DE2228003A1 - PLATE HEAT EXCHANGER - Google Patents
PLATE HEAT EXCHANGERInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0006—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the plate-like or laminated conduits being enclosed within a pressure vessel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/108—Particular pattern of flow of the heat exchange media with combined cross flow and parallel flow
Description
(H 626) H 72/030 (H 626) H 72/030
Ulb/bdUlb / bd
6. Juni 1972June 6, 1972
PlattenwärmetauscherPlate heat exchanger
Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher für zwei Fluide, von denen mindestens eines unter einem bedeutenden 'fberdruck steht, die Platten eine längliche, von sechseck- bis linsenförmig gestaltete Umrißform und dazwischen derart schräg gerichtete Wellenbildungen aufweisen, daß diese beim Aufeinanderlegen von um eine Achse in der Plattenebene um l80 gegeneinander verdrehten, ansich im wesentlichen gleich auegebildeten Platten über Kreuz verlaufen, so daß benachbarte Platten sich an vielen Stellen abstutzbar berühren und zwischen sich je eine Strömungskammer bilden. Im Sinne der Erfindung soll dabei einThe invention relates to a plate heat exchanger for two fluids, at least one of which is under a significant overpressure stands, the plates have an elongated, hexagonal to lens-shaped contour shape and in between so inclined have directional wave formations that when placed one on top of the other about an axis in the plane of the plate by 180 against each other twisted, essentially identical plates run crosswise so that adjacent plates touch at many points supportable and each form a flow chamber between them. In the context of the invention, a
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bedeutender überdruck dann vorliege.n, wenn infolge seines grossen Nominalwertes und/oder seiner Wirkung auf eine große Fläche als hoch anzusehende Kräfte und Belastungen auf die Teile des Wärmetauschers ausgeübt werden.Significant overpressure is then present, if due to its large size Nominal value and / or its effect on a large area as high forces and loads on the parts of the Heat exchanger are exercised.
Aus der GB-PS 1 071 682 ist ein Plattenwärmetauscher bekannt geworden, der eine Reihe der vorstehenden Merkmale aufweist, dessen Platten jedoch in Rhombusform gestaltet sind, so daß die erzielbare Länge des Strömungsweges nicht unabhängig von dessen Breite ausführbar ist. Außerdem ist er nur für Fluide geeignet, deren Drucke untereinander und zum Druck der Umgebung nicht nennenswert unterschiedlich sind. Dadurch ist die Verwendbarkeit dieser Wärmetauscher erheblich eingeschränkt. Die CA-PS 739 8?5 zeigt einen Wärmetauscher, der aus einem Stapel von nur in einer Mittelpartie in Längsrichtung profilierter Platten und einem diesen umgebenden dünnwandigen Bleohmantel besteht. Abgesehen von der wesentlich komplizierteren Plattenform und ihrem Herstellungsaufwand 1st dieser Wärmetauscher auch nur für Fluide ohne nennenswerte Druckunterschiede zueinander und zur Umgebung geeignet.From GB-PS 1 071 682 a plate heat exchanger has become known which has a number of the above features, the plates of which, however, are designed in a rhombus shape so that the achievable length of the flow path cannot be implemented independently of its width. In addition, it is only suitable for fluids whose pressures are not significantly different from one another and from the pressures of the environment. This considerably limits the usability of these heat exchangers. CA-PS 739 8-5 shows a heat exchanger which consists of a stack of plates, which are profiled in the longitudinal direction only in a central part, and a thin-walled lead jacket surrounding them. Apart from the much more complicated plate shape and its manufacturing complexity, this heat exchanger is also only suitable for fluids without significant pressure differences to one another and to the environment.
Der Erfindung ist die Aufgabe vorangestellt, einen Plattenwärmetauscher mit den vorstehend angeführten baulichen Merkmalen und für einen bedeutenden überdruck, der also hohe Spannungen und Belastungen auslöst, mit vergleichsweise sehrThe invention is preceded by the object of providing a plate heat exchanger with the structural features listed above Features and for a significant overpressure, which thus triggers high tensions and loads, with comparatively very high
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dünnen Platten und in einer von der Breite des Strömungsweges unabhängigen Länge zu finden, wobei alle Teile durch Schweißen (und/oder Löten) zu einem kompakten Block zu vereinigen sind und der Aufbau im besonders betonten Maße schweißgünstig ist, indem Weiterleitungen der vom Druckunterschied ausgelösten hohen Kräfte auf einzelne Stellen der dünnwandigen Platten, vermieden werden sollen.thin plates and in a length independent of the width of the flow path, with all parts by welding (and / or soldering) are to be combined into a compact block and the structure is particularly favorable for welding, by avoiding the high forces caused by the pressure difference being passed on to individual points on the thin-walled plates should be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der zu einem Plattenstapel vereinigten Platten an den gegenüberliegenden Längskanten nur mit Je einer der benachbarten Platten und die dermaßen freibleibenden Längskanten der beiden äußersten Platten des Plattenstapels sowie die durch die aufeinanderfolgenden Ecken an den Enden der Längskanten gebildeten Querkanten mit einem diesen umgebenden druckfesten Gehäuse gasdicht verbunden sind, in das die Außenwände der Headers durch Winkelbildung an den Verbindungskanten mit den anderen Gehäusewänden diese versteifend einbezogen sind.This object is achieved according to the invention in that each of the plates combined to form a stack of plates is attached to the opposite longitudinal edges only with one of the adjacent panels and the longitudinal edges of the two that remain free outermost plates of the plate stack as well as those formed by the successive corners at the ends of the longitudinal edges Transverse edges are connected gas-tight to a surrounding pressure-tight housing, into which the outer walls of the headers through Angle formation at the connecting edges with the other housing walls, these are included in a stiffening manner.
