DE2111026B1 - Plate condenser heat exchanger - Google Patents

Plate condenser heat exchanger

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DE2111026B1
DE2111026B1 DE19712111026D DE2111026DA DE2111026B1 DE 2111026 B1 DE2111026 B1 DE 2111026B1 DE 19712111026 D DE19712111026 D DE 19712111026D DE 2111026D A DE2111026D A DE 2111026DA DE 2111026 B1 DE2111026 B1 DE 2111026B1
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heat exchanger
fluid
plate
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sheet metal
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Rudolf Dipl-Ing Dr Becker
Wolfgang Dipl-Ing Ulbrich
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Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher für Trennwand-Wärmetausch von Fluiden mit Kondensation des wärmeabgebenden Fluids aus einem Stapel im wesentlichen gleich gestalteter, viereckiger, durch Riffelung oder Wellung profilierter und zu Paaren zusammengefaßter, zumindest annähernd lotrecht gestellter Blechplatten, von denen jeweils die einem Paar zugehörigen an zwei gegenüberliegenden Kanten und die jeweils benachbarten, jedoch verschiedenen Paaren zugehörigen Blechplatten an den zwei anderen gegenüberliegenden Kanten gasdicht miteinander verbunden sind und so Strömungswege für die Fluide bilden, wobei mindestens bereichsweise die gegeneinander gerichteten Profilkämme benachbarter, miteinander einen Strömungsweg für das kondensierende Fluid bildender Blechplatten infolge Schneidens ihrer in jeweils einer zumindest annähernd lotrecht verlaufenden Ebene liegenden und darin geneigt verlaufenden Kammlinien sich an zahlreichen Berührungsstellen aufeinander abstützen.The invention relates to a plate heat exchanger for partition wall heat exchange of fluids with condensation of the heat-emitting fluid from a stack of essentially identical, square, profiled by corrugation or corrugation and combined in pairs, at least approximately perpendicular made sheet metal plates, each of which belongs to a pair on two opposite edges and the respective adjacent but different pairs of associated sheet metal plates on the other two opposite edges are connected to each other in a gastight manner and so flow paths for the fluids form, at least in some areas the mutually directed profile ridges of adjacent one another sheet metal plates forming a flow path for the condensing fluid by cutting them each lying in an at least approximately perpendicular plane and inclined therein Ridge lines support one another at numerous points of contact.

Eine derartige Anordnung ist gemäß der deutschen Patentschrift 147 656 bekannt. Sie hat den Vorteil, eine große spezifische Heizfläche auf geringem Raum und mit geringem Materialaufwand bei verhältnismäßig einfacher Herstellungsweise unterbringen zu können.Such an arrangement is known from German Patent 147,656. She has the advantage a large specific heating surface in a small space and with low material costs and relatively to accommodate simple manufacturing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ganz besonders günstige Verhältnisse an den Wärmetauschflächen für das kondensierende Fluid zu erzielen, indem mit kleinem baulichen Aufwand die kondensatabführende Wirkung der Blechplatten-Profilierung wesentlich verbessert wird.The invention is based on the object of providing particularly favorable conditions on the heat exchange surfaces for the condensing fluid to be achieved by removing the condensate with little structural effort Effect of the sheet metal profiling is significantly improved.

Für einen Plattenwärmetauscher der vorstehend beschriebenen Art wird als erfindungsgemäße Lösung eine durch die Verbindung der folgenden Merkmale gebildete Anordnung vorgeschlagen:For a plate heat exchanger of the type described above, the solution according to the invention proposed an arrangement formed by combining the following features:

a) die Kammlinien der beiden jeweils gegeneinander gerichteten, sich aufeinander abstützenden Profilkämme verlaufen beide zur Kondensatabzugsseite des Plattenrandes hin geneigt, und zwar jeweils zumindest bereichsweise die Kammlinien der einen Profilkämme leicht fallend und die der anderen Profilkämme steil fallend;a) the ridge lines of the two mutually directed, mutually supporting profile ridges both run inclined towards the condensate discharge side of the plate edge, at least in each case In some areas the ridge lines of one profile crest sloping slightly and that of the other profile crests steep falling;

b) jeder Profilkamm weist im Querschnitt jeweils einen Stufenteil auf, der in seiner Erstreckung senkrecht zur Plattenhauptebene zumindest annähernd waagerecht verläuft und so in an sich bekannter Weise als Kondensatfangrinne gestaltet ist.b) each profile comb has in cross section in each case a step part which is perpendicular in its extension runs at least approximately horizontally to the main plane of the plate and is thus known per se Way is designed as a condensate gutter.

