DE2239035B2 - Wärmetauscherplatte mit Verteilerflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscherplatte von der Bauart, die an jeder ihrer Seiten eine in der Mitte liegende Wärmetauscherfläche und an beiden Seiten der letzteren Verteilerflächen aufweist, welche zwischen den Wärmetauscherflächen und einem Einlaß bzw. einem Auslaß für ein Wärmetauschermediiim liegen, welches über die entsprechender. Seiten der Platte strömen kann. Insbesondere betrifft die Erfindung Platten, die an ihren Verteilerflächen gepreßte Rippen aufweisen, welche nebeneinander vom Einlaß bzw. Ausiaß zu den Wärmetauscherflächen verlaufen und welche zwischen sich Rinnen begrenzen, die eine größere Breite als die Rippen aufweisen, wobei die Rippen darüber hinaus die hinteren oder Rückseiten von Rinnen in den Verteilerflächen anliegender Platten in einem Plattenwärmetauscher kreuzen und an diesen anliegen.

Eine Aufgabe der Verteilerflächen ist es, einem Wärmetauschermedium auf seinem Weg zu und von den tatsächlichen Wärmetauscherflächen der Platte ein Medium an Strömungswiderstand entgegenzusetzen. Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, daß die Rippen in den Verteilerflächen so schmal als möglich und die zwischen ihnen verlaufenden Rinnen, welche der Strömung des Wärmetauschermediums dienen, so weit als möglich sind.

Dieses Bestreben wird durch die Notwendigkeit einer gewissen Fertigkeit der Wärmetauscherplatten eingeengt. Je größer der Unterschied zwischen der Breite der Rippen und der Weite der Rinnen ist, um so geringer ist die Möglichkeit, ohne bleibende Deformation Kräfte zu übertragen, welche die Platte an den Berührungspunkten aufnimmt, die an den Plattenwärmetauschern zwischen den Rückseiten der Rinnen der einen Platte und der Rippen der benachbarten Platten auftreten.

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, die Ausbildung breiterer Rinnen zwischen den Rippen in Platten der beschriebenen Art zu ermöglichen, als die, die bisher möglich waren, ohne daß eine entsprechende Verminderung der Festigkeit der Platten bewirkt wird. Diese Aufgabe wird durch das Merkmal gelöst, daß der Unterschied zwischen der Breite der Rippen und der Weite der Rinnen in den Bereichen dicht an den Wärmetauscherflächen an den Platten geringer ausgebildet wird, als in anderen Bereichen der Verteilerflächen

Mit auf diese Weise ausgebildeten Rippen und Rinnen können die Platten in diesen Bereichen größere Kräfte als in anderen Teilen der Verteilerflächen übertragen. Diese r,ich ändernde Fähigkeit der Übertragung von

ίο Kräften, d. h. die Änderung über die Verteilerflächen, entspricht deswegen den tatsächlichen Erfordernissen, da Wärmetauscherplatten dieser Art in den Abschnitten zwischen den Verteilerflächen und den tatsächlichen Wärmetauscherflächen im wesentlichen keine Rippen oder andere Stützmittel für die Berührung mit in einen Plattenwärmetauscher anliegenden Platten aufweisen, die an den Verteilerfläciien dicht an den Wärmetauscherilächen gebildeten Berührungspunkte auch Teile der Kräfte übertragen müssen, welche durch den Druck des Wärmetauschermediums bewirkt sind, welcher in den Plattenabschnitten wirkt, die ohne Stützeinrichtungen sind. Durch die Erfindung ist im wesentlichen eine optimale Ausbildung der Verteilerflächen von Wärmetauscherplatten erreichbar, d. h. der größtmögliche Unterschied zwischen der Breite der Rippen und der Weite der Rinnen kann über die Verteilerflächen erreicht werden, so daß dem Wärmetauschermedium ein Minimum an Strömungswiderstand auf seinem Weg zu und von den tatsächlichen Wärmetauscherflächen der Platte entgegenwirkt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 schematisch eine ganze Platte der hier in Frage stehenden Art,

