CS262476B1

CS262476B1 - Detachable thatched heat exchanger

Info

Publication number: CS262476B1
Application number: CS873448A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Ing Vontor
Original assignee: Vontor Lubomir
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS344887A1

Abstract

Rozebíratelný deskový výměník tepla je určen převážně k výměně tepla mezi spalinami odcházejícími z kotle a spalovacím vzduchem, může však být použit k jiným účelům, kde se jedná o větší množství plynných médií s menším tepelným spádem. Skládá se z rovinných desek se shodně vyvrtanými otvory pro vodicí tyče, mezi které jsou vkládány těsnicí lišty a otvory pro stahovací tyče, na které Jsou navléknuty distanční kroužky. Na liché desky jsou pokládány těsnicí lišty pro prvé médium a na sudé těsnicí lišty pro druhé médium. Celek je stažen dohromady matkami na závitech vodicích a stahovacích tyčí. Výměník je potom opatřen izolací, rozebíratelným vnějším pláštěm a nátrubky s přírubami pro přívod a odvod médií.The detachable plate heat exchanger is mainly intended for heat exchange between the flue gases leaving the boiler and the combustion air, but it can also be used for other purposes where a larger amount of gaseous media with a smaller thermal gradient is involved. It consists of flat plates with identically drilled holes for guide rods, between which sealing strips are inserted and holes for pull rods, onto which spacer rings are threaded. Sealing strips for the first medium are placed on the odd-numbered plates and sealing strips for the second medium on the even-numbered plates. The unit is pulled together with nuts on the threads of the guide and pull rods. The exchanger is then provided with insulation, a detachable outer casing and flanged nozzles for the supply and exhaust of the media.

Description

Vynález se týká rozebíratelného deskového výměníku tepla pro plynná média, který se skládá z desek, mezi které jsou vloženy těsnicí lišty, jejichž poloha je zaji&těna vodícími prvky a celek je složen do svazku a jeho účelem je vytvoření nesvařovaného deskového výměníku, převážně pro energetické úěely, snadno vyrobitelného i z nerez materiálu a tím odolného proti korozi při zchlazování spalin pod jejich rosný bod.The invention relates to a removable plate heat exchanger for gaseous media comprising plates between which sealing strips are inserted, the position of which is secured by the guide elements and the assembly is assembled in a bundle to form a non-welded plate heat exchanger, mainly for energy purposes. made of stainless steel and thus resistant to corrosion when cooling the flue gases below their dew point.

Z NSR patentového spisu fi. 984 252 je znám deskový výměník tepla, jehož vodicí a distanční prvky jsou tvořeny prolisy v plechové desce výměníku at již kruhového, čtvercového nebo obdélníkového tvaru. Mezi takto vytvořené prolisy je vloženo elastické těsněni tak, že na jedné desce obepíná přívod a vývod prvého média, které se nalézají v rozleh jedné úhlopříčny výměníkové desky, a na druhé desce přívod a vývod druhého média, umístěné na koncích druhé úhlopříčny výměníkové desky. Na krajových výměníkových deskách jsou provedeny nátrubky pro přívod a odvod jednoho a druhého média. Sada desek je stlačena mezi pevné krajové desky pomocí tlačných šroubů na způsob lisu.From the German patent file fi. No. 984,252, a plate heat exchanger is known whose guide and spacing elements are formed by embossments in the plate of the exchanger, whether circular, square or rectangular in shape. An elastic seal is inserted between the recesses so formed that on one plate it surrounds the inlet and outlet of the first medium, which are found in the span of one diagonal of the heat exchanger plate, and on the other, the inlet and outlet of the second medium located at the ends. Nipples for inlet and outlet of one and the other medium are made on the edge exchanger plates. The plate set is compressed between the fixed edge plates by means of press screws in the manner of a press.