Durch diese Anordnung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß jedes sich bildende KondensatteilchenThis arrangement advantageously ensures that each condensate particle that forms

auf kürzestem Wege zu einem Kondensatabflußpfad gelangen muß, in dem es aufgenommen wird und mit dem es auf kurzem und schnellem Wege von der kondensatbildenden Wärmetauschfläche weggeführt wird. Damit kann die Dicke des den Wärmeübergang hemmenden Kondensatfilmes auf ein Minimum herabgesetzt werden, so daß ein optimaler Wärmeübergang zwischen Wärmetauschfläche und kondensierendem Fluid und ein Höchstmaß von vom Kondensatabfluß freibleibender Kondensationsfläche erzielbar sind. Dieser Vorteil wird durch die Wirkung erreicht, daß an jedem Berührungspunkt der Profilkämme der in den flacheren Profilkämmen langsam fließende Kondensatstrom von dem in den steileren Profilkämmen schneller fließenden Komdensatstrom mitgerissen und so in den steileren und schneller fließenden Kondensatstrom einverleibt wird. Außerdem gewähren jeweils die zur Hauptströmungsrichtung des kondensierenden Fluids mit geringem Winkel schräg angestellten Profilierungen eine wenig behinderte Strömung, so daß der Druckabfall zwischen dem Eintritt des kondensierenden Fluids in den Plattenstapel und dem Austritt aus diesem wirkungsvoll herabgesetzt ist, während an den Profilierungen mit zur Hauptströmungsrichtung großem Querstellungswinkel eine wirkungsvolle Durchmischung des Fluids und damit ebenfalls eine Intensivierung des Wärmeübergangs stattfindet. Ein Teil der in dem Merkmal a) angeführten Maßnahmen, nämlich an beiden einander gegenüberstehenden Platten eines Strömungsweges für das kondensierende Fluid zu der einen Kondensatabzugseite des Plattenrandes hin gering geneigte Kondensatabführrinnen, sind bereits durch die deutsche Patentschrift 873 094 bekannt. Diese in der Rinnenerstreckung von der Plattenfläche weg unter einem Winkel von etwa 45° angestellten Rippen sind reine Abflußrinnen, mit denen das erfindungsgemäße Ziel, nämlich das Überleiten des flacheren, langsamer fließenden Kondensatstromes in den steileren und schnelleren, nicht erreichbar ist.must reach a condensate drain path in the shortest possible way, in which it is recorded and with which it is led away from the condensate-forming heat exchange surface in a short and fast way. In this way, the thickness of the condensate film that inhibits heat transfer can be reduced to a minimum so that an optimal heat transfer between the heat exchange surface and the condensing Fluid and a maximum of condensation surface remaining free from the condensate drain can be achieved. This The advantage is achieved by the effect that at each point of contact of the profile ridges in the flatter profile crests slowly flowing condensate stream from that in the steeper profile crests faster flowing condensate stream and so into the steeper and faster flowing condensate stream is incorporated. In addition, each allow the main flow direction of the condensing Fluids with a low angle sloping profiling a little impeded flow, so that the pressure drop between the condensing fluid entering the plate stack and the exit from this is effectively reduced, while on the profiles with the main flow direction large transverse position angle an effective mixing of the fluid and thus also a Intensification of the heat transfer takes place. Some of the measures listed in feature a), namely on two opposing plates of a flow path for the condensing Fluid condensate drainage channels slightly inclined towards one side of the condensate drainage side of the plate edge, are already known from German patent specification 873 094. This in the channel extension from the plate surface away at an angle of about 45 ° inclined ribs are pure drainage channels with which the aim of the invention, namely the transfer of the flatter, slower flowing condensate stream in the steeper and faster ones cannot be reached.

Im Merkmal b) enthaltene Maßnahmen sind z. T. bereits durch die deutsche Patentschrift 367 899 insofern bekannt, als an der Seite des kondensierenden Fluids Profilkämme vorhanden sind, die jeweils einen Stufenteil aufweisen, der in seiner Erstreckung von der Wärmetauschwand weg zumindest annähernd *5 waagerecht verläuft und so als Kondensatfangrinne gestaltet ist. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung sind jedoch keine hervortretenden Profilkämme an der Kondensationsfläche ausgebildet, so daß eine gegenseitige Abstützung mittels der Profilkämme nicht zu erreichen wäre.Measures contained in feature b) are e.g. T. already by the German patent 367 899 insofar known as there are profile combs on the side of the condensing fluid, each one Have step part, which in its extension away from the heat exchange wall at least approximately * 5 runs horizontally and is designed as a condensate gutter. In contrast to the present invention However, no protruding profile ridges are formed on the condensation surface, so that a mutual Support by means of the profile combs could not be achieved.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des Erfindungsgegenstands sind an jeder Blechtafel die leicht abfallenden Profilkämme und die steil fallenden Profilkämme in lotrechten Gruppen, die waagerecht fortschreitend einander abwechseln, angeordnet. Damit tritt in vorteilhafter Weise eine zwischen den Platten ausgeglichene Wirkung ein. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform können zwischen den lotrechten Gruppen Streifen vorgesehen sein, die im wesentlichen nicht profiliert sind. Bei einem Wärmetauscher in der erfindungsgemäßen Bauart mit Verdampfung des wärmeaufnehmenden Fluids kann dieses durch Strömungswege in im wesentlichen senkrechter Richtung geführt sein. Mit besonderem Vorteil kann dabei die streifenförmige Anordnung parallel zur Strömungsrichtung des verdampfenden Fluids ausgebildet sein. Bei einer besonders zweckmäßigen Anordnung kann der Plattenstapel in an sich bekannter Weise die Form eines Kreisringes aufweisen, in dem die Blechplatten in radial verlaufenden Ebenen angeordnet sind. Der Plattenstapel kann in die flüssige Phase des verdampfenden Fluids zumindest teilweise eingetaucht sein. Das zu kondensierende Fluid kann in etwa radial verlaufende sich gegen die Kreisringachse verengende Strömungswege von außen zuführbar sein und der Kondensatabzug-Sammelkasten kann längs dem Innenumfang des Plattenstapels angeordnet sein. Ein derartiger Wärmetauscher kann mit besonderem Vorteil so ausgebildet sein, daß der kreisringförmige Plattenstapel in einer topfförmigen Wanne innerhalb eines zylindrischen Behälters angeordnet ist, der damit räumlich in einen oberen und einen unteren Teil getrennt ist, das im oberen Teil befindliche Fluid in flüssiger Phase in der topfförmigen Wanne gesammelt ist, das im unteren Teil befindliche dampfförmige Fluid durch Öffnungen in den Seitenflächen der topfförmigen Wanne in den Plattenstapel zuführbar und nach der Verflüssigung in den Plattenstapel durch einen Sammelkasten in flüssiger Phase ableitbar ist.In a particularly expedient embodiment of the subject matter of the invention are on each sheet metal the gently sloping profile ridges and the steeply falling profile ridges in vertical groups, the alternate horizontally progressing, arranged. Thus occurs in an advantageous manner between a balanced effect on the panels. In a further advantageous embodiment, between the vertical groups of strips may be provided which are not substantially profiled. With a heat exchanger in the design according to the invention with evaporation of the heat-absorbing fluid this be guided by flow paths in a substantially vertical direction. With a particular advantage the strip-shaped arrangement can be formed parallel to the direction of flow of the evaporating fluid be. In a particularly expedient arrangement, the stack of plates can be known per se Way have the shape of a circular ring in which the sheet metal plates are arranged in radially extending planes are. The plate stack can at least partially in the liquid phase of the evaporating fluid be immersed. The fluid to be condensed can run approximately radially against the axis of the circular ring narrowing flow paths can be supplied from the outside and the condensate drain collecting box can be longitudinal be arranged on the inner circumference of the plate stack. Such a heat exchanger can with special Advantageously, be designed so that the annular plate stack in a pot-shaped trough inside a cylindrical container is arranged, which is thus spatially separated into an upper and a lower part is, the fluid located in the upper part is collected in the liquid phase in the cup-shaped tub is, the vaporous fluid located in the lower part through openings in the side surfaces of the cup-shaped Trough can be fed into the plate stack and, after liquefaction, into the plate stack a collecting box in the liquid phase can be derived.