F ι g. 2 einen Teil einer bekannten Platte und
Fig. 3 den entsprechenden Teil einer Platte gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Wärmetauscherplatte dargestellt, die eine mittig liegende Wärnietauscherfläche 1 und an beiden Seiten der Wärmetauscherflächen Verteilerflächen 2 und 3 aufweist. (Zwei Linien C zeigen die Randlinien zwischen den Wärmetauscherflächen 1 und den beiden Verteilerflächen 2 und 3.) Die Verteilerflächen 2 und 3 liegen zwischen der Wärmetauscherfläche 1 und einem Einlaß 4 bzw. einem Auslaß 5 für ein Wärmetauschermedium, welches über aie dargestellte Seite der Platte in einem mit vollen Linien 6 ausgezeichneten Bereich strömen kann. An der

5i) gegenüberliegenden Seite der Platte kann ein anderes Wärmetauschermedium von einem Einlaß 7 zu einem Auslaß 8 strömen. Der Bereich, in welchem dieses Medium strömt, ist mit einer gestrichelten Linie 9 dargestellt. Die Strömungslinien des Wärmetauschermediums bei der Strömung über die dargestellte Seite der Platte sind durch Pfeile 10 dargestellt. Wie zu ersehen, haben diese Strömungslinien unterschiedliche Längen. Um zu verhindern, daß bestimmte Teile des Wärmetauschermediums wesentlich mehr als andere Teile erwärmt oder gekühlt werden, ist es seit langem bekannt, die Wärmetauscherflächen 2 und 3 in besonderer Weise so auszubilden, daß diese letzteren einen Strömungswiderstand bilden, der im Vergleich zu dem in den tatsächlichen Wärmetauscherflächen der Platte gebildeten Strömungswiderstand sehr gering ist.

In Fig. 2 ist ein Teil der Verteilerflächen einer bekannten Platte dargestellt. In dieser Platte sind verschiedene Rippen 11 ausgepreßt, welche nebenein-

ander vom Einlaß bzw. Auslaß für das Wärmetauschermedium zu den tatsächlichen Wärmetauscherflächen der Platte verlaufen. Zwischen den Rippen 11 sind Rinnen 12 gebildet, deren hintere oder Rückseite Rippen an der gegenüberliegenden Seite der Platte bilden. Wie zu ersehen, sind die Rinnen 12 wesentlich breiter als die Rippen 11, um die Strömung des Wärmetauschermediums über die Verteilerfläche zu erleichtern. Es ist wünschenswert, daß die Rinnen 12 wesentlich breiter sind, so daß der Strömungswiderstand, den das Wärmetauschermedium in dtn Verteilerflächen zu überwinden hat, weiter vermindert werden kann. Jedoch ist eine Verbreiterung der Rinnen 12 bei bekannten Platten der dargestellten Art infolge der Anforderungen an die zu berücksichtigende Festigkeit der Platten unmöglich. Je weiter die Rinnen 12 sind, desto geringer ist die Fähigkeit von deren Rückseite, der. Druck einer kreuzenden Rippe einer anliegenden Platte ohne Deformation aufzunehmen.

\n Fig. 2 sind zwei Berührungspunkte 13 und 14 zwischen den Rückseiten von zwei Rinnen 12 der dargestellten Platte und einer Rinne 11 a einer hinter der dargestellten Platte in einem Plattenwärmetauscher liegenden Platte gezeigt. Eine auf den Berührungspunkt 14 wirkende mit einer bestimmten Druckdifferenz zwischen den beiden Wärmetauschermedien wirkende Kraft ist größer als die entsprechende an dem Berührungspunkt 13 wirkende Kraft. Dies liegt an der Tatsache, daß der Abstand zwischen dem Kontaktpunkt 14 und dem nächsten nicht dargestellten Kontaktpunkt der Wärmetauscherfläche 1 der Platte, d. h. an der anderen Seite der Linie C, größer ist als der Abstand zwischen den beiden Kontaktpunkten, die beide in der Verteilerfläche liegen. Infolge dieser Bedingung wurden die Rinnen 12 in den Verteilerflächen der bekannten Platten nur so breit gemacht, daß sie die Kräfte, die an den Kontaktpunkten 14 auftreten, ohne Deformation übertragen können. Als Ergebnis davon wurden die Verteilerflächen fester als an anderen Berührungspunkten notwendig ausgebildet, an denen die übertragenen Kräfte geringer sind.

In Fig. 3 ist ein Teil einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Platte dargestellt. Wie zu ersehen sind die Rippen 11 in den Verteilerflächen dieser Platte mit

¹J Verbreiterungen 15 an ihren an den Wärmetauscherflächen der Platte anliegenden Enden versehen. Dadurch wird der Berührungsbereich in diesem Teil der Verteilerfläche zwischen der Rückseite der Rinne 12 und der kreuzenden Rippe 11a einer anliegenden Platte

in in einem Wärmetauscher größer als die entsprechenden Berührungsbereiche in den bisher bekannten, in F i g. 2 dargestellten Platten. Als Ergebnis davon können die Rückseiten der Rinnen 12 in diesen Bereichen einen größeren Druck von den sich kreuzenden Rippen der

i"> anliegenden Platte aufnehmen, als in anderen Teilen der Verteilerfläche. Bei 16 ist der Kontaktpunkt dieser Art dargestellt, der, entsprechend der Verbreiterung 15, zwischen der Rückseite der Rinne 12 der Platte gem. Fig. 3 und einer Rippe 11a einer der hinterliegenden

2(i Platte gebildet ist.

Der Vorteil einer Verteilerflächenausbildung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, kann auf unterschiedliche Weise nutzbar gemacht werden. Entweder können die Rinnen !2 zwischen der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung in der Verteilerfläche und der Verbreiterung der Rippen breiter als bisher gemacht werden, oder es kann eine größere Druckdifferenz zwischen den Wärmetauschermedien in dem Plattenwärmetauscher zugelassen werden. Eine dritte Möglichkeit ist die, die Plane aus

i« dünnerem Material zu machen.

Infolge der Tatsache, daß die Verbreiterung 15 am Ende der Rinne 12 liegt, d. h. unmittelbar an den Wärmetauscherflächen der Platte, wird der Zweck der Verieilerflächen, das Wärmetauschermedium in der

)^ri bestmöglichen Weise über die ganze Breite der Wärmetauscherflächen zu verteilen, nicht negativ beeinfluß, was der Fall wäre, wenn die Rippen 11 in einem anderen Abschnitt der Verteilerflächen breiter ausgebildet würden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wärmetauscherfläche, welche an jeder ihrer Seiten eine in der Mitte liegende Wärmetauscherfläche und beidseits der Wärmetauscherfläche Verteilerflächen aufweist, die zwischen diesen Wärmetauscherflächen und einem Einlaß bzw. Auslaß für ein Wärmetauschermedium liegen, welches über die entsprechenden Seiten der Platten strömen kann, wobei die Verteilerflächen eingepreßte Rippen aufweisen, welche Seite an Seite von dem Einlaß bzw. Auslaß zu der Wärmetauscherfläche verlaufen, und welche zwischen sich Rinnen bilden, die eine größere Breite als die Rippen aufweisen und wobei ferner die Rippen so angeordnet sind, daß sie sich mit den Rückseiten von Rinnen in Verteilerflächen in einem Wärmetauscher anliegender Platten kreuzen und an diesen anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen der Breite der Rippen (11) und der Weite der Rinnen (12) in den Bereichen dicht an den Wärmetauscherflächen (1) geringer als in anderen Teilen der Verteilerflächen (2,3) ist.