Nevýhodou takto provedeného deskového výměníku tepla je plastikové těsnění, jehož použití je omezeno teplotou, které může dlouhodobě odolávat. Dále je technologicky náročné vylisování tvaru prolisů, jejichž poměrně ostré hrany mohou praskat, čímž dochází k profukům médií. Z hlediska použití Výměníku tepla pro energetické účely, jako například pro ohřívák vzduchu spalinami, je toto provedení nevhodné vzhledem k malým průřezům přívodních a odváděčích kanálů, změně směru při vstupu do jednotlivých kapes výměníku, čímž jsou vytvořeny nevhodné aerodynamické podmínky.A disadvantage of such a plate heat exchanger is a plastic gasket, the use of which is limited by the temperature that it can withstand in the long term. Further, it is technologically demanding to mold the shape of the embossments, whose relatively sharp edges may crack, thereby causing the media to blow through. In view of the use of the heat exchanger for energy purposes, such as for combustion air heater, this embodiment is unsuitable due to the small cross-sections of the inlet and outlet ducts, the change of direction when entering the individual pockets of the exchanger, creating unsuitable aerodynamic conditions.

uvedené nevýhody z větší části odstraňuje provedení rozebíratelného výměníku tepla podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vodici prvky desek jsou vytvořeny tak, že rovinné desky jsou shodně opatřeny jednak otvory pro vodicí tyče,mezi které jsou vloženy těsnicí lišty, jednak, v podstatě uprostřed, otvory pro stahovací tyče, mezi něž jsou vloženy distanční kroužky, přičemž rovinné desky, těsnicí lišty a distanční kroužky jsou staženy dohromady matkami na závitech vodicích a stahovacích tyčí.The above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the embodiment of the releasable heat exchanger according to the invention, characterized in that the guide elements of the plates are designed in such a way that the planar plates are equally provided with guide rod openings between which sealing strips are inserted. in the middle, the holes for the tie rods between which spacers are inserted, wherein the planar plates, gaskets and spacer rings are tightened together by nuts on the threads of the guide and tie rods.

Znaky konkrétního provedení jsou dány tím, že těsnicí lišty jsou uspořádány tak, že vstup prvého média je umístěn na kratší straně deskového výměníku a výstup na odlehlém konci delší strany deskového výměníku, a vstup druhého média na opačné kratší straně deskového výměníku a výstup na odlehlém konci druhé další strany deskového výměníku tepla.The features of a particular embodiment are provided in that the sealing strips are arranged such that the first medium inlet is located on the shorter side of the plate heat exchanger and the outlet on the remote end of the longer side of the plate heat exchanger, and the second medium inlet on the opposite shorter side of the plate heat exchanger and the outlet on the remote end the other sides of the plate heat exchanger.

Dalším znakem je to, že konec těsnicích lišt přesahují plochu rovinných desek a jejich konce jsou shodně vyhnuty do- směru rovnoběžného se stranou deskového výměníku tepla.Another feature is that the ends of the sealing strips extend beyond the surface of the planar plates and their ends are equally bent in a direction parallel to the side of the plate heat exchanger.

Co se týká tepelných ztrát, je celek opatřen izolací a rozebíratelným vnějším pláštěm, a konce těsnicích lišt přesahující plochu rozebíratelného vnějšího pláště jsou obepnuty dvoudílným pravoúhlým nátrubkem opatřeným přírubou.In terms of heat loss, the assembly is provided with insulation and a removable outer sheath, and the ends of the sealing strips extending beyond the surface of the removable outer sheath are surrounded by a two-piece rectangular flange.

Z aerodynamického hlediska jsou mezi hrany rovinných desek, zaslepených těsnicími lištami, na ploše, vymezené dvoudílným pravoúhlým nátrubkem, upevněny náběhové lišty.From an aerodynamic point of view, leading ledges are fastened between the edges of the planar plates blinded by sealing strips on the surface defined by a two-part rectangular sleeve.

Konečně posledním znakem je to, že těsnicí lišty kondenzujícího média, jsou na etraně, která je v provozní poloze dole, vyspádovány do jednoho místa, kde jsou provedeny otvory pro odvod' kondenzátu.Finally, the last feature is that the conduits of the condensation medium are dropped at one point where the condensate drain holes are provided at the downstream side.