Zur weiteren Erläuterung sind in den Figuren Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. For further explanation, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the figures.

F i g. 1 zeigt einen Ausschnitt aus zwei Blechplatten 6 und 10, die ein Plattenpaar bilden, zwischen dem ein Strömungsweg für das zu kondensierende Fluid gebildet ist, dessen Hauptströmungsrichtung durch die Pfeile 33, 34 angedeutet ist. Dabei ist die Blechplatte 10 so dargestellt, als ob sie durchsichtig wäre, so daß die Blechplatte 6 in Ansicht erscheint. Die Blechplatte 6 hat ein sägezahnartiges Profil, das in Richtung der Strömung, also der Pfeile 33, 34, unter einem verhältnismäßig kleinen Winkel nach abwärts geneigt ist. Die Blechplatte 10 hat ebenfalls ein sägezahnartiges Profil, vorzugsweise gleicher Bemessung, das jedoch in Richtung der Strömung, gemäß Pfeilen 33, 34, mit verhältnismäßig großer Neigung nach abwärts gerichtet ist. Die Oberfläche der beiden Blechplatten 6 und 10 ist dermaßen in leicht fallende Profilkämme 31 bzw. in steil fallende Profilkämme 32 mit den wandflächigen Teilen 31 α bzw. 32 a und den stufenflächigen Teilen 31 b bzw. 32 b gegliedert. Die Verschneidung eines stufenflächigen Teils 31 b bzw. 32 b mit dem darunter liegenden wandflächigen Teil 31a bzw. 32 a ergibt eine Kammlinie 31c bzw. 32 c. Die Kammlinien 31 c und 32 c der beiden Blechplatten 6 und 10 eines Plattenpaares haben eine Vielzahl von gemeinsamen, über ihre Oberfläche netzartig verteilt angeordneten Berührungspunkten 41,42, an denen sie sich aufeinander abstützen können. Es ist auch noch ein weiteres von den Blechplatten 43 und 44 gebildetes Plattenpaar gezeigt, das ebenfalls einen Strömungsweg für das kondensierende Fluid gemäß Pfeil 45 einschließt, während ein Strömungsweg für das zu verdampfende Fluid gemäß Pfeil 46 zwischen den Blechplatten 6 und 43 gegeben ist.F i g. 1 shows a section of two sheet metal plates 6 and 10, which form a pair of plates, between which a flow path for the fluid to be condensed is formed, the main flow direction of which is indicated by the arrows 33, 34. The sheet metal plate 10 is shown as if it were transparent, so that the sheet metal plate 6 appears in view. The sheet metal plate 6 has a sawtooth-like profile which is inclined downwards at a relatively small angle in the direction of the flow, that is to say the arrows 33, 34. The sheet metal plate 10 also has a sawtooth-like profile, preferably of the same dimension, but which is directed downwards in the direction of the flow, according to arrows 33, 34, with a relatively large slope. The surface of the two metal plates 6 and 10 is so α in easy falling profile ridges 31 and in steeply falling profile ridges 32 with the wall-surface parts 31 and 32 a and the step b or b flat parts 31 divided 32nd The intersection of a stepped part 31 b or 32 b with the underlying wall part 31 a or 32 a results in a ridge line 31 c or 32 c. The ridge lines 31 c and 32 c of the two sheet metal plates 6 and 10 of a plate pair have a multiplicity of common contact points 41, 42, which are arranged in a network-like manner over their surface and at which they can be supported on one another. Another pair of plates formed by the sheet metal plates 43 and 44 is also shown, which also includes a flow path for the condensing fluid according to arrow 45, while a flow path for the fluid to be evaporated according to arrow 46 is given between the sheet metal plates 6 and 43.

F i g. 2 zeigt den Ausschnitt aus einem Plattenstapel gemäß F i g. 1 im Schnitt nach der Linie II—II gemäß Fig. 1. Dabei sind die Bezugsziffern aus F i g. 1 für gleiche Teile übernommen.F i g. 2 shows the detail from a plate stack according to FIG. 1 in section along the line II-II according to FIG. 1. The reference numbers are from Fig. 1 adopted for equal parts.

