DE635003C

DE635003C - Plate heater

Info

Publication number: DE635003C
Application number: DES108265D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-02-10
Filing date: 1933-02-10
Publication date: 1936-09-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Heizvorrichtungen für Flüssigkeiten und insbesondere auf Heizvorrichtungen, die sich für die Sterilisierung leicht verderblicher Lebensmittel, wie Milch, Obstsaft ο. dgl., eignen. Für diesen Zweck sind \^rerschiedene Konstruktionen vorgeschlagen und ausgeführt worden. Besonders günstige Erfolge sind in neuerer Zeit mit dem sogenannten Plattenerhitzer erzielt worden, der im wesentlichen aus einer mehr oder weniger großen Anzahl von aufeinandergeschichteten Platten besteht^ die in verhältnismäßig geringem Abstand voneinander angeordnet sind. Der Zwischenraum zwischen den Platten ist in kanalartige Abschnitte unterteilt, durch die die zu erhitzende Flüssigkeit geleitet wird. Gegenüber anderen Heizvorrichtungen, beispielsweise solchen, bei denen die Flüssigkeit in Kess.eln oder Rohrschlangen erwärmt wird, haben Plattenerhitzer den Vorteil, daß die Durchwärmung verhältnismäßig gleichmäßig ist, weil die Flüssigkeit unter mehr oder weniger starker Wirbelbildung durch Kanäle geringen Querschnitts geleitet wird, in denen sie zwischen den erhitzten Wandungen nur dünne Schichten bildet.The invention relates to heating devices for liquids and in particular to heating devices which are suitable for the sterilization of perishable foods such as milk, fruit juice, etc. Like., are suitable. \ ^R arious constructions have been proposed and implemented for this purpose. Particularly favorable successes have recently been achieved with the so-called plate heater, which essentially consists of a more or less large number of plates stacked on top of one another, which are arranged at a relatively small distance from one another. The space between the plates is divided into channel-like sections through which the liquid to be heated is passed. Compared to other heating devices, for example those in which the liquid is heated in Kess.eln or coils, plate heaters have the advantage that the heating is relatively uniform because the liquid is passed through channels with a small cross-section with more or less strong vortex formation it only forms thin layers between the heated walls.

Gegenstand der Erfindung ist eine Heizvorrichtung, welche eine Fortentwicklung und Verbesserung der bisher bekanntgewordenen Plattenerhitzer darstellt. Gemäß der Erfindung werden die Platten des Erhitzers aus elektrisch leitendem Material hergestellt und an eine elektrische Stromquelle angeschlossen, so daß die in den Platten entstehende Stromwärme zur Erhitzung der Platten verwendet werden kann. , Die elektrische Widerstandsheizung ist bei Pasteurisierapparaten bereits bekannt, neu ist aber die Benutzung der Platten selbst in Plattenapparaten als Widerstand. Im allgemeinen wurden bisher die Platten in Plattenapparaten unter Vermittlung eines strömenden Heizmediums, insbesondere Dