DE102020131370A1 - Plate heat exchanger with baffles that conduct the flow - Google Patents
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Abstract
Ein Plattenwärmetauscher enthält einen Stapel von Plattenpaaren, die innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind. Kammartige Leitbleche erstrecken sich in die Strömungsspalte zwischen den Plattenpaaren, um eine Fluidströmung in einem sinusförmigen Muster innerhalb der Strömungsspalte zu leiten. Die Strömungsspalte sind in zwei Teilmengen der Strömungsspalte unterteilt, die vorzugsweise abwechselnd entlang der Höhe des Stapels angeordnet sind. Die Schenkel einiger Leitbleche erstrecken sich in die erste Teilmenge, aber nicht in die zweite Teilmenge, während sich die Schenkel einiger Leitbleche in die zweite Teilmenge, aber nicht in die erste Teilmenge erstrecken. Die Leitbleche sind so angeordnet, dass das sinusförmige Muster in der zweiten Teilmenge von dem sinusförmigen Muster in der ersten Teilmenge phasenverschoben ist.A plate heat exchanger contains a stack of pairs of plates arranged within a housing. Comb-like baffles extend into the flow gaps between the pairs of plates to direct fluid flow in a sinusoidal pattern within the flow gaps. The flow gaps are divided into two subsets of the flow gaps, which are preferably arranged alternately along the height of the stack. The legs of some baffles extend into the first subset but not into the second subset, while the legs of some baffles extend into the second subset but not into the first subset. The baffles are arranged such that the sinusoidal pattern in the second subset is out of phase with the sinusoidal pattern in the first subset.
Description
HINTERGRUNDBACKGROUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscher und insbesondere auf Plattenwärmetauscher.The present invention relates to heat exchangers and, more particularly, to plate heat exchangers.
Plattenwärmetauscher werden verwendet, um Wärme zwischen zwei Fluiden, typischerweise zwei Flüssigkeiten, zu übertragen. In einer üblichen Konstruktion eines derartigen Wärmetauschers sind die Platten paarweise angeordnet und in einem Stapel zusammengebaut. Die Platten des Stapels werden üblicherweise durch Hartlöten miteinander verbunden, um eine monolithische Struktur mit internen Strömungsstrukturen zu bilden, durch die eines der Fluide zirkuliert, während das andere Fluid über die Außenflächen der Platten strömt. Die beiden Fluide werden dadurch in eine Wärmeübertragung miteinander gebracht, während sie physisch voneinander getrennt bleiben.Plate heat exchangers are used to transfer heat between two fluids, typically two liquids. In a common construction of such a heat exchanger, the plates are arranged in pairs and assembled in a stack. The plates of the stack are usually brazed together to form a monolithic structure with internal flow structures through which one of the fluids circulates while the other fluid flows over the outer surfaces of the plates. The two fluids are thereby brought into heat transfer with one another while remaining physically separate from one another.
Plattenwärmetauscher der oben erwähnten Art können innerhalb eines Gehäuses untergebracht sein, um das extern strömende Fluid aufzunehmen und zu leiten.Plate heat exchangers of the type mentioned above can be accommodated within a housing in order to receive and conduct the externally flowing fluid.
Während Strömungsverwirbelungsmerkmale, wie z. B. Rippen oder Einsätze, leicht in jedes der Plattenpaare eingesetzt werden können, um das intern strömende Fluid zu leiten und eine verbesserte konvektive Wärmeübertragung für dieses Fluid zu schaffen, sind die Außenflächen der Plattenpaare oft nicht so verbessert. Dies kann dazu führen, dass der Gesamtwirkungsgrad des Wärmetauschers durch die Rate der konvektiven Wärmeübertragung zwischen den Außenflächen der Plattenpaare und dem extern strömenden Fluid begrenzt ist.While flow turbulence features such. B. fins or inserts, can easily be inserted into each of the plate pairs to direct the internally flowing fluid and provide improved convective heat transfer for that fluid, the outer surfaces of the plate pairs are often not as improved. This can result in the overall efficiency of the heat exchanger being limited by the rate of convective heat transfer between the outer surfaces of the plate pairs and the externally flowing fluid.
ZUSAMMENFAS SUNGSUMMARY
Ein Plattenwärmetauscher, der einen hohen thermischen Wirkungsgrad aufweist, wird über einen Stapel von Platten bereitgestellt, die innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind, wobei das Gehäuse ein Volumen definiert, damit ein Fluid hindurchströmt. Das Fluid kann eine Flüssigkeit sein, z. B. ein Kühlmittel, wie z. B. Wasser oder Glykol oder ein Wasser/Glykol-Gemisch. Das Fluid kann alternativ eine weitere Flüssigkeit sein, wie z. B. ein Öl. Nochmals alternativ kann das Fluid ein Gas sein.A plate heat exchanger having high thermal efficiency is provided via a stack of plates arranged within a housing, the housing defining a volume for fluid to flow therethrough. The fluid can be a liquid, e.g. B. a coolant such. B. water or glycol or a water / glycol mixture. The fluid can alternatively be another liquid, such as e.g. B. an oil. Again, alternatively, the fluid can be a gas.
Das Fluid, das durch das Volumen strömt, befindet sich mit einem weiteren Fluid, das durch die inneren Strukturen der Platten strömt, in einer Wärmeübertragung. Diese Wärmeübertragung kann zur Übertragung von Wärmeenergie von dem anderen Fluid zu dem durch das Volumen strömenden Fluid führen, so dass das durch das Volumen strömende Fluid dazu dient, das andere Fluid zu kühlen. Alternativ kann die Wärmeübertragung zur Übertragung von Wärmeenergie von dem durch das Volumen strömenden Fluid zu dem anderen Fluid führen, so dass das durch das Volumen strömende Fluid dazu dient, das andere Fluid zu erwärmen.The fluid flowing through the volume is in heat transfer with another fluid flowing through the internal structures of the plates. This heat transfer can result in the transfer of thermal energy from the other fluid to the fluid flowing through the volume so that the fluid flowing through the volume serves to cool the other fluid. Alternatively, the heat transfer can lead to the transfer of thermal energy from the fluid flowing through the volume to the other fluid, so that the fluid flowing through the volume serves to heat the other fluid.