Die Kondensatabführung geht folgendermaßen vonstatten: Jedes an den wandflächigen Teilen, z. B. 31 a, gebildete Kondensatteilchen A fließt, indem es sich dabei mit weiteren Kondensatteilchen vereinigt, in der Fall-Linie 47 des wandflächigen Teils 31 α nach abwärts bis es auf den stufenflächigen Teil 31 b ge-The condensate drainage takes place as follows: Each on the wall-surface parts, z. B. 31 a, formed condensate particles A flows by combining with other condensate particles, in the fall line 47 of the wall-surface part 31 α downwards until it falls on the stepped part 31 b

langt. Auf dem stufenflächigen Teil 31 b vereinigen sich weitere Teilchen, die an dem wandflächigen Teil 31 α gemäß Fall-Linien 47 nach unten kommen und bilden dabei einen immer stärker werdenden Flüssigkeitsfaden 48, der auf dem stufenflächigen Teil 316, der die Wirkung einer Abflußrinne hat, nach abwärts fließt. Jedes sich an dem wandflächigen Teil, z. B. 32 α der Blechplatte 10 bildende Kondensatteilchen B fließt in der Fall-Linie 49 dieses wandflächigen Teils 32 a nach abwärts — wieder unter Mitnahme weiterer Kondensatteilchen — bis es auf den stufenflächigen Teil 32 b gelangt, auf dem es sich mit weiteren längs ihrer Fall-Linien 49 von dem wandflächigen Teil auf den stufenflächigen Teil kommenden Teilchen vereinigt und dabei einen sich verstärkenden Flüssigkeitsfaden 50 bildend, nach abwärts fließt.is enough. On the stepped part 31 b , further particles combine, which come down on the walled part 31 α according to the fall lines 47 and thereby form an increasingly stronger liquid thread 48, which on the stepped part 316, which has the effect of a drainage channel, flows downwards. Each on the wall-surface part, for. B. 32 α of the sheet metal plate 10 forming condensate particles B flows in the fall line 49 of this wall-surface part 32 a downwards - again taking further condensate particles with it - until it reaches the stepped part 32 b , on which it is further along its case -Lines 49 from the wall-surface part to the step-surface part unite particles coming together and thereby forming a reinforcing liquid thread 50, flowing downwards.

