DE2930230C2

DE2930230C2 - Plattenheizkörper

Info

Publication number: DE2930230C2
Application number: DE19792930230
Authority: DE
Inventors: Akira Horiguchi; Kenzo Osaka Masutani; Hiroyuki Sumitomo; Ken'ichi Yamada
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Current assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 1978-07-25
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1986-12-04
Also published as: FR2433356B1; GB2027352B; SE437614B; FR2452945B1; FR2433356A1; GB2027352A; FR2452945A1; DE2930230A1; SE437614C; SE7906294L

Description

tiv als auch bezüglich ihrer Wirkungsweise von dem Abschnitte zwischen den Rillen 2b auf der anderen Plat-

Plattenheizkörper, von dem die vorliegende Erfindung te Xb anstoßen können. Dadurch stoßen die Rillen 2a

ausgeht. und 2b gegen die Flächen der gegenüberliegenden Plat-

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Effek- ten la und Xb an und teilen so den Kanal A zwischen den tivität eines Plattenheizkörpers nach dem Oberbegriff 65 Platten Xa und Xb in eine Vielzahl von sich vertikal

des Patentanspruches zu verbessern, und zwar insbe- erstreckenden und seitlich getrennten Abschnitte 4A
sondere hinsichtlich beschleunigter Blasenentwicklung Die Platten Ic—1/mit den Rillen 2c— 2/ sind, wie

durch Kernsieden. dargestellt, in der gleichen Art und Weise angeordnet.

3 4

Eine zu verdampfende Flüssigkeit wird in die Flüssig- auf sie gebunden werden. Daher ist es ratsam, vorher die

keitskanäle A eingebracht, während ein Erwärmungs- Fläche wie beim Sandstrahlen aufzurauhen. Die laby-

mittel den Erwärmungsmittelkanälen B zugeführt wird, iinthartigen Zwischenräume 24 befinden sich daher im

wo die Flüssigkeit die Wärme des Mineis durch die Innern der porösen Schicht 23, und die Fläche 25 ist Platten erhält; sie wird also erwärmt 5 rauh.

Kontaktbereiche 3 zwischen Rillen und Plaltenflä- Obwohl die Teilchen 22 zur Verdeutlichung als Kuchen unterstützen die Bildung von Siedekernen, so daß geln dargestellt sind, beschränken sie sich nicht auf diese sich neben den Kontaktbereichen 3 Blasen entwickeln. Form, vorausgesetzt, die Zwischenräume 24 befinden Da die entstandenen Dampfblasen innerhalb der Rillen sich im Innern. Ferner kann die poröse Schicht 23 so 2 einen langen Weg aufsteigen müssen, halten sie die io geformt sein, daß sie die Plattenfläche 21 ganz oder Flüssigkeit in Bewegung und beschleunigen dadurch die teilweise bedeckt Verdampfung der Flüssigkeit Die Wärmeübertragungsplatten der oben beschrie-

F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt einer Verdampfer- benen Konstruktion sind gegenüberliegend angeordnet, platte, welche die in F i g. 1 und 2 gezeigten Wärme- so daß die Seite, an der die poröse Schicht angebracht übeitragungsplatten verwendet Die Ziffern 11 und 12 is ist, dem Kanal für die zu verdampfende Flüssigkeit gebezeichnen Rahmen, zwischen denen die Wärmeüber- genüberliegt Die Flüssigkeit tritt in die Zwischenräume tragungsplatten 1 gehalten werden, die den Hauptteil 24 in der porösen Schicht 23 ein und wird durch die des Verdampfers ausmachen. Zwischen diesen Platten 1 Platten 21 und die sie umgebenden Teilchen 22 erwärmt, sind zur Bestimmung der Kanäle A und fl. Dichtungen wobei konzentrierte Wärme wirksam wird. 13 angeordnet 20 Kernsieden findet demzufolge in den Zwischenräu-

Wird eine zu verdampfende Flüssigkeit in die Flüssig- men 24 statt Daraus resultiert eine Beschleunigung der

keitskanäJe A eingelassen, während ein Erwärmungs- Blasenentwicklung, so daß Blasen 26 von der Fläche 25

mittel in die Erwärmungsmittelkanäle B eingebracht der porösen Schicht 23 rasch hintereinander entwickelt

wird, so wird die Flüssigkeit durch das in den angrenzen- werden und wachsen. Mit dem Wachsen der Blasen 26

den Erwärmungsmittelkanälen B befindliche Erwär- 25 nimmt auch ihre Energie zu, wodurch die Blasen 26

mungsmittel erwärmt Die Kontaktbereiche 3 (Fig. 1) durch die labyrinthartigen Zwischenräume 24 bewegt

dienen der Unterstützung der Blasenentwicklung; im werden, damit sie an der Fläche 25 der porösen Schicht

benachbarten Bereich der Kontaktbereiche 3 entsteht erscheinen können, wo sie dann durch den Flüssigkeits-

somit eine große Anzahl von Blasen. fluß (angezeigt durch einen Pfeil 27) in den Kanal A

Das Aufsteigen der Blasen im engen Abschnitt 4Λ 30 abgeleitet werden. Kurz, die entstandenen Blasen 26 hält die nichtverdampfle Flüssigkeit in Bewegung und durchfließen die labyrinthartigen Zwischenräume 24 bis beschleunigt so ihre Verdampfung. Gleichzeitig bewirkt an die Fläche 25 und werden stromabwärts abgetrieben, die durch Verdampfung entstandene Pumptätigkeit Der Flüssigkeitsfluß im Kanal Λ ist derart, daß die auf durch einen Rückfluß 14 eine natürliche Zirkulation der Grund von Beschleunigung durch Kernsieden entstan-Flüssigkeit im Flüssigkeitskanal A angezeigt durch Pfei- 35 denen Blasen wachsen und aufwärts treiben und dale 17, wodurch die oberen öffnungen 15 der Flüssig- durch die nachfolgenden Blasen abwärts drücken, wobei keitskanäle A mit den unteren öffnungen 16 in Verbin- eine derartige Bewegung der Flüssigkeit Fluß verleiht dung stehen. Dadurch wird sich bewegende Wärme an Dies trifft in besonderem Maße zu, wenn der Kanal A die Wärmeübertragungsflächen weitergeleitet eng ist

Um Flüssigkeit als Ersatz für die verdampfte Menge 40 Es handelt sich hierbei um ein natürliches Zirkula-

zu liefern, spritzt eine Flüssigkeitszufuhrdüse 18 in jeder tionsphänomen: die entstandenen Blasen 26 entweichen

gewünschten Menge Flüssigkeit in das untere Ende des durch die Auslaßöffnung 19 an der abwärtsfließenden

Rücklaufs 14, woraus eine Steigerung der Fließge- Seite, wie bei dem Verdampfer auf F i g. 3, während die

schwindigkeit besagter natürlicher Flüssigkeitszirkula- nichtverdampfte Flüssigkeit für eine Zirkulation der

tion resultiert Die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit 45 aufwärts fließenden Seite überläuft

(angezeigt durch Pfeile 17) entlang der Wärmeübertra- Derartige Strömungen 17 und 27 dienen der erzwun-

gungs Flächen der Platten 1 wird deshalb zur Sicherstel- genen Trennung der Blasen 26 von der Fläche der porö-

lung einer stark siedenden Wärmeübertragung erhöht sen Schicht 23. Das gleiche gilt für die erzwungene Zir-

Der erzeugte Dampf entweicht durch eine an der Ober- kulation.

fläche des Verdampfers befindlichen Auslaßöffnung 19. 50 Da die große Anzahl von »Labyrinthausgängen« auf