Das durch die Platten strömende Fluid kann eine Flüssigkeit sein, wie z. B. ein Öl. Alternativ kann das durch die Platten strömende Fluid ein Gas oder ein zweiphasiges Fluid sein, das zeitweise eine Flüssigkeit und sonst ein Gas ist. In derartigen Fällen kann der Plattenwärmetauscher verwendet werden, um das andere Fluid von einer Gasphase in eine flüssige Phase zu kondensieren, während das andere Fluid durch die Platten strömt, oder um das andere Fluid von einer flüssigen Phase in eine Gasphase zu verdampfen, während das andere Fluid durch die Platten strömt. In einer speziellen derartigen Anwendung kann der Plattenwärmetauscher als Verdampfer für verflüssigtes Erdgas (LNG) oder Flüssiggas (LPG) in einem Kraftmaschinensystem eingesetzt werden, das LNG oder LPG als einen Kraftstoff verwendet.The fluid flowing through the plates can be a liquid such as e.g. B. an oil. Alternatively, the fluid flowing through the plates can be a gas or a two-phase fluid that is temporarily a liquid and otherwise a gas. In such cases, the plate heat exchanger can be used to condense the other fluid from one gas phase to a liquid phase while the other fluid is flowing through the plates, or to evaporate the other fluid from a liquid phase to a gas phase while the other Fluid flows through the plates. In a specific such application, the plate heat exchanger can be used as an evaporator for liquefied natural gas (LNG) or liquefied petroleum gas (LPG) in an engine system that uses LNG or LPG as a fuel.
Die Platten innerhalb des Stapels können paarweise angeordnet sein, so dass jedes Plattenpaar eine Plattenanordnung bildet, durch die das andere Fluid strömen kann. Innerhalb jedes derartigen Plattenpaares kann ein Verwirbelungseinsatz angeordnet sein, um das Plattenpaar gegen interne Druckbeaufschlagung zu verstärken oder um die Wärmeübertragungsrate innerhalb des Plattenpaares zu erhöhen oder beides. Die Stirnseiten benachbarter der Plattenpaare können voneinander beabstandet sein, so dass zwischen ihnen Strömungsspalte angeordnet sind. Dies ermöglicht es, dass das durch das Volumen strömende Fluid über diese Stirnflächen strömt, um mit dem anderen Fluid, das gleichzeitig durch das Plattenpaar strömt, effizient Wärmeenergie auszutauschen. Ein zusätzlicher Strömungsspalt kann zwischen den äußersten der Plattenpaare (z. B. dem endseitigen Plattenpaar an jedem Ende des Stapels in der Stapelrichtung) und den Gehäusewänden vorgesehen sein.The plates within the stack can be arranged in pairs so that each plate pair forms a plate arrangement through which the other fluid can flow. A turbulator insert may be disposed within each such pair of plates to reinforce the pair of plates against internal pressurization, or to increase the rate of heat transfer within the pair of plates, or both. The end faces of adjacent pairs of plates can be spaced from one another so that flow gaps are arranged between them. This enables the fluid flowing through the volume to flow over these end faces in order to efficiently exchange thermal energy with the other fluid flowing through the pair of plates at the same time. An additional flow gap can be provided between the outermost of the pairs of plates (e.g. the end pair of plates at each end of the stack in the stacking direction) and the housing walls.
Die Geometrie der Plattenpaare kann so sein, dass das Plattenpaar in einer Richtung (der Längsrichtung) eine größere Abmessung als in der anderen Richtung (der Querrichtung) aufweist. Dies ermöglicht eine effektivere Gesamtwärmeübertragung, weil beide Fluide geleitet werden können, um in der Längsrichtung zu strömen.The geometry of the plate pairs can be such that the plate pair has a larger dimension in one direction (the longitudinal direction) than in the other direction (the transverse direction). This allows for more effective overall heat transfer because both fluids can be directed to flow in the longitudinal direction.
Der Plattenwärmetauscher kann außerdem mit kammartigen Leitblechen versehen sein, die sich in die Strömungsspalte erstrecken, um die Strömung des Fluids zu leiten, während es durch die Strömungsspalte strömt. Diese kammartigen Leitbleche können so angeordnet sein, um zu verursachen, dass das Fluid wiederholt geleitet wird, in der Querrichtung zu strömen, während es sich in einer Gesamtlängsrichtung durch die Strömungsspalte bewegt. Dies weist die Wirkung auf, die Gesamtlänge des Strömungsweges zu vergrößern, und führt zu einer größeren Rate der konvektiven Wärmeübertragung aufgrund höherer Reynoldszahlen in der Fluidströmung. Die abwechselnde Hin- und Herbewegung des Fluids in der Querrichtung, während sich das Fluid in einer Gesamtlängsrichtung bewegt, erzeugt einen sinusförmigen Strömungsweg für das Fluid innerhalb jedes Strömungsspalts.The plate heat exchanger can also be provided with comb-like baffles which extend into the flow gaps in order to direct the flow of the fluid as it flows through the flow gaps. These comb-like baffles can be arranged to cause that the fluid is repeatedly directed to flow in the transverse direction as it moves in an overall longitudinal direction through the flow gaps. This has the effect of increasing the overall length of the flow path and results in a greater rate of convective heat transfer due to higher Reynolds numbers in the fluid flow. The alternating reciprocating movement of the fluid in the transverse direction as the fluid moves in an overall longitudinal direction creates a sinusoidal flow path for the fluid within each flow gap.
Die Strömungsspalte können aus einer ersten und einer zweiten Teilmenge der Strömungsspalte bestehen. Die Strömungsspalte der ersten Teilmenge können abwechselnd mit den Strömungsspalten der zweiten Teilmenge angeordnet sein. In einigen Ausführungen können die Strömungsspalte der ersten und der zweiten Teilmenge jedoch in anderen Mustern angeordnet sein.The flow gaps can consist of a first and a second subset of the flow gaps. The flow gaps of the first subset can be arranged alternately with the flow gaps of the second subset. In some implementations, however, the flow gaps of the first and second subsets can be arranged in other patterns.
Die Leitbleche können verwendet werden, um einen sinusförmigen Strömungsweg in jedem der Strömungsspalte der zweiten Teilmenge zu definieren, der von einem sinusförmigen Strömungsweg, den die Leitbleche in jedem der Strömungsspalte der ersten Teilmenge definieren, phasenverschoben ist. Mit phasenverschoben ist gemeint, dass das sinusförmige Strömungsmuster in jedem der Strömungsspalte der zweiten Teilmenge in der Längsrichtung von dem sinusförmigen Strömungsmuster in jedem der Strömungsspalte der ersten Teilmenge um einen im Allgemeinen festen Abstand versetzt ist, der als ein Prozentsatz der Periode des sinusförmigen Strömungsmusters ausgedrückt werden kann. Dieser Prozentsatz kann als Winkelphasenverschiebung ausgedrückt werden, indem die volle Periode des sinusförmigen Strömungsmusters als gleich 360° betrachtet wird.The baffles can be used to define a sinusoidal flow path in each of the flow gaps of the second subset that is out of phase with a sinusoidal flow path that the baffles define in each of the flow gaps of the first subset. By out of phase it is meant that the sinusoidal flow pattern in each of the flow gaps of the second subset is longitudinally offset from the sinusoidal flow pattern in each of the flow gaps of the first subset by a generally fixed distance expressed as a percentage of the period of the sinusoidal flow pattern can. This percentage can be expressed as an angular phase shift by considering the full period of the sinusoidal flow pattern equal to 360 °.