Im Berührungspunkt 42 berühren sich nicht nur die beiden Kammlinien 31 c und 32 c der beiden stufenflächigen Teile 31 b und 32 b, sondern auch die darauf fließenden Stromfäden 48 und 50, so daß es infolge der Molekularkräfte zu einer Vereinigung ihrer Flüssigkeitsteilchen kommt. Da jedoch die Strömungsenergie des Stromfadens 50 infolge der an der größeren Neigung auftretenden höheren Geschwindigkeit wesentlich größer ist als die des Stromfadens 48, erfolgt ein bevorzugtes Mitreißen und Überleiten des Stromfadens 48 in den Stromfaden 50 und damit auf die Seite der Blechplatte 10, so daß eine um den Berührungspunkt entstehende Flüssigkeitsmenge entweder längs der Fall-Linie 51 am wandflächigen Teil 32 a als sehr schneller Stromfaden nach abwärts fließt oder durch die verschiedenartig einwirkenden Kräfte so aufgeteilt wird, daß ein Teil längs der Fall-Linie 51 nach abwärts fließt, während ein anderer Teil auf dem stufenflächigen Teil 32 b verbleibt und längs diesem nach unten gelangt. In jedem Falle gelingt es, einen sich auf den Oberflächen bildenden Kondensatfihn sehr frühzeitig in schnell fließende Stromfäden zusammenzufassen und somit die Kondensatmengen auf raschen und kurzen Wegen abzuführen und damit die hauptsächlichen Kondensat bildenden Wärmetauschflächen von bereits gebildetem Kondensat möglichst frei zu machen. Somit ist eine beachtliche Intensivierung des Wärmeübergangs erreichbar. Wenn sehr schnelle und kräftige Stromfäden, wie z. B. im Berührungspunkt 52 aufeinandertreffen, kann es auch zu einem Verspritzen eines Anteils der Flüssigkeitsmenge in den Raum zwischen den Platten gemäß der Pfeile 53, 54 kommen, woraus sich der Vorteil ergibt, daß der spritzende Anteil der Kondensatmenge ebenfalls durch den freien Fall sehr rasch nach unten gelangt und so an der Bildung eines den Wärmeübergang hemmenden dickeren Kondensatfilms nicht teilhaben kann.At the point of contact 42 not only touch the two ridge lines 31 c and 32 c of the two stepped parts 31 b and 32 b, but also the stream filaments 48 and 50 flowing thereon, so that their liquid particles are united as a result of the molecular forces. However, since the flow energy of the stream filament 50 due to the higher speed occurring at the greater inclination is significantly greater than that of the stream filament 48, a preferred entrainment and transfer of the stream filament 48 into the stream filament 50 and thus to the side of the sheet metal plate 10, so that a The amount of liquid arising around the point of contact either flows downwards along the fall line 51 on the wall-surface part 32 a as a very fast stream filament or is divided by the various forces acting so that one part flows downwards along the fall line 51 while another Part remains on the stepped part 32 b and comes down along this. In any case, it is possible to combine a condensate film that forms on the surfaces very early into fast-flowing streams and thus to dissipate the quantities of condensate in quick and short ways and thus to make the main condensate-forming heat exchange surfaces as free as possible of condensate that has already formed. A considerable intensification of the heat transfer can thus be achieved. If very fast and powerful streamlines, such as B. meet at the point of contact 52, there can also be a splash of a portion of the amount of liquid in the space between the plates according to the arrows 53, 54, which has the advantage that the splashing portion of the amount of condensate also very quickly due to the free fall reaches the bottom and thus cannot participate in the formation of a thicker condensate film that inhibits heat transfer.

F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Behälter, in dem ein aus Blechplatten gemäß F i g. 1 und 2 gebildeter kreisringförmiger Plattenstapel inF i g. 3 shows a longitudinal section through a container in which a sheet metal plate according to FIG. 1 and 2 formed circular plate stack in

ίο einer topfartigen Wanne angeordnet ist.
F i g. 4 zeigt einen Querschnitt dazu.
In F i g. 3 und 4 ist der Verdampfer-Kondensator in einem zylindrischen Behälter 1 angeordnet, der durch eine topfförmige Bodenwanne 2 in einen oberen Teil 3 und in einen unteren Teil 4 getrennt ist. Der Behälterteil 4 kann dabei als Drucksäule und der Behälterteil 3 als Niederdrucksäule oder obere Säule einer Gas- bzw. Luftzerlegungsanlage dienen. In der topfartigen Wanne 2, die gleichzeitig als Behältertrennboden dient, ist ein kreisringförmiger Plattenstapel 5 angeordnet, von dem jeweils zwei benachbarte Platten 6, 7 an zwei gegenüberliegenden Seiten 8,9 und die jeweils zwischen diesen Platten angeordneten benachbarten Platten 6, 10 an den zwei anderen gegenüberliegenden Seiten 12,13 gasdicht miteinander verbunden sind.ίο a pot-like tub is arranged.
F i g. 4 shows a cross section for this.
In Fig. 3 and 4, the evaporator-condenser is arranged in a cylindrical container 1 which is separated into an upper part 3 and a lower part 4 by a pot-shaped floor pan 2. The container part 4 can serve as a pressure column and the container part 3 as a low-pressure column or upper column of a gas or air separation plant. In the pot-like tub 2, which also serves as a container dividing base, an annular plate stack 5 is arranged, of which two adjacent plates 6, 7 on two opposite sides 8, 9 and the adjacent plates 6, 10 arranged between these plates on the two other opposite sides 12, 13 are connected to one another in a gas-tight manner.