F i g. 4 und 5 stellen eine Wärmeübertragungsplatte der Räche 25 der porösen Schicht mit den »Labyrinthmit einer porösen Fläche dar, die für eine Beschleuni- gangen« 24 im Innern der porösen Schicht 23 in Verbingung der Blasenentwicklung während des Κΐΐ-nsiedens dung steht, tritt die Flüssigkeit immer sofort nach Freiin der Verdampferplatte verwendet werden kann. Wie werden eines solchen Ausgangs durch eine Kugel durch dargestellt, ist die Fläche einer Metallplatte 21 mit einer 55 einen Labyrinthausgang ein. Daher wird die Trennung porösen Schicht 23 ausgestattet, die aus einer Vielzahl der Blasen von der Wärmeübertragungsfläche rasch von Teilchen 22 zusammengesetzt ist Die poröse durchgeführt, was, zusammen mit der erzwungenen Schicht 23 kann durch Erwärmen der Teilchen 22 auf Trennung von Blasen durch den Flüssigkeitsfluß, den eine bestimmte Temperatur gebildet werden, bei der die Zeitraum erheblich verkürzt, währenddessen sich die Flächen der Teilchen gerade zu schmelzen beginnen, 60 Blasen zwischen der Flüssigkeit und der Wärmeübertra-

nnrl Hnrr*l·» A iifKtacon auf Alt* Plcittj*nflar«lt£ 21 iÜlircH »O~ *^τϋΓΪ^Γ'^ΓΞΗίΐ'"*Ϊ!** ^A^j^an *·*ν*4 s4n*4·■*·**!* AIa ».»!aaUam Ι1*«λ«

he Geschwindigkeit, wie z. B. bei Gasdruck, gebracht stattfindende Wärmeübertragung unterbrechen,

werden. Wie ersichtlich, ist die Fläche 25 der porösen Schicht

Ein«: andere Möglichkeit wäre, die Teilchen 22 durch rauh und hält gemeinsam mit dem Flüssigkeitsfluß die Klebemittel auf die Räche der Platte 21 zu binden. Die 65 dort entlangfließende Rüssigkeit in Bewegung, was ei- Teilchen 22 können einzel- oder vielschichtig liegen. nen regelmäßigen Kontakt zwischen Rüssigkeit und Fig. 5 zeigt eine Doppelschicht 1st die Räche der Platte Wärmeübertragungsfläche zum besseren Wärmeaus-

21 glatt können die Teilchen 22 kaum durch Schmelzen tausch bewirkt Darüber hinaus wird der Wärmeüber-

tragungskoeffizient weiter verbessert, da diese Flüssigkeitsbewegung die Blasen auf der Wärmeübertragungsfläche schüttelt, um so zur Trennung von Blasen und Fläche beizutragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

10

.5

20

25

30 ;

45

50

55

60

65

Claims

1 2

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Patentanspruch: die Kombination folgender Merkmale:

Plattenheizkörper, mit einer Vielzahl von vertikal — daß durch Rillen auf dem einen Plattenelement und

sich erstreckenden Plattenelementen, welche einan- 5 flache Abschnitte auf dem benachbarten Platte-;^

der gegenüberliegend angeordnet sind und damit die element jeder Flüssigkeitskanal unter Bildung von

dazwischenliegenden, miteinander abwechselnden Kontaktbereichen in eine Vielzahl von sich vertikal

Kanäle für ein Heizmittel und für eine zu verdamp- erstreckenden und seitlich getrennten Abschnitten

fende Flüssigkeit begrenzen, mit einem Durchfluß unterteilt ist,

für die Flüssigkeitszirkulation zur Verbindung zwi- 10 — daß jedes Plattenelement auf seiner Wärmeüber-

schen einem oberen und einem unteren Teil der tragungsfläche eine poröse Schicht mit labyrinthar-

Flüssigkeitskanäle, gekennzeichnet durch tigen Zwischenräumen aufweist, weiche dem an-

die Kombination folgender Merkmale: schließenden Flüssigkeitskanal gegenüberliegt und

— daß die poröse Schicht aus einer Vielzahl von mit-

— daß durch Rillen (2a bis 21) auf dem einen Plat- 15 einander verschmolzenen oder verklebten Teilchen tenelement und flache Abschnitte auf dem be- besteht

nachbarten Plattenelement jeder Flüssigkeitskanal (A) unter Bildung von Kontaktbereichen Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß durch die spe-