Die Phasenverschiebung der sinusförmigen Strömungsmuster in der ersten und der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte kann verwendet werden, um die unerwünschten Wärmeübertragungsauswirkungen von konvektiven Totzonen zu minimieren, die dazu tendieren, unmittelbar stromabwärts jedes Leitblechs aufzutreten. Da die Leitbleche die Strömung des Fluids in der Längsrichtung blockieren und es veranlassen, in der Querrichtung zu strömen, weist das Fluid eine höhere durchschnittliche Geschwindigkeit an der stromaufwärts gelegenen Stirnfläche des Strömungsleitblechs und eine geringere durchschnittliche Geschwindigkeit an der stromabwärts gelegenen Stirnfläche mit entsprechend höheren Reynoldszahlen und Wärmeübergangskoeffizienten an den stromaufwärts gelegenen Stirnflächen und entsprechend niedrigeren Reynoldszahlen und Wärmeübergangskoeffizienten an den stromabwärts gelegenen Stirnflächen auf.The phase shifting of the sinusoidal flow patterns in the first and second subsets of the flow gaps can be used to minimize the undesirable heat transfer effects of convective dead zones that tend to occur immediately downstream of each baffle. Since the baffles block the flow of fluid in the longitudinal direction and cause it to flow in the transverse direction, the fluid has a higher average velocity at the upstream face of the flow baffle and a lower average velocity at the downstream face with correspondingly higher Reynolds numbers and Heat transfer coefficients on the upstream end faces and correspondingly lower Reynolds numbers and heat transfer coefficients on the downstream end faces.
Wenn die Strömungsspalte der ersten Teilmenge und die Strömungsspalte der zweiten Teilmenge abwechselnd angeordnet sind, weist jedes Plattenpaar eine Platte, die einen Strömungsspalt der ersten Teilmenge begrenzt, und eine Platte, die einen Strömungsspalt der zweiten Teilmenge begrenzt, auf. Durch die Phasenverschiebung der sinusförmigen Strömungsmuster auf beiden Seiten des Plattenpaares können die Bereiche mit geringerer Wärmeübertragung auf einer Platte des Paares mit den Bereichen mit höherer Wärmeübertragung auf der anderen Platte des Paares in Einklang gebracht werden. Dies kann zu einem besseren Gesamtwärmeübertragungswirkungsgrad des Wärmetauschers führen.If the flow gaps of the first subset and the flow gaps of the second subset are arranged alternately, each pair of plates has a plate that delimits a flow gap of the first subset and a plate that delimits a flow gap of the second subset. By phase shifting the sinusoidal flow patterns on either side of the pair of plates, the areas of lower heat transfer on one plate of the pair can be brought into line with the areas of higher heat transfer on the other plate of the pair. This can lead to a better overall heat transfer efficiency of the heat exchanger.
In einigen Ausführungsformen sind die sinusförmigen Strömungswege in den Strömungsspalten der zweiten Teilmenge von den sinusförmigen Strömungswegen in den Strömungsspalten der ersten Teilmenge um 180° phasenverschoben. In anderen Ausführungsformen sind die sinusförmigen Strömungswege in den Strömungsspalten der zweiten Teilmenge von den sinusförmigen Strömungswegen in den Strömungsspalten der ersten Teilmenge um nicht mehr als 90° phasenverschoben. Dies kann zu einer gleichmäßigeren Rate der Gesamtwärmeübertragung entlang der Längsrichtung führen. In einigen speziellen Ausführungsformen dieser Art sind die sinusförmigen Strömungswege in den Strömungsspalten der zweiten Teilmenge von den sinusförmigen Strömungswegen in den Strömungsspalten der ersten Teilmenge um etwa 60° phasenverschoben. In anderen Ausführungsformen sind die sinusförmigen Strömungswege um einen Betrag zwischen 60° und 90° phasenverschoben, und in noch anderen Ausführungsformen sind die sinusförmigen Strömungswege um weniger als 60° phasenverschoben.In some embodiments, the sinusoidal flow paths in the flow gaps of the second subset are 180 ° out of phase with the sinusoidal flow paths in the flow gaps of the first subset. In other embodiments, the sinusoidal flow paths in the flow gaps of the second subset are out of phase with the sinusoidal flow paths in the flow gaps of the first subset by no more than 90 °. This can result in a more uniform rate of overall heat transfer along the lengthwise direction. In some specific embodiments of this type, the sinusoidal flow paths in the flow gaps of the second subset are phase-shifted by approximately 60 ° from the sinusoidal flow paths in the flow gaps of the first subset. In other embodiments, the sinusoidal flow paths are out of phase by an amount between 60 ° and 90 °, and in still other embodiments the sinusoidal flow paths are less than 60 ° out of phase.
Auf den Platten können nach außen gerichtete Vertiefungen vorgesehen sein, um den gewünschten Abstand zwischen den Plattenpaaren zu schaffen. Diese Vertiefungen können in einem sich wiederholenden Muster angeordnet sein, wobei die Vertiefungen benachbarter Platten, die einander zugewandt sind, so ausgerichtet sind, dass die Vertiefungen aneinanderstoßen, wodurch die Strömungsspalte erzeugt werden. Die Plattenpaare können über derartige aneinanderstoßende Vertiefungen, z. B. durch Hartlötverbindungen, miteinander verbunden werden, um eine monolithische Stapelstruktur zu erzeugen.Outwardly facing depressions may be provided on the plates to provide the desired spacing between the pairs of plates. These depressions can be arranged in a repeating pattern, with the depressions of adjacent plates which face one another being oriented so that the depressions abut one another, thereby creating the flow gaps. The plate pairs can over such abutting wells, for. B. by brazed joints, are interconnected to create a monolithic stack structure.
Das Muster der Vertiefungen kann so aufgebaut sein, dass die Vertiefungen in Reihen angeordnet sind, die sich in der Querrichtung erstrecken. Dies kann es ermöglichen, dass die kammartigen Leitbleche zwischen den Zeilen der Vertiefungen angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen ist das Muster der Vertiefungen ein gitterartiges Muster, wobei die Vertiefungen sowohl in Spalten, die sich in der Längsrichtung erstrecken, als auch in Reihen, die sich in der Querrichtung erstrecken, angeordnet sind. Ein derartiges Muster der Vertiefungen kann ein versetztes Muster sein, bei dem abwechselnde Reihen Vertiefungen in abwechselnden Spalten aufweisen. Alternativ kann ein derartiges Muster der Vertiefungen ein nicht versetztes Muster sein. Das Muster der Vertiefungen kann außerdem eine Anordnung von Vertiefungen in Reihen vorsehen, die in einem nicht senkrechten Winkel sowohl zur Längs- als auch zur Querrichtung orientiert sind. Eine derartige Anordnung kann es ermöglichen, dass sich die Leitbleche in die Strömungsspalte zwischen derartigen Reihen unter einem Winkel zur Querrichtung erstrecken.The pattern of the depressions may be constructed such that the depressions are arranged in rows that extend in the transverse direction. This can make it possible for the comb-like baffles to be arranged between the rows of depressions. In some embodiments, the pattern of the depressions is a grid-like pattern, wherein the depressions are arranged both in columns extending in the longitudinal direction and in rows extending in the transverse direction. Such a pattern of pits may be a staggered pattern in which alternating rows have pits in alternating columns. Alternatively, such a pattern of the pits may be a non-staggered pattern. The pattern of indentations can also provide an arrangement of indentations in rows that are oriented at a non-perpendicular angle to both the longitudinal and transverse directions. Such an arrangement can enable the baffles to extend into the flow gaps between such rows at an angle to the transverse direction.
