIG. 3, on a larger scale.
Fig. 6 shows a Grimdriss on part A of FIG. 3 on a larger scale, with a shape of the bulges deviating from the embodiment according to FIG.
FIG. 7 shows a section along the line VII-VII in FIG. 5 in the direction of the arrows.
FIG. 8 shows a section along the line VIII-VIII in FIG. 6 in the direction of the arrows.
FIG. 9 shows a construction that differs somewhat from the embodiment according to FIG. 8.
Fig. 10 shows a plan view of the part A of FIG. 3 in a modified embodiment form of the bulges. Fig. 11 shows a section. according to the line XI-XI in Fig.10.
FIG. 12 shows a section along the line XII-XII in FIG.
Fig. 13 shows a section through a be special embodiment of a pack. 14 shows a section along the line VIV-XIV and FIG. 15 shows a section along the line XV-XV in FIG. 3 through a complete heat exchanger.
In Fig. 1 designated. 1 a Z-heat transfer plate pressed from sheet metal, which is provided at its four corners with passages 2, 3, 4 and 5 for the heat exchange media. A rubber-elastic pack 6, e.g. B. made of rubber, is arranged on the plate 1 in a parallelogram shape that it includes the passages 2 and 4, but not the passages 3 and 5, around which packs 7 and 8 are instead arranged in a circle.
2 shows a plate 1 which is identical to one according to FIG. 1, but which is rotated about an axis perpendicular to the plane of the plate by 180 to the position of the plate 1 in FIG. The pack 6 on the plate 1 of FIG. 2 is arranged in a mirror image of the one in FIG. In the case of the plate 1 according to FIG. 2, the pack 6 is arranged in such a way that it includes the passages 3 and 5. Packing 7 or 8 encloses passage 4 or 2.
By compression deformation of the plates 1, bulges 9 are formed on one side of each plate 1, which are provided in such a way that the packs 6, 7 and 8 come to lie between them and are prevented from shifting sideways by the same. The identical bulges conditions of the plates 1 are shown in FIGS. 1 and 2, for. B. with 99a, 99b, <B> 99e, </B> 99d.
If two plates 1, one according to FIG. 1 and the other according to FIG. 2, are placed on top of one another, a package according to FIG. 3 is created. It can be seen that in the plan view of the plates 1, the bulges 9 of one plate 1 opposite the adjacent bar under lying the other plate along each side of the packs 6, 7 and 8 against each other are ver.
The bulges 9 of the lower plate 1 (FIG. 3) therefore meet an undeformed part of the upper plate 1, that is, the upper plate 1 is supported. look at the bulges 9 of the lower plate (Figure 4), so that these bulges 9 from stand elements between adjacent plates 1 form. The plates 1 lie together in such a way that the bulges 9 of all plates 1- are directed in the same direction.
In a plate pack pressed together by end plates, the bulges located outside the pack in question also prevent this pack from separating and emerging from the plate pair in a pair of plates due to lateral pressure.
1 to 4 are for one and the same plate 1, the bulges on one side of the pack in question in the longitudinal direction of the pack to the Ausbuch lines on the other side of the pack ver. They can also be arranged opposite one another, as shown in FIGS. 5 and 7. Instead of the circular bulge 9 (FIG. 5), square-shaped bulges 9a can also be used, as FIG. 6 shows. In addition, another embodiment of plates 1a is shown in FIG.
which is provided in a known manner with a groove 10 pressed into each of the plates (see also FIG. 8) for a pack 6a. It has been found that such a channel 10 alone does not provide complete security. against blowing out the packing 6a. at high pressure. In combination with the bulges from 9a according to the invention, however, complete security is obtained for this, as can be seen particularly clearly from FIG.
FIG. 9 shows a modification of a package of heat exchange plates according to FIG. 8, which consists in that the bulges 9b are pressed towards the same side of the plate as the channel 10. The supporting effect is the same as with the plate pack according to Fig. B.
FIG. 10 shows a modified embodiment of part A according to FIG. 3, the bulges 9b and 9c in the plate 1b being in the form of ribs and each rib supporting the packing 6 with one of its ends. 1) The ribs 9b located outside the pack 6 run perpendicular to the pack 6, but can also buy at an angle to this ver.
The ribs 9e placed inside the pack 6 run obliquely to the pack 6, so that when two such plates 1b as the plates 1 in FIG. 3 are put together, they are supported against one another by the ribs 9c, with a free flow The path 19 for the heat exchange medium in question remains free between the plates 1b within the pack 6, as can be seen from FIG.
In the same way, the Rip pen 9b, if these are also arranged obliquely to the pack 6, for example as an extension of the ribs 9c interrupted in the pack layer and support the plates 11) outside the pack 6 against one another. 10 and 11 together, however, show an example in which the ribs 9b of one plate 1b are arranged parallel to ribs 9b of the same type on the other plate 1b.
In the embodiments according to FIG. 1 to 9, for the sake of clarity, the bulges of each plate serving as guides for the pack in question are arranged with larger spaces than is often expedient in practice to reliably prevent a pack that can be shaped in all directions from bending on its non-guided parts . In contrast, FIG. 10 also corresponds to a practical embodiment in this respect.
In many cases, however, the distances shown in the other figures can also be useful in combination with a packing that is stiffened in such a way that, at least with appropriate distances between the bulges, it resist a change in shape due to pressure in the plane of the plate perform. Fig. 13 shows an example of such an embodiment of a stei fen pack 11, which is known per se except for one important new detail in the present context. This packing 11 consists of a rail 12 made of metal or other considerably more solid material than is expedient for seals themselves, which has a sealing lining 13 or 14 made of z. B.
Contains rubber or synthetic resin such as Teflon (registered trademark) or the like. The novelty of this embodiment is that the rail 12 with its two sides 15 and 16 protrudes so far over the sealing linings 13 and 14 that the side 15 or 16 is supported on the relevant wall of the bulge 9, which prevents ver that the sealing lining 14 in the grooves 17 seals or slides up on the walls of the bulge 9 and comes into an inclined position.
If such a rigid pack is made into an endless shape 6 as shown in FIG. 1, it can be used for the plates according to FIGS. 1 and 2 if, since the pack according to FIG. 2 is a mirror image of that 1, about an axis parallel to strand 66a, is rotated 180 from the position in FIG. 1 into that in FIG. So that the stiff pack, which cannot change its shape, should also fit in this rotated position, it is ausgebil det with a profile that is symmetrical to its center plane 18.
A completely soft packing with such a symmetrical profile can of course also be designed.
14 and 15 are used to illustrate the flow of the media in the heat exchanger. They each represent a section along the line XIV-XIV or XV-XV in Fig. 3 through a complete heat exchanger plate pack. The individual heat transfer plates are in turn designated 1, between which the packs 6, 7 and 8 are located.
The end plates 21 and 22 carry the inflow connection 23 and the. Outflow nozzle 24 for one medium and the inflow nozzle 25 and the outflow nozzle 26 for the other medium. The bulges on the plates 1, which determine their distance from one another and hold the packs 6, 7, 8 in place, are shown in the overview. 14 and 15 omitted for the sake of convenience.
From FIGS. 14 and 15 it can be seen that the two media alternately flow through every second space between the plates, for example the first medium every odd-numbered and the second medium every even-numbered space. Here, the media flow within the packs 6 from one passage opening to the diagonally opposite passage opening, the heat exchange from one medium to the other taking place through the plates 1 between the overlapping flow surfaces within the packs 6.