(3) in eine Vielzahl von sich vertikal erstrecken- zielle Gestaltung der Plattenelemente ein wesentlich den und seitlich getrennten Abschnitten (4A) 20 verbesserter Wärmeaustausch stattfindet Die jeweilige

unterteilt ist Platte weist eine poröse Schicht auf, welche aus einer

— daß jedes Plattenelement (la bis Xf) auf seiner Vielzahl von Teilchen zusammengesetzt ist Es ergeben Wärmeübertragungsfläche eine poröse Schicht sich damit poröse Bereiche, welche als ein Kernsieden (23) mit labyrinthartigen Zwischenräumen (24) herbeiführende Elemente auf den einander gegenüber aufweist, welche dem anschließenden Flüssig- 25 angeordneten Wärmeübertragungsflächen der Plattenkeitskanal ^gegenüberliegt und elemente wirken. Die Außenfläche der porösen Berei-

— daß die poröse Schicht (23) aus einer Vielzahl ehe hält gemeinsam mit dem Flüssigkeitsfluß die dort von miteinander verschmolzenen oder verkleb- entlangfließende Flüssigkeit in Bewegung, was einen reten Teilchen (22) besteht gelmäßigen Kontakt zwischen Flüssigkeit und Wärme-

30 Übertragungsfläche zum besseren Wärmeaustausch bewirkt Darüber hinaus wird der Wärmeübertragungskoeffizient weiter verbessert, da diese Flüssigkeitsbewegung die Blasen auf der Wärmeübertragungsfläche durcheinanderschüttelt um so zur Trennung von Blasen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenheizkör- 35 und Fläche beizutragen.

per, mit einer Vielzahl von vertikal sich erstreckenden Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der

Plattenelementen, welche einander gegenüberliegend Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher angeordnet sind und damit die dazwischenliegenden, beschrieben. In der Zeichnung zeigt
miteinander abwechselnden Kanäle für ein Heizmittel Fi g. 1 einen Schnitt durch einen Plattenheizkörper;

und für eine zu verdampfende Flüssigkeit begrenzen, 40 F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II nach F i g. 1; mit einem Durchfluß für die Flüssigkeitszirkulation zur F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine Verdampfer-

Verbindung zwischen einem oberen und einem unteren platte, welche Plattenelemente nach F i g. 1 und 2 auf-Teil der Flüssigkeitskanäle. weist;

Als Stand der Technik ist bereits ein Plattenheizkör- F i g. 4 eine Darstellung der Wärmeübertragungsflä-

per bekannt, welcher Anwendung findet bei einer Ein- 45 chenkonstruktion in Vorderansicht;
dampfanlage mit von frisch zugeführter Flüssigkeit un- F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V nach F i g. 4.

terstütztem Flüssigkeitsumlauf zwischen einem Aus- In Fig. 1 und 2 sind Wärmeübertragungsplatten la

dampfgefäß und einem Heizkörper (DE-PS 8 99 341). bis I/dargestellt wobei jede Platte sich vertikal erstrek-Hierbei weisen die Piattenheizkörper Plattenelemente kende Rillen 2a bis 2/ aufweist F i g. 1 zeigt mehrere, mit glatt ausgebildeten Wänden auf. 50 gegenüberliegend angeordnete Wärmeübertragungs-

Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Platten- platten, zwischen welchen Kanäle A für den Zufluß eiheizkörper in Hexagonalform, wobei die Plattenele- ner zu verdampfenden Flüssigkeit und Kanäle B für den mente Rillen besitzen (US-PS 36 19 378). Zwischen den Zufluß eines Wärmemittels angeordnet sind, wobei sich Rillen der einander gegenüberliegenden Plattenelemen- die Kanäle A und B miteinander abwechseln,
te ergeben sich Zwischenräume, welche zur Führung 55 Bei jeder Wärmeübertragungsplatte weisen die Rillen kalten Wassers dienen. 2 in Richtung des angegliederten Kanals A. Genauer

Zum Stand der Technik zählen weiterhin Konstmk- gesagt, bei zwei benachbarten Platten la und Xb z. B. tionen für Wärmeübertragungsrohre, welche aufge- sind die Rillen 2a auf der Platte la in bezug auf die Rillen rauht sein können (GB-PS 12 67 139). Diese Wärme- 2ftauf der anderen Platte Xb beispielsweise immer nach