Jedes der Plattenpaare kann mit einem ersten Rand und einem zweiten Rand versehen sein, die sich beide in der Längsrichtung des Plattenpaares erstrecken. Der Plattenwärmetauscher kann ein oder mehrere erste Strömungsleitbleche enthalten, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen weist der Plattenwärmetauscher nur ein derartiges erstes Strömungsleitblech auf, während in anderen Ausführungsformen der Plattenwärmetauscher mehr als ein derartiges erstes Strömungsleitblech aufweist. Jedes des einen oder der mehreren ersten Strömungsleitbleche kann mit Schenkeln versehen sein, die sich von den ersten Rändern der Plattenpaare in einige, aber nicht alle, der Strömungsspalte erstrecken. Die Schenkel erstrecken sich in eine erste Teilmenge der Strömungsspalte, aber nicht in eine zweite Teilmenge der Strömungsspalte. In dieser Weise dienen die Schenkel der ersten Strömungsleitbleche dazu, das in der ersten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid abzulenken, wobei sie aber das in der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid nicht beeinflussen.Each of the plate pairs can be provided with a first edge and a second edge, both of which extend in the longitudinal direction of the plate pair. The plate heat exchanger may include one or more first flow baffles disposed within the housing. In some embodiments, the plate heat exchanger has only one such first flow guide plate, while in other embodiments the plate heat exchanger has more than one such first flow guide plate. Each of the one or more first flow baffles may be provided with legs that extend from the first edges of the plate pairs into some, but not all, of the flow gaps. The legs extend into a first subset of the flow gaps, but not into a second subset of the flow gaps. In this way, the legs of the first flow guide plates serve to deflect the fluid flowing in the first subset of the flow gaps, but they do not influence the fluid flowing in the second subset of the flow gaps.
Die Schenkel der ersten Strömungsleitbleche können sich in einigen Ausführungsformen über mehr als die Hälfte der Abmessung der Plattenpaare in der Querrichtung erstrecken. Eine derartige Ausdehnung der Schenkel kann dazu dienen, das in der ersten Teilmenge der Strömungsspalte in der Querrichtung strömende Fluid angemessen von den ersten Rändern weg zu leiten. Die Schenkel können Abschlussenden aufweisen, die von den zweiten Rändern der Plattenpaare beabstandet sind, d. h., sich zwischen den ersten Rändern und den zweiten Rändern entlang der Querrichtung befinden. Dies kann es ermöglichen, dass das in der ersten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid zwischen diesen Abschlussenden und einer Wand des Gehäuses, die sich den zweiten Rändern benachbart befindet, strömt, so dass die Strömung des Fluids entlang der Längsrichtung weitergehen kann.In some embodiments, the legs of the first flow baffles can extend over more than half the dimension of the plate pairs in the transverse direction. Such an expansion of the legs can serve to appropriately guide the fluid flowing in the first subset of the flow gaps in the transverse direction away from the first edges. The legs may have terminal ends that are spaced from the second edges of the pairs of plates, e.g. i.e., located between the first edges and the second edges along the transverse direction. This can enable the fluid flowing in the first subset of the flow gaps to flow between these terminating ends and a wall of the housing which is located adjacent to the second edges, so that the flow of the fluid can continue along the longitudinal direction.
Der Plattenwärmetauscher kann außerdem ein oder mehrere zweite Strömungsleitbleche enthalten, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen weist der Plattenwärmetauscher nur ein derartiges zweites Strömungsleitblech auf, während in anderen Ausführungsformen der Plattenwärmetauscher mehr als ein derartiges zweites Strömungsleitblech aufweist. Jedes des einen oder der mehreren zweiten Strömungsleitbleche kann mit Schenkeln versehen sein, die sich von den zweiten Rändern der Plattenpaare in einige, aber nicht alle der Strömungsspalte erstrecken. Die Schenkel des einen oder der mehreren zweiten Strömungsleitbleche können sich in die zweite Teilmenge der Strömungsspalte, aber nicht in die erste Teilmenge erstrecken, so dass die Schenkel der zweiten Strömungsleitbleche das in der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid ablenken, aber das in der ersten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid nicht beeinflussen.The plate heat exchanger can also include one or more second flow baffles disposed within the housing. In some embodiments, the plate heat exchanger has only one such second flow baffle, while in other embodiments the plate heat exchanger has more than one such second flow baffle. Each of the one or more second flow baffles may be provided with legs that extend from the second edges of the plate pairs into some, but not all, of the flow gaps. The legs of the one or more second flow baffles can extend into the second subset of the flow gaps, but not into the first subset, so that the legs of the second flow baffles deflect the fluid flowing in the second subset of the flow gaps, but that in the first subset the flow gap does not affect the flowing fluid.
Die Schenkel der zweiten Strömungsleitbleche können sich in einigen Ausführungsformen über mehr als die Hälfte der Abmessung der Plattenpaare in der Querrichtung erstrecken. Eine derartige Ausdehnung der Schenkel kann dazu dienen, das in der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte in der Querrichtung strömende Fluid angemessen von den zweiten Rändern weg zu leiten. Die Schenkel können Abschlussenden aufweisen, die von den ersten Rändern der Plattenpaare beabstandet sind, d. h., sich zwischen den ersten Rändern und den zweiten Rändern entlang der Querrichtung befinden. Dies kann es ermöglichen, dass das in der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid zwischen diesen Abschlussenden und einer Wand des Gehäuses, die sich den ersten Rändern benachbart befindet, strömt, so dass die Fluidströmung entlang der Längsrichtung weitergehen kann.In some embodiments, the legs of the second flow baffles can extend over more than half the dimension of the plate pairs in the transverse direction. Such an expansion of the legs can serve to appropriately guide the fluid flowing in the second subset of the flow gaps in the transverse direction away from the second edges. The legs may have terminal ends that are spaced from the first edges of the pairs of plates, i.e. i.e., located between the first edges and the second edges along the transverse direction. This can make it possible for the fluid flowing in the second subset of the flow gaps to flow between these terminating ends and a wall of the housing which is located adjacent to the first edges, so that the fluid flow can continue along the longitudinal direction.