Hlavní výhodou rozebíratelného deskového výměníku tepla podle vynálezu je jednak jeho kompletní vytvoření z ocelového plechu, v případě, že v něm mají být vychlazovány spaliny pod rosný bod, z»korozivzdorné oceli. Odpadají veškeré prolisy, čímž se zjednoduší technologie výroby a těsnění z plastické hmoty. Podstatně se zlepší aerodynamické poměry, obzvláště při velkém průtočném množství médií. Jednoduchost výroby umožňuje využití automatizace při výrobě všech prvků, ale i při kompletaci výměníků. Minimální počet a rozměry pasivních součástí výměníku dává velmi výhodnou hmotnost na jednotku výkonu. Teplosměnnou plochu lze The main advantage of the removable plate heat exchanger according to the invention is, on the one hand, its complete construction of steel sheet, in case the flue gas is to be cooled below the dew point of stainless steel. No recesses are eliminated, making production technology and plastic seals easier. The aerodynamic conditions will be substantially improved, especially with a large flow rate of media. The simplicity of production enables the use of automation in the production of all elements, but also in the assembly of heat exchangers. The minimum number and dimensions of passive heat exchanger components give a very convenient weight per unit of output. Heat transfer surface can be used

zvětšovat až dvounásobně bez zvětšení vnějších rozměrů a vnitřních průtočných průřezů na úkol mezery mezi lamelami do minima 5 mm.Increase up to twice as much without increasing the external dimensions and internal flow cross-sections for the task of slat spacing up to a minimum of 5 mm.

Podle umístění deskového výměníku tepla v celkovém technologickém zařízení, například v kotelně, lze vstupy a výstupy médií a tím i uspořádání těsnicích lišt provést podle potřeby s ohledem na aerodynamické poměry, aniž by se změnila podstata vynálezu.Depending on the location of the plate heat exchanger in the overall process equipment, for example in a boiler room, the inlets and outlets of the media and thus the arrangement of the sealing strips can be made as required with respect to aerodynamic conditions, without changing the nature of the invention.

Vyhnutím těsnicích lišt, přesahujících plochu rovinných desek do směru rovnoběžného se stranou výměníku, se získá základ pro upevnění dvoudílného pravoúhlého nátrubku a příruby.By bending the sealing ledges extending beyond the surface of the planar plates in a direction parallel to the side of the exchanger, a base is obtained for fastening the two-part rectangular sleeve and flange.

Izolace a vnější plášt zamezí tepelným ztrátám výměníku.Insulation and outer casing prevent heat loss of the exchanger.

Upevněním náběhových lišt mezi hrany desek v prostoru nátrubku se zlepší aerodynamické poměry výměníku.By attaching the ledges between the edges of the plates in the sleeve space, the aerodynamic conditions of the exchanger are improved.

Vyspádováním těsnicích lišt na straně výměníku, která se v provozní poloze nalézá dole a kterou prochází kondenzující médium a provedením otvorů v nejnižším místě, se umožní nepřetržitý odvod kondenzátu.By dropping the sealing strips on the side of the exchanger, which is in the down position in the operating position and which passes through the condensation medium and through the holes at the lowest point, the condensate is continuously discharged.

V dalším bude popsáno příkladné provedení rozebíratelného deskového výměníku tepla podle vynálezu zobrazené na obr. 1 až 6, kde obr. 1 představuje rovinnou desku s otvory pro vodicí tyče a stahovací tyče, obr. 2 lichou rovinnou desku s těsnicími lištami pro prvé médium, obr. 3 znázorňuje sudou rovinnou desku s těsnicími lištami pro druhé médium, obr. 4 dvoudílný pravoúhlý nátrubek s přírubou a obr. 5 představuje pohled na smontovaný rozebíratelný deskový výměník tepla, zatímco na obr. 6 je schematicky nakresleno vyspádování dolní části těsnicí lišty s otvorem pro odvod kondenzátu, které je vhodné pro kondenzující médium.The exemplary embodiment of a removable plate heat exchanger according to the invention shown in Figs. 1 to 6 will be described, in which Fig. 1 is a planar plate with holes for guide rods and shrink bars; Fig. 2 is an odd planar plate with sealing strips for the first medium; Fig. 3 shows an even planar plate with sealing strips for the second medium; Fig. 4 shows a two-part rectangular flange socket; and Fig. 5 is a view of an assembled removable plate heat exchanger, while Fig. condensate drain suitable for condensing medium.