Damit ist jede Platte nur mit je einer von den Ecken der Längskanten ausgehenden, mit je einer benachbarten Platte verbindenden Schweißnaht versehen, so daß die besondere Sorgfalt erfordernden Verbindungen der Schweißnähte an den Ecken auf ein Minimum reduziert sind. Außerdem ergibt die Aufeinanderfolge dieser verschwej ßten Ecken eine Querkante des Plattenstapels, längsThis means that each plate is only one with one adjacent plate each starting from the corners of the longitudinal edges connecting weld seam provided, so that the special care required connections of the weld seams at the corners on one Are reduced to a minimum. In addition, the succession of these welded corners results in a transverse edge of the plate stack, longitudinally
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der eine fest und dichte Schweißverbindung mit dem druckfesten Gehäuse in besonders günstiger Weise anbringbar ist. Es ist außerdem von großem Vorteil, daß die Außenwände der Header und des Gehäuses winkelig und damit versteifend aneinanderkanten.which can be attached to the pressure-resistant housing in a particularly advantageous manner, a tight and tight welded connection. It is also of great advantage that the outer walls of the header and the housing are angular and thus stiffening against one another.
Eine besonders hoch beanspruchbare und dabei einfache Weiterbildung ist dadurch erzielbar, daß zumindest ein Paar von gegenüberliegenden Verbindungskanten Jedes Headers mit den Gehäusewänden mittels mindestens einer im wesentlichen ebenen, die Strömungsverbindung zwischen Strömungskammer und Header offenlassenden Versteifungsplatte verbunden ist. Um eine eventuelle unerwünscht große Strömung zwischen der zwischen den Verbindungskanten zweie1 Header angeordneten Gehäusewand und dem Plattenstapel zu vein indem, wird als eine vorteilhafte Weiterbildung die Anbringung von strömungshemmenden Mitteln vorgeschlagen. A particularly tough and simple development can be achieved in that at least one pair of opposing connecting edges of each header is connected to the housing walls by means of at least one essentially flat stiffening plate that leaves open the flow connection between the flow chamber and the header. To vein eventual undesirably large flow between the two BWA between the connecting edges of the header 1 disposed housing wall and the plate stack by the mounting proposed by flow-inflammatory agents as an advantageous development.
Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform kann je eine die beiden äußersten gewellten Platten abdeckende, mit ihren Rändern über die Ränder der gewellten Platten vorstehende, im wesentlichen ebene Platte als Deckplatte des Plattenstapels vorgesehen sein, deren vorstehende Ränder in die die Gehäusewände verbindenden Schweißnähte einbezogen sind.In a further expedient embodiment, one of the two outermost corrugated plates can be covered, with their edges protruding beyond the edges of the corrugated sheets, be provided as a cover plate of the plate stack substantially flat plate, the protruding edges in the weld seams connecting the housing walls are included.
Für eine günstige Herstellung des PlattenstapelsFor a cheap production of the plate stack
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mit wenig Schweißnahtlänge können mehrere Platten zusammenhängend aus einer Blechtafel gefertigt, gewellt und geschnitten, und anschließend um ihre Längskanten zu einem Stapel gefaltet sein«with a short weld seam length, several panels can be connected made from a sheet of metal, corrugated and cut, and then folded around its long edges to form a stack be"
In den Figuren sind AuafUhrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.The figures show exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown.
Figur 1, 2 und > zeigen Ausschnitte aus einem Längs-, bzw. einem Querschnitt und einem 3eitenriß eines Plattenwärmetauschers, wobei die sich entsprechenden Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.Figures 1, 2 and> show excerpts from a longitudinal or a cross section and a three-sided plan of a plate heat exchanger, the parts corresponding to one another are denoted by the same reference numerals.