Der Plattenwärmetauscher kann außerdem ein oder mehrere dritte Strömungsleitbleche enthalten, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen weist der Plattenwärmetauscher nur ein derartiges drittes Strömungsleitblech auf, während in anderen Ausführungsformen der Plattenwärmetauscher mehr als ein derartiges drittes Strömungsleitblech aufweist. Jedes der einen oder der mehreren dritten Strömungsleitbleche kann mit Schenkeln versehen sein, die sich von den zweiten Rändern der Plattenpaare in die erste Teilmenge der Strömungsspalte, aber nicht in die zweite Teilmenge erstrecken, so dass die Schenkel der dritten Strömungsleitbleche das in der ersten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid ablenken, aber das in der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid nicht beeinflussen.The plate heat exchanger can also include one or more third flow baffles disposed within the housing. In some embodiments the plate heat exchanger has only one such third flow baffle, while in other embodiments the plate heat exchanger has more than one such third flow baffle. Each of the one or more third flow baffles can be provided with legs that extend from the second edges of the plate pairs in the first subset of the flow gaps, but not in the second subset, so that the legs of the third flow baffle in the first subset of the Divert flow gaps flowing fluid, but do not influence the fluid flowing in the second subset of the flow gaps.
Die Schenkel der dritten Strömungsleitbleche können sich in einigen Ausführungsformen über mehr als die Hälfte der Abmessung der Plattenpaare in der Querrichtung erstrecken. Eine derartige Ausdehnung der Schenkel kann dazu dienen, das in der ersten Teilmenge der Strömungsspalte in der Querrichtung strömende Fluid angemessen von den zweiten Rändern weg zu leiten. Die Schenkel können Abschlussenden aufweisen, die von den ersten Rändern der Plattenpaare beabstandet sind, d. h., sich zwischen den ersten Rändern und den zweiten Rändern entlang der Querrichtung befinden. Dies kann es ermöglichen, dass das in der ersten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid zwischen diesen Abschlussenden und einer Wand des Gehäuses, die sich den zweiten Rändern benachbart befindet, strömen kann, so dass die Strömung des Fluids entlang der Längsrichtung weitergehen kann.In some embodiments, the legs of the third flow guide plates can extend over more extend than half the dimension of the plate pairs in the transverse direction. Such an expansion of the legs can serve to appropriately guide the fluid flowing in the first subset of the flow gaps in the transverse direction away from the second edges. The legs may have terminal ends that are spaced apart from the first edges of the plate pairs, that is, located between the first edges and the second edges along the transverse direction. This can enable the fluid flowing in the first subset of the flow gaps to flow between these terminating ends and a wall of the housing which is located adjacent to the second edges, so that the flow of the fluid can continue along the longitudinal direction.
Der Plattenwärmetauscher kann außerdem ein oder mehrere vierte Strömungsleitbleche enthalten, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen weist der Plattenwärmetauscher nur ein derartiges viertes Strömungsleitblech auf, während in anderen Ausführungsformen der Plattenwärmetauscher mehr als ein derartiges viertes Strömungsleitblech aufweist. Jedes des einen oder der mehreren vierten Strömungsleitbleche kann mit Schenkeln versehen sein, die sich von den ersten Rändern der Plattenpaare in die zweite Teilmenge der Strömungsspalte, aber nicht in die erste Teilmenge erstrecken, so dass die Schenkel der dritten Strömungsleitbleche das in der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid ablenken, aber das in der ersten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid nicht beeinflussen.The plate heat exchanger can also include one or more fourth flow baffles disposed within the housing. In some embodiments, the plate heat exchanger has only one such fourth flow baffle, while in other embodiments the plate heat exchanger has more than one such fourth flow baffle. Each of the one or more fourth flow baffles can be provided with legs that extend from the first edges of the plate pairs into the second subset of the flow gaps, but not into the first subset, so that the legs of the third flow baffles in the second subset of the Divert flow gaps flowing fluid, but do not influence the fluid flowing in the first subset of the flow gaps.
Die Schenkel der vierten Strömungsleitbleche können sich in einigen Ausführungsformen über mehr als die Hälfte der Abmessung der Plattenpaare in der Querrichtung erstrecken. Eine derartige Ausdehnung der Schenkel kann dazu dienen, das in der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte in der Querrichtung strömende Fluid angemessen von den ersten Rändern weg zu leiten. Die Schenkel können Abschlussenden aufweisen, die von den zweiten Rändern der Plattenpaare beabstandet sind, d. h., sich zwischen den ersten Rändern und den zweiten Rändern entlang der Querrichtung befinden. Dies kann es ermöglichen, dass das in der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte strömende Fluid zwischen diesen Abschlussenden und einer Wand des Gehäuses, die sich den zweiten Rändern benachbart befindet, strömen kann, so dass die Strömung des Fluids entlang der Längsrichtung weitergehen kann.In some embodiments, the legs of the fourth flow baffles can extend over more than half the dimension of the plate pairs in the transverse direction. Such an expansion of the legs can serve to appropriately guide the fluid flowing in the second subset of the flow gaps in the transverse direction away from the first edges. The legs may have terminal ends that are spaced from the second edges of the pairs of plates, e.g. i.e., located between the first edges and the second edges along the transverse direction. This can enable the fluid flowing in the second subset of the flow gaps to flow between these terminating ends and a wall of the housing which is located adjacent to the second edges, so that the flow of the fluid can continue along the longitudinal direction.
In einigen Ausführungsformen ist jedes des einen oder der mehreren ersten Strömungsleitbleche auf eines des einen oder der mehreren zweiten Leitbleche in der Längsrichtung ausgerichtet. In einigen Ausführungsformen ist jedes des einen oder der mehreren dritten Strömungsleitbleche auf eines des einen oder der mehreren vierten Leitbleche in der Längsrichtung ausgerichtet. In anderen Ausführungsformen sind die ersten, zweiten, dritten und vierten Strömungsleitbleche alle entlang der Längsrichtung versetzt, wobei sie in einigen derartigen Ausführungsformen in einem sich wiederholenden Muster entlang der Längsrichtung angeordnet sind.In some embodiments, each of the one or more first flow baffles is longitudinally aligned with one of the one or more second baffles. In some embodiments, each of the one or more third flow baffles is longitudinally aligned with one of the one or more fourth baffles. In other embodiments, the first, second, third, and fourth baffles are all staggered along the lengthwise direction, and in some such embodiments they are arranged in a repeating pattern along the lengthwise direction.