Ein Fluid, das verflüssigt werden soll, befindet sich gasförmig oben in dem Behälterteil 4, der z. B. die Drucksäule einer Luftzerlegungsanlage darstellt; es ist in diesem Falle Stickstoff. Es kann durch die schlitzförmigen Öffnungen 14 zwischen die Platten 6 und 10 gelangen, wobei sich sein Strömungsweg 15 in radialer Richtung keilförmig verengt. Damit sind die sich verkleinernden Strömungsquerschnitte längs der Strömungswege der mit zunehmender Verflüssigung bedingten Verringerung des gasförmigen Volumens angepaßt, so daß sich ein minimaler Strömungswiderstand einstellt. Der flüssige Anteil gelangt durch die öffnungen 16 in einen ringförmigen Sammelkasten 17 und von da mittels einer Rohrleitung 18 in den Behälterteil 4 zurück. Das andere Fluid steht als flüssige Phase in der Wanne 2, so daß die Zwischenräume zwischen den Platten 6 und 7 mit siedender Flüssigkeit erfüllt sind. Der allgemeine Strömungsweg verläuft von einem Eintrittsspalt 19 zum Austrittsspalt 20 in vertikaler Richtung nach oben. Im Falle einer Luftzerlegungsanlage ist die zu verdampfende Flüssigkeit der Sauerstoff in der Niederdrucksäule, die im Gefäßteil 3 untergebracht ist.A fluid that is to be liquefied is located in gaseous form at the top of the container part 4 which, for. B. the Represents the pressure column of an air separation plant; in this case it is nitrogen. It can be through the slit-shaped Openings 14 get between the plates 6 and 10, with its flow path 15 in radial Narrows in the direction of a wedge shape. So that are the shrinking ones Flow cross-sections along the flow paths of the conditional with increasing liquefaction Reduction of the gaseous volume adapted, so that there is a minimal flow resistance adjusts. The liquid fraction passes through the openings 16 into an annular collecting tank 17 and from there back into the container part 4 by means of a pipe 18. The other fluid stands as liquid Phase in the tub 2, so that the spaces between the plates 6 and 7 with boiling liquid are fulfilled. The general flow path runs from an entry slit 19 to the exit slit 20 in the vertical direction upwards. In the case of an air separation plant, the liquid to be evaporated is the oxygen in the low-pressure column, which is housed in the vessel part 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Plattenwärmetauscher für Trennwand-Wärmetausch von Fluiden mit Kondensation des wärmeabgebenden Fluids aus einem Stapel im wesentlichen gleich gestalteter, viereckiger, durch Riffelung oder Wellung profilierter und zu Paaren zusammengefaßter, zumindest annähernd lotrecht gestellter Blechplatten, von denen jeweils die einem Paar zugehörigen an zwei gegenüberliegenden Kanten und die jeweils benachbarten, jedoch verschiedenen Paaren zugehörigen Blechplatten an den zwei anderen gegenüberliegenden Kanten gasdicht miteinander verbunden sind und so Strömungswege für die Fluide bilden, wobei mindestens bereichsweise die gegeneinander gerichteten Profilkämme benachbarter, miteinander einen Strömungsweg für das kondensierende Fluid bildender Blechplatten infolge Schneidens ihrer in jeweils einer zumindest annähernd lotrecht verlaufenden Ebene liegenden und darin geneigt verlaufenden Kammlinien sich an zahlreichen Berührungsstellen aufeinander abstützen, gekennzeichnet durch die Verbindung der folgenden Merkmale:1. Plate heat exchanger for partition wall heat exchange of fluids with condensation of the heat emitting Fluids from a stack of essentially the same shape, square, profiled by corrugation or corrugation and in pairs summarized, at least approximately vertically placed sheet metal plates, each of which a pair associated with two opposite edges and each adjacent one, however different pairs of associated sheet metal plates on the two other opposite edges gas-tight are connected to one another and so form flow paths for the fluids, at least in some areas the mutually directed profile ridges of adjacent one with one another Forming the flow path for the condensing fluid Sheet metal plates as a result of cutting their in each case at least approximately perpendicularly Ridge lines lying flat and inclined therein meet at numerous points of contact support each other, characterized by the connection of the following Characteristics: a) Die Kammlinien (31 c, 32 c) der beiden jeweils gegeneinander gerichteten, sich aufeinander abstützenden Profilkämme (31, 32) verlaufen beide zur Kondensatabzugseite (Sammelkasten 17) des Plattenrands hin geneigt, und zwar jeweils zumindest bereichsweise die Kammlinien (31 c) der einen Profilkämme (31) leicht fallend und die (32 c) der anderen Profilkämme (32) steil fallend;a) The comb lines (31 c, 32 c) of the two mutually directed, mutually supporting profile combs (31, 32) both run inclined towards the condensate discharge side (collecting tank 17) of the plate edge, in each case at least partially the comb lines (31 c) the one profile combs (31) falling slightly and that (32 c) of the other profile combs (32) falling steeply; b) jeder Profilkamm (31, 32) weist im Querschnitt jeweils einen Stufenteil (31 b, 32 b) auf, der in seiner Erstreckung senkrecht zur Plattenhauptebene zumindest annähernd waagerecht verläuft und so in an sich bekannter Weise als Kondensatfangrinne gestaltet ist.b) each profile comb (31, 32) has a stepped part (31 b, 32 b) in cross section, which extends at least approximately horizontally in its extension perpendicular to the main plane of the plate and is designed in a known manner as a condensate drainage channel. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Blechplatte (6, 10) die leicht fallenden Profilkämme (31) und die steil fallenden Profilkämme (32) in lotrechten Gruppen, die waagerecht fortschreitend einander abwechseln, angeordnet sind ( F i g. 3 ).2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that on each sheet metal plate (6, 10) the gently falling profile ridges (31) and the steeply falling profile ridges (32) in vertical groups, which alternate horizontally progressively, are arranged (Fig. 3). 3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den lotrechten Gruppen Streifen (U) vorgesehen sind, die im wesentlichen nicht profiliert sind.3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that between the vertical Groups of strips (U) are provided, which are essentially not profiled. 4. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 2 bis 3 mit Verdampfung des wärmeaufnehmenden Fluids, dadurch gekennzeichnet, daß dieses durch Strömungswege in im wesentlichen senkrechter dichtung geführt ist.4. Heat exchanger according to claims 2 to 3 with evaporation of the heat-absorbing fluid, characterized in that this is through flow paths in a substantially vertical seal is led. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenstapel (5) in an sich bekannter Weise die Form eines Kreisringes aufweist, in dem die Blechplatten (6, 7, 10) in radial verlaufenden Ebenen angeordnet sind, der Plattenstapel in die flüssige Phase des verdampfenden Fluids zumindest teilweise eingetaucht ist, das zu kondensierende Fluid in etwa radial verlaufende, sich gegen die Kreisringachse verengende Strömungswege (15) von außen zuführbar ist und der Kondensatabzug (Sammelkasten 17) längs dem Innenumfang des Plattenstapels (5) angeordnet ist.5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the plate stack (5) in on known way has the shape of a circular ring in which the sheet metal plates (6, 7, 10) in radial planes are arranged, the plate stack in the liquid phase of the evaporating Fluid is at least partially immersed, the fluid to be condensed is approximately radial, flow paths (15) narrowing towards the circular ring axis can be supplied from the outside and the condensate drain (collecting box 17) is arranged along the inner circumference of the plate stack (5). 6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch6. Heat exchanger according to claim 5, characterized gekennzeichnet, daß der kreisringförmige Plattenstapel (5) in einer topfförmigen Wanne (2) innerhalb eines zylindrischen Behälters (1) angeordnet ist, der damit räumlich in einen oberen (3) und einen unteren (4) Teil getrennt ist, das im oberen Teil (3) befindliche Fluid in flüssiger Phase in der topfförmigen Wanne (2) gesammelt ist, das im unteren Teil (4) befindliche dampfförmige Fluid durch Öffnungen (14) in den Seitenflächen der topfförmigen Wanne (2) in den Plattenstapel zuführbar und nach der Verflüssigung im Plattenstapel durch einen Sammelkasten (17) in flüssiger Phase ableitbar ist.characterized in that the annular plate stack (5) in a pot-shaped trough (2) inside a cylindrical container (1) is arranged, which is thus spatially in an upper (3) and a lower (4) part is separated, the fluid in the upper part (3) is in the liquid phase in the pot-shaped tub (2) is collected, the vaporous fluid in the lower part (4) can be fed into the plate stack through openings (14) in the side surfaces of the pot-shaped trough (2) and after liquefaction in the plate stack through a collecting box (17) in liquid Phase can be derived.
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