Die zu einem Stapel vereinigten Platten 1, 2, 3 sind jeweils an den gegenüberliegenden Längskanten nur mit je einer der benachbarten Platten gasdicht verbunden, wie verschweißt, und zwar die Längskariten 4a, 4b der Platten 1 und 2 bzw. die Längskanten 5a, 5b der Platten 2 und jj bzw. die Längskanten 6a, 6b der Platten 1 und la. Die beiden dermaßen freibleibenden Längskanten 7a und Tb der äußersten Platte Ib des Plattenstapels sowie die durch die aufeinanderfolgenden Ecken 8, 9# 10 bzw. 8a, 8b an den Enden der Längskanten 4a, 5a, 6a bzw. 7a gebildeten Querkanten sind mit einem den Plattenstapel umgebenden, aus den Wänden 11, 12, 13, den Leisten 14, I5 und denThe panels 1, 2, 3 combined into a stack are each on the opposite longitudinal edges only connected to one of the adjacent plates in a gas-tight manner, as if welded, namely the longitudinal carriages 4a, 4b of the plates 1 and 2 or the Longitudinal edges 5a, 5b of the plates 2 and jj or the longitudinal edges 6a, 6b of the plates 1 and la. The two so subject to change Longitudinal edges 7a and Tb of the outermost plate Ib of the plate stack as well as by the successive corners 8, 9 # 10 and 8a, 8b at the ends of the longitudinal edges 4a, 5a, 6a and 7a formed transverse edges are with a surrounding the plate stack, from the walls 11, 12, 13, the strips 14, I5 and the
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Außenwänden 16, 17-der Header gebildeten druckfesten Gehäuse gasdicht verbunden. Dabei 1st durch die Winkelbildungen an den VeTbindungskantexi zwischen den Gehäuse te ilen 11» ϊ6> 19 bzw. l6, 14, 15, 17 eine beachtliche gegenseitige Versteifung der Platten ausgebildet. Die Ausführung des Plattenstapels ist erfindungsgemäß so getroffen, daß jede Platte nur mit Je einer von den Ecken der Längskanten ausgehenden Schweißnaht mit je einer der benachbarten Platten verbunden ist, so daß die besondere Sorgfalt erfordernden Verbindungen der Schweißnähte an den Ecken 8, 9, 10, 8a und 8b auf ein Kleinstmaß vermindert sind. Außerdem ergibt die Aufeinanderfolge dieser verschweißten Ecken eine Querkante des Plattenstapels* längs der eine feste und dichte Schweißverbindung 18 mit den druckfesten Gehäuseteilen in besonders günstiger Weise anbringbar ist. Um eine besonders hohe Beanspruchung auf einfache Weise aufnehmen und übertragen au können, sind beidseits je eine Versteifungsplatte 19» 20 angeordnet, die die in der Schweißnaht 18 liegenden V'irbindungskanten der Header l6 und 17 mit den Gehäusewänden 11 bzw. 12 direkt und verformungsfest verbinden, ohne die StrÖmungsverbindungen gemäß der Pfeile 21 und 22 zwischen dem Inneren des Wärmetauschers und den Headers 16, 17 zu unterbrechen. Der Plattenstapel 1st an seinem Ende mittels einer ebenen Deckplatte 2} abgeschlossen, deren Ränder über die sechseckige Plattenform der gewellten Wärmetauschplatten vor-Outer walls 16, 17-the header formed pressure-tight housing connected gas-tight. The angular formations at the connecting edges between the housing parts 11 >> 19 or 16, 14, 15, 17 result in a considerable mutual stiffening of the plates. According to the invention, the stack of panels is designed in such a way that each panel is connected to one of the adjacent panels with only one weld seam extending from the corners of the longitudinal edges, so that the joints of the welds at the corners 8, 9, 10, 8a and 8b are reduced to a minimum. In addition, the succession of these welded corners results in a transverse edge of the plate stack * along which a firm and tight welded connection 18 with the pressure-resistant housing parts can be attached in a particularly advantageous manner. In order to be able to absorb and transfer particularly high loads in a simple manner, stiffening plates 19 '20 are arranged on both sides, which connect the V'irbindungskanten of the headers 16 and 17 lying in the weld 18 with the housing walls 11 and 12 directly and deformation-resistant without interrupting the flow connections according to arrows 21 and 22 between the interior of the heat exchanger and the headers 16, 17. The plate stack is closed at its end by means of a flat cover plate 2}, the edges of which protrude over the hexagonal plate shape of the corrugated heat exchange plates.
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stehen und dermaßen in die die beiden Strömungsräume gegenein·» ander und gegen die Umgebung abdichtende Schweißnähte 24, 25 zwischen den Gehäusewänden 11 und IJ bzw. 12 und 13 einbezogen sind. Um in den Räumen 26 e.ne Art Kurzschlußströmung längs der an der Gehäusewand 11, 12 anliegenden und abgestützten Längskanten der Wärmetauschplatten zu verhindern, können an sich bekannte Schikanen, wie eingelegte Drahtwendel 27 vorgesehen sein.stand and in such a way that the two flow spaces opposite one another · » other weld seams 24, 25 that seal against the environment between the housing walls 11 and IJ or 12 and 13 included are. To in the rooms 26 e.ne kind of short-circuit flow lengthways to prevent the longitudinal edges of the heat exchanger plates resting against and supported on the housing wall 11, 12, can known baffles, such as inserted wire helix 27, can be provided.
5 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen5 claims
1 sheet of drawings
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Claims (5)
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Family Applications (1)
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