In einigen Ausführungsformen, in denen die Strömungsleitbleche in einem sich wiederholenden Muster angeordnet sind, besteht das sich wiederholende Muster aus einem der ersten Strömungsleitbleche, gefolgt von einem der zweiten Strömungsleitbleche, gefolgt von einem der dritten Strömungsleitbleche, gefolgt von einem der vierten Strömungsleitbleche. Ein derartiges sich wiederholendes Muster kann einen gleichmäßigen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Strömungsleitblechen enthalten, oder es kann einen ungleichmäßigen Abstand enthalten. In einigen Ausführungsformen mit einem ungleichmäßigen Abstand ist ein Abstand in der Längsrichtung zwischen den ersten und den zweiten Strömungsleitblechen des sich wiederholenden Musters größer als ein Abstand in der Längsrichtung zwischen den zweiten und den dritten Strömungsleitblechen in dem sich wiederholenden Muster. In einigen derartigen Ausführungsformen ist der Abstand zwischen den ersten und den zweiten Strömungsleitblechen genau das Doppelte des Abstands zwischen den zweiten und den dritten Strömungsleitblechen.In some embodiments where the baffles are arranged in a repeating pattern, the repeating pattern consists of one of the first baffles, followed by one of the second baffles, followed by one of the third baffles, followed by one of the fourth baffles. Such a repeating pattern may include an even spacing between successive baffles, or it may include an uneven spacing. In some non-uniform spacing embodiments, a longitudinal spacing between the first and second flow baffles in the repeating pattern is greater than a longitudinal spacing between the second and third flow baffles in the repeating pattern. In some such embodiments, the distance between the first and second flow baffles is exactly twice the distance between the second and third flow baffles.
Ein sich wiederholendes Muster mit einem ungleichmäßigen Abstand kann dennoch einige gleiche Abstände zwischen den Elementen des Musters aufweisen. In einigen Ausführungsformen, in denen der Abstand in der Längsrichtung zwischen den ersten und den zweiten Strömungsleitblechen des sich wiederholenden Musters größer als der Abstand in der Längsrichtung zwischen den zweiten und den dritten Strömungsleitblechen des sich wiederholenden Musters ist, kann z. B. der Abstand in der Längsrichtung zwischen den dritten und den vierten Strömungsleitblechen des sich wiederholenden Musters gleich dem Abstand zwischen den ersten und den zweiten Strömungsleitblechen des sich wiederholenden Musters sein. Ähnlich kann der Abstand in der Längsrichtung zwischen dem vierten Strömungsleitblech einer Instanz des sich wiederholenden Musters und dem ersten Strömungsleitblech einer unmittelbar folgenden Instanz des sich wiederholenden Musters gleich dem Abstand in der Längsrichtung zwischen den zweiten und den dritten Strömungsleitblechen des sich wiederholenden Musters sein.A repeating pattern with uneven spacing may still have some equal spacing between elements of the pattern. In some embodiments, in which the longitudinal distance between the first and second flow baffles of the repeating pattern is greater than the longitudinal distance between the second and third flow baffles of the repeating pattern, e.g. B. the distance in the longitudinal direction between the third and fourth flow baffles of the repeating pattern may be equal to the distance between the first and second flow baffles of the repeating pattern. Similarly, the longitudinal distance between the fourth baffle of one instance of the repeating pattern and the first baffle of an immediately following instance of the repeating pattern may be equal to the longitudinal distance between the second and third baffles of the repeating pattern.
In den Ausführungsformen, in denen die Strömungsleitbleche in einem sich wiederholenden Muster mit einem ungleichmäßigen Abstand angeordnet sind, kann es außerdem möglich sein, dass die Strömungsleitbleche mit Schenkeln, die sich in dieselbe Teilmenge der Strömungsspalte erstrecken, gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden der ersten und der dritten Strömungsleitbleche oder der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden der zweiten und der vierten Strömungsleitbleche kann z. B. ein konstanter Abstand sein. In einigen Ausführungsformen kann ein erster konstanter Abstand zwischen aufeinanderfolgenden der ersten und der dritten Strömungsleitbleche gleich einem zweiten konstanten Abstand zwischen aufeinanderfolgenden der zweiten und der vierten Strömungsleitbleche sein. In einigen derartigen Ausführungsformen sind die ersten Strömungsleitbleche von den aufeinanderfolgenden zweiten Strömungsleitblechen um einen Betrag beabstandet, der kleiner als jene ersten und zweiten konstanten Abstände ist.In the embodiments in which the flow baffles are arranged in a repeating pattern with an uneven spacing, it may also be possible for the flow baffles with legs that extend into the same subset of the flow gaps, are evenly spaced from each other. The distance between successive one of the first and third flow baffles or the distance between successive one of the second and fourth flow baffles can be, for. B. be a constant distance. In some embodiments, a first constant distance between consecutive one of the first and third flow baffles may be equal to a second constant distance between consecutive one of the second and fourth flow baffles. In some such embodiments, the first baffles are spaced from the successive second baffles by an amount that is less than those first and second constant distances.
Die Schenkel der Strömungsleitbleche, die sich in die Strömungsräume erstrecken, können das Fluid so leiten, dass es in einem sinusförmigen Muster durch diese Räume strömt. Das Fluid in den Strömungsräumen der ersten Teilmenge wird z. B. abwechselnd so geleitet, dass es in entgegengesetzte Querrichtungen (d. h., von dem ersten Rand in Richtung des zweiten Rands und von dem zweiten Rand in Richtung des ersten Rands) strömt, indem es abwechselnd auf die Schenkel des einen oder der mehreren ersten Strömungsleitbleche und die Schenkel des einen oder der mehreren dritten Strömungsleitbleche trifft. Ähnlich wird das Fluid in den Strömungsräumen der zweiten Teilmenge abwechselnd so geleitet, dass es in entgegengesetzte Querrichtungen strömt, indem es abwechselnd auf die Schenkel des einen oder der mehreren zweiten Strömungsleitbleche und die Schenkel des einen oder der mehreren vierten Strömungsleitbleche trifft.The legs of the flow baffles, which extend into the flow spaces, can guide the fluid so that it flows through these spaces in a sinusoidal pattern. The fluid in the flow spaces of the first subset is z. B. alternately directed so that it flows in opposite transverse directions (ie, from the first edge in the direction of the second edge and from the second edge in the direction of the first edge) by alternately on the legs of the one or more first flow baffles and meets the legs of the one or more third flow baffles. Similarly, the fluid in the flow spaces of the second subset is alternately directed so that it flows in opposite transverse directions by alternately striking the legs of the one or more second flow baffles and the legs of the one or more fourth flow baffles.
Wenn jene Strömungsleitbleche, die die Schenkel aufweisen, die sich in dieselbe Teilmenge der Strömungsspalte erstrecken, entlang der Längsrichtung mit einem konstanten Abstand gleichmä-ßig voneinander beabstandet sind, dann weist das resultierende sinusförmige Strömungsmuster eine Periode auf, die gleich dem Zweifachen dieses konstanten Abstands ist.If those flow baffles having the legs extending into the same subset of the flow gaps are uniformly spaced from one another longitudinally at a constant distance, then the resulting sinusoidal flow pattern has a period equal to twice that constant distance .