Základním prvkem rozebíratelného deskového výměníku χ tepla jsou rovinné desky X, do kterých jsou do všech shodně vyvrtány otvory χ pro vodicí tyče X, které jsou rozmístěny tak, aby z obou stran držely v určené poloze těsnicí lišty 5 a to jak na lichých rovinných deskách 201, tak na sudých rovinných deskách 202. V podstatě uprostřed mezi delšími stranami rovinných desek χ jsou vyvrtány otvory χ pro stahovací tyče T_, na které jsou navlečeny distanční kroužky χ, které mají stejnou výšku jako je šířka těsnicích lišt 5. Na lichých rovinných deskách 201 jsou mezi neznázorněné vodicí tyče χ umístěny liché horní těsnicí lišty 501 a liché dolní těsnicí lišty 502, které spolu s lichou a sudou rovinnou deskou 201, 202 tvoří průduch pro prvé médium. Na sudých rovinných deskách 202 jsou mezi neznázorněné vodicí tyče X navlečeny sudé horní těsnicí lišty 503 a sudé dolní těsnicí lišty 504, které se sudou a lichou rovinnou deskou 201, 202 vymezují průduch pro druhé médium. Jak je patrno z obr. 2 a 3, všechny těsnicí lišty χ přesahují plochu rovinných desek 2 a jejich konce jsou shodně vyhnuty do směru rovnoběžného se stranou rovinných desek 2 ven z průduchu.The basic element of the removable plate heat exchanger χ are planar plates X, into which all holes χ for the guide rods X are drilled in the same way, which are spaced so as to hold the sealing strips 5 on both sides in the determined position. Essentially, in the middle between the longer sides of the planar plates χ, holes χ are drilled for the tie rods T on which spacers χ have the same height as the width of the sealing strips 5. On the odd planar plates 201 the odd upper sealing strips 501 and the odd lower sealing strips 502 are disposed between the guide rods (not shown), which, together with the odd and even planar plates 201, 202, form a vent for the first medium. On the even planar plates 202, even upper sealing strips 503 and even lower sealing strips 504, which are not even and odd planar plates 201, 202, define a vent for the second medium between guide bars X (not shown). As can be seen from FIGS. 2 and 3, all sealing strips χ extend beyond the surface of the planar plates 2 and their ends are equally bent in a direction parallel to the side of the planar plates 2 out of the vent.

Po sestavení všech rovinných desek 2, těsnicích lišt X a distančních kroužků χ se celek stáhne dohromady utažením matek χ na závitech vodicích tyčí χ a stahovacích tyčí T_. Pro odstranění netěsností mezi těsnicími lištami X a rovinnými deskami 2 je možno použít těsnicího prostředku, například Hermetik, kterým se potřou hrany těsnicích lišt χ.After assembly of all planar plates 2, sealing strips X and spacer rings χ, the assembly is pulled together by tightening the nuts χ on the threads of the guide rods χ and the tie rods T_. To eliminate leaks between the sealing strips X and the planar plates 2, a sealant such as Hermetic can be used to rub the edges of the sealing strips χ.

Takto sestavený rozebíratelný výměník X tepla je na povrchu opatřen neznázorněnou izolací, a jak je patrno z obr. 5 rozebíratelným vnějším pláštěm 10, sešroubovaným z jednotlivých dílů. Na konce těsnicích lišt X, přesahujících plochu rozebíratelného vnějšího pláště χο, je připevněn dvoudílný pravoúhlý nátrubek 11, na který je připevněna příruba 12. Mezi hrany rovinných desek 2 v místech, kde je za nimi těsnicí lišta χ, jsou na ploše, vymezené dvoudílným pravoúhlým nátrubkem 11, upevněny náběhové lišty 13.The removable heat exchanger X thus assembled is provided with an insulation (not shown) on the surface and, as can be seen from FIG. 5, by a removable outer casing 10 screwed from the individual parts. A two-piece rectangular sleeve 11 is attached to the ends of the sealing strips X beyond the surface of the removable outer casing χο, to which a flange 12 is attached. Between the edges of the planar plates 2 at the places where the sealing strip χ is behind them 11, fastening strips 13 are fastened.

Na obr. 6 je znázorněno odlišné provedení sudé rovinné desky 202 se sudou horní těsnicí lištou 503 z obr. 3, jejíž levá kratší strana se nalézá v provozní poloze dole. Rozebíratelný deskový výměník X tepla je použit jako ohřívák vzduchu, koncipovaný pro ochlazování spalin pod rosný bod. Výměník je vyroben z korozivzdorné oceli. Levá, v tomto případě spodní část sudé horní těsnicí lišty 503 je vyspádována zhruba do středu, kde je proveden otvor 14 pro odvod kondenzátu. Celá spodní část výměníku je spojena se záchytnou jímkou 19 odtékajících kondenzátů a jištěna potrubní smyčkou 20 proti úniku spalin přes kondenzátní potrubí.FIG. 6 shows a different embodiment of an even planar plate 202 with an even top sealing lip 503 of FIG. 3, the left shorter side of which is in the down position. The removable plate heat exchanger X is used as an air heater designed to cool the flue gases below the dew point. The exchanger is made of stainless steel. The left, in this case the lower part of the even upper sealing strip 503 is sloped roughly to the center where the condensate drain hole 14 is provided. The entire lower part of the exchanger is connected to the condensate drainage sump 19 and secured by a duct loop 20 against leakage of flue gas through the condensate line.

Pokud se týká průtoku médií rozebíratelným deskovým výměníkem tepla, prvé médium vstupuje do výměníku ve směru černé šipky 15 nátrubkem 11 na levé kratší straně a vystupuje na odlehlém konci horní delší strany výměníku ve směru černé šipky 16. Druhé médium vstupuje nátrubkem 11 na opačné kratší straně výměníku ve směru bílé šipky 17 a vystupuje nátrubkem 11 na spodní delší straně odlehlé jeho vstupu ve směru bílé šipky 18 výstupu.Regarding the flow of media through the removable plate heat exchanger, the first medium enters the exchanger in the direction of the black arrow 15 through the sleeve 11 on the left shorter side and exits at the distal end of the upper longer side of the exchanger in the black arrow direction. of the exchanger in the direction of the white arrow 17 and exits through the sleeve 11 on the lower longer side remote of its inlet in the direction of the white arrow 18 of the outlet.

Rozebíratelný deskový výměník tepla byl konstruován jako ohřívák vzduchu k parním nebo horkovodním kotlům topeným ušlechtilými palivy, nicméně může najít uplatnění i pro jiné účely, pro výměnu tepla mezi plyny, například jako rekuperátor vzduchu v zemědělských i průmyslových objektech, kde může být zhotoven i z hliníkových plechů a podobně.The removable plate heat exchanger has been designed as an air heater for steam or hot water boilers heated with noble fuels, but it can also be used for other purposes, for heat exchange between gases, for example as an air recuperator in agricultural and industrial buildings. etc.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. A removable plate heat exchanger for gaseous media consisting of plates between which sealing strips are inserted, the position of which is secured by the guide elements, and the set of plates and sealing strips are pulled together so that the heat transfer medium flows at an angle to each other and the sealing strips for the first and second media are arranged one after the other, characterized in that the planar plates (2, 201, 202) are equally provided with holes (3) for the guide rods (4) between which the sealing strips (5) are inserted. 501, 502, 503, 504), on the one hand, essentially in the middle, holes (6) for tie rods (7) between which spacers (8) are inserted, the planar plates (2, 201, 202), sealing strips (5, 501, 502)

503, 504) and the spacer rings (8) are tightened together by nuts on the threads of the guide rods (4) and the tie rods, 7).

Removable plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that the sealing strips (5, 501, 502, 503, 504) are arranged such that the first medium inlet is located on the shorter side of the plate heat exchanger and the outlet on the remote end of the longer side. a plate heat exchanger (1), and an inlet of a second medium on the opposite shorter side of the plate heat exchanger and an outlet at a remote end of the second longer side of the plate heat exchanger (1).

Removable plate heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the ends of the sealing strips (5, 501, 502, 503, 504) extend beyond the surface of the planar plates (2) and their ends are equally bent in a direction parallel to the plate side. a heat exchanger (1).

A removable plate heat exchanger according to claim 3, characterized in that the assembly is provided with insulation and a removable outer jacket (10) and an end of the sealing strips (5, 501).

502, 503, 504), extending beyond the surface of the removable outer casing (10), are enclosed by a two-part rectangular socket (11) provided with a flange (12).

Removable plate heat exchanger according to claim 4, characterized in that, between the edges of the planar plates (2, 201, 202) blinded by the sealing strips (5, 501, 502, 503, 504), (11), fastening strips (13) attached.

A removable plate heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that the condensation medium sealing strips (503) are dropped to one point at the downstream side (where the condensate drain holes (14) are provided). .