In jenen Fällen, in denen die Leitbleche, deren Schenkel sich in die erste Teilmenge der Strömungsspalte erstrecken, (z. B. die ersten Strömungsleitbleche und die dritten Strömungsleitbleche), in der Längsrichtung von den Leitblechen versetzt sind, deren Schenkel sich in die zweite Teilmenge der Strömungsspalte erstrecken, (z. B. die zweiten Strömungsleitbleche und die vierten Strömungsleitbleche), sind die resultierenden sinusförmigen Strömungsmuster in der ersten und der zweiten Teilmenge ebenfalls versetzt. Wenn diese sinusförmigen Strömungsmuster in der ersten und der zweiten Teilmenge eine völlig gleiche Periode aufweisen, dann führt der Versatz zu einer Phasenverschiebung der sinusförmigen Strömungsmuster. Der Betrag der Phasenverschiebung kann in Grad, basierend auf dem Bruchteil der Periode, den der Versatz darstellt, ausgedrückt werden, wobei eine volle Periode gleich 360° ist. In einigen beispielhaften Ausführungsformen ist die Phasenverschiebung gleich 60°, was bedeutet, dass der Versatz ein Sechstel einer Periode ist. In anderen Ausführungsformen kann die Phasenverschiebung jedoch kleiner als oder größer als 60° sein.In those cases in which the baffles whose legs extend into the first subset of the flow gaps (e.g. the first flow baffles and the third flow baffles) are offset in the longitudinal direction from the baffles whose legs extend into the second subset of the flow gaps (e.g. the second flow baffles and the fourth flow baffles), the resulting sinusoidal flow patterns in the first and second subsets are also offset. If these sinusoidal flow patterns have a completely identical period in the first and the second subset, then the offset leads to a phase shift of the sinusoidal flow patterns. The amount of phase shift can be expressed in degrees based on the fraction of the period that the offset represents, where a full period equals 360 degrees. In some exemplary embodiments, the phase shift is equal to 60 °, which means that the offset is one sixth of a period. In other embodiments, however, the phase shift can be less than or greater than 60 °.
Wenn die Plattenpaare durch Vertiefungen voneinander beabstandet sind, die von den Platten nach außen vorstehen, und diese Vertiefungen in regelmäßig beabstandeten Reihen angeordnet sind, die sich in der Querrichtung erstrecken, dann kann es vorteilhaft sein, die Strömungsleitbleche entlang der Längsrichtung so anzuordnen, dass sich die Schenkel jedes Strömungsleitblechs in die Spalte zwischen den Reihen von Vertiefungen erstrecken. In derartigen Ausführungsformen sind die Abstände zwischen den einzelnen Strömungsleitblechen irgendein ganzzahliges Vielfaches des regelmäßigen Abstands zwischen den Zeilen von Vertiefungen.If the plate pairs are spaced from one another by depressions that protrude outwardly from the plates, and these depressions are arranged in regularly spaced rows that extend in the transverse direction, then it may be advantageous to arrange the flow baffles along the longitudinal direction so that the legs of each baffle extend into the gaps between the rows of wells. In such embodiments, the spacing between the individual baffles is any integral multiple of the regular spacing between the rows of depressions.
Das Verursachen, dass das Fluid in phasenverschobenen Sinusmustern in der ersten und der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte strömt, kann zu vergrößerten Wärmeübertragungsraten zwischen dem durch die Strömungsspalte strömenden Fluid und einem weiteren Fluid, das innerhalb der Plattenpaare strömt, führen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Strömungsspalte der ersten und der zweiten Teilmenge entlang der Stapelrichtung abwechselnd angeordnet sind, so dass jedes Plattenpaar eine der ersten Teilmenge der Strömungsspalte auf einer Seite des Plattenpaares und eine der zweiten Teilmenge der Strömungsspalte auf der gegenüberliegenden Seite des Plattenpaares aufweist. Die Erfinder haben festgestellt, dass, wenn das Fluid auf einen Schenkel des Strömungsleitblechs trifft, der den Strömungskanal blockiert, und geleitet wird, um in der Querrichtung zu strömen, unmittelbar stromaufwärts des Strömungsleitblechs in der Längsrichtung ein Bereich mit hoher Geschwindigkeit und folglich erhöhter konvektiver Wärmeübertragung auftritt. Nachdem das Fluid durch den Spalt zwischen dem Abschlussende des Schenkels und der Wand des Gehäuses geströmt ist und sich in den Raum zwischen diesem Strömungsleitblech-Schenkel und dem nachfolgenden Strömungsleitblech-Schenkel in diesem Strömungskanal ausdehnt, tritt umgekehrt unmittelbar stromabwärts des Strömungsleitblechs in der Längsrichtung ein Bereich mit geringer Geschwindigkeit und folglich verringerter konvektiver Wärmeübertragung auf. Zusätzlich verhindert der Schenkel selbst die Strömung des Fluids über diesen Abschnitt der Platte, wo er angeordnet ist, wodurch jede konvektive Wärmeübertragung von der Oberfläche der Platte, an der sich der Schenkel befindet, verhindert wird.Causing the fluid to flow in out-of-phase sinusoidal patterns in the first and second subsets of the flow gaps can result in increased heat transfer rates between the fluid flowing through the flow gaps and another fluid flowing within the plate pairs. This is particularly the case when the flow gaps of the first and second subset are arranged alternately along the stacking direction, so that each plate pair has one of the first subset of the flow gaps on one side of the plate pair and one of the second subset of the flow gaps on the opposite side of the plate pair having. The inventors have found that when the fluid hits a leg of the baffle blocking the flow channel and is directed to flow in the transverse direction, immediately upstream of the baffle in the longitudinal direction is an area of high velocity and consequently increased convective heat transfer occurs. After the fluid has flowed through the gap between the end of the leg and the wall of the housing and expands into the space between this flow baffle leg and the subsequent flow baffle leg in this flow channel, an area occurs conversely immediately downstream of the flow baffle in the longitudinal direction at low speed and consequently reduced convective heat transfer. In addition, the leg itself prevents the flow of fluid over that portion of the plate where it is located, thereby preventing any convective heat transfer from the surface of the plate on which the leg is located.
Durch das versetzte Anordnen dieser konvektiven Wärmeübertragungswirkungen auf eines der Plattenpaare entlang der Längsrichtung kann eine gleichmäßigere Wärmeübertragungsrate entlang der Längsrichtung erreicht werden.By staggering these convective heat transfer effects on one of the plate pairs along the longitudinal direction, a more uniform heat transfer rate can be achieved along the longitudinal direction.
FigurenlisteFigure list
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Plattenwärmetauschers in einem Gehäuse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.1 Fig. 3 is a perspective view of a plate heat exchanger in a housing according to an embodiment of the invention. -
2 ist eine teilweise perspektivische Explosionsansicht eines Stapels von Plattenpaaren, der in dem Plattenwärmetauscher nach1 verwendet wird.2 FIG. 13 is a partially exploded perspective view of a stack of plate pairs included in the plate heat exchanger according to FIG1 is used. -
3 ist eine teilweise Schnittansicht des Plattenwärmetauschers nach1 .3rd FIG. 13 is a partial sectional view of the plate heat exchanger of FIG1 . -
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Plattenwärmetauschers nach4th FIG. 13 is a perspective view of one embodiment of the plate heat exchanger of FIG -
1 , wobei das Gehäuse und andere Komponenten entfernt worden sind, um bestimmte Einzelheiten des Wärmetauschers zu veranschaulichen.1 with the housing and other components removed to illustrate certain details of the heat exchanger. -
5 ist eine entlang den Linien V-V nach4 genommene Schnittansicht.5 is one along the lines VV to4th cut view taken. -
6 ist die Schnittansicht nach5 , wobei bestimmte Komponenten um der Übersichtlichkeit willen verborgen sind.6th is the sectional view according to5 , with certain components hidden for the sake of clarity. -
7A und7B sind Draufsichten auf die Ausführungsform nach4 , die zwei unterschiedliche Strömungsspalte zwischen den Plattenpaaren des Wärmetauschers zeigen.7A and7B are top views of the embodiment according to FIG4th showing two different flow gaps between the plate pairs of the heat exchanger. -
8 ist eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach4 , die die Strömungswege für ein Fluid durch die Strömungsspalte nach den7A und7B veranschaulicht.8th FIG. 13 is a top plan view of the embodiment of FIG4th showing the flow paths for a fluid through the flow gaps according to the7A and7B illustrated. -
9 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Plattenwärmetauschers nach1 , wobei das Gehäuse und andere Komponenten entfernt worden sind, um bestimmte Einzelheiten des Wärmetauschers zu veranschaulichen.9 FIG. 13 is a perspective view of another embodiment of the plate heat exchanger according to FIG1 with the housing and other components removed to illustrate certain details of the heat exchanger. -
10A und10B sind Draufsichten auf die Ausführungsform nach9 , die zwei unterschiedliche Strömungsspalte zwischen den Plattenpaaren des Wärmetauschers zeigen.10A and10B are top views of the embodiment according to FIG9 showing two different flow gaps between the plate pairs of the heat exchanger. -
11 ist eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach9 , die die Strömungswege für ein Fluid durch die Strömungsspalte nach den10A und10B veranschaulicht.11 FIG. 13 is a top plan view of the embodiment of FIG9 showing the flow paths for a fluid through the flow gaps according to the10A and10B illustrated.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Bevor irgendwelche Ausführungsformen der Erfindung ausführlich erklärt werden, soll erkannt werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten des Aufbaus und die Anordnung der Komponenten eingeschränkt ist, die in der folgenden Beschreibung dargelegt sind oder in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Die Erfindung ist zu anderen Ausführungsformen fähig und kann in verschiedenen Weisen praktiziert oder ausgeführt werden. Außerdem soll erkannt werden, dass die Phraseologie und Terminologie, die hier verwendet werden, für den Zweck der Beschreibung sind und nicht als einschränkend betrachtet werden sollten. Die Verwendung von „enthaltend“, „umfassend“ oder „aufweisend“ und deren Variationen ist hier gemeint, sowohl die danach aufgeführten Punkte und deren Äquivalente als auch zusätzliche Punkte zu umfassen. Wenn es nicht anders spezifiziert oder eingeschränkt ist, werden die Begriffe „angebracht“, „verbunden“, „gestützt“ und „gekoppelt“ und deren Variationen umfassend verwendet und umfassen sowohl direkte als auch indirekte Befestigungen, Verbindungen, Stützen und Kopplungen. Ferner sind „verbunden“ und „gekoppelt“ nicht auf physische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen eingeschränkt.Before any embodiments of the invention are explained in detail, it should be recognized that the invention is not limited in its application to the details of construction and the arrangement of components set forth in the following description or illustrated in the accompanying drawings. The invention is capable of other embodiments and of being practiced or carried out in various ways. It should also be recognized that the phraseology and terminology used herein are for the purpose of description and should not be viewed as limiting. The use of “containing”, “comprising” or “having” and their variations is meant here to encompass both the items listed thereafter and their equivalents as well as additional items. Unless otherwise specified or restricted, the terms “attached,” “connected,” “supported” and “coupled” and their variations are used broadly and include both direct and indirect fastenings, connections, supports and couplings. Furthermore, “connected” and “coupled” are not limited to physical or mechanical connections or couplings.
Ein Wärmetauscher
Der Wärmetauscher
In einigen speziellen Ausführungsformen wird der Wärmetauscher
Wie in
Die Anschlüsse
Innerhalb des Gehäuses
Jedes der Plattenpaare
Um das zweite Fluid in die und aus den Plattenpaaren
Mehrere Leitbleche
Die Leitbleche
Die Schenkel
Wie in den
Zusätzlich zu den Schenkeln
Die Strömungsleitbleche können in einem Muster entlang der Längsrichtung
Der sinusförmige Strömungsweg
In eine ähnlichen Weise sind, wie in
Im Gegensatz zur Ausführungsform nach
In der Ausführungsform nach
Die Strömungsspalte
Das Muster der Vertiefungen
Wenn jene Strömungsleitbleche
Indem das erste Fluid veranlasst wird, in einem sinusförmigen Muster durch die Strömungsspalte
Durch das Versetzen der Leitbleche in benachbarten der Strömungsspalte
In einigen Anwendungen könnte die erhöhte Wärmeübertragungsrate, die sich aus den beschriebenen Leitblechanordnungen ergibt, nur über einen Abschnitt jedes Plattenpaares notwendig sein. Es kann z. B. erwünscht sein, die erhöhte Wärmeübertragungsrate nur an einem Ende des Stapels
Der Wärmetauscher
Während sich die Schenkel
Verschiedene Alternativen zu bestimmten Merkmalen und Elementen der vorliegenden Erfindung werden bezüglich spezifischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Mit Ausnahme von Merkmalen, Elementen und Betriebsweisen, die sich gegenseitig ausschließen oder mit jeder oben beschriebenen Ausführungsform inkonsistent sind, sollte angegeben werden, dass die alternativen Merkmale, Elemente und Betriebsweisen, die bezüglich einer bestimmten Ausführungsform beschrieben worden sind, auf die anderen Ausführungsformen anwendbar sind.Various alternatives to certain features and elements of the present invention are described with respect to specific embodiments of the present invention. Except for features, elements, and operations that are mutually exclusive or inconsistent with any embodiment described above, it should be stated that the alternative features, elements, and operations described with respect to a particular embodiment are applicable to the other embodiments .
Die oben beschriebenen und in den Figuren veranschaulichten Ausführungsformen sind nur beispielhaft dargestellt und sind nicht als eine Einschränkung an die Konzepte und Prinzipien der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Durch einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet wird als solches erkannt, dass verschiedene Änderungen in den Elementen und deren Konfiguration und Anordnung möglich sind, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.The embodiments described above and illustrated in the figures are presented by way of example only and are not intended as a limitation on the concepts and principles of the present invention. As such, it will be recognized by one of ordinary skill in the art that various changes in the elements and their configuration and arrangement can be made without departing from the spirit and scope of the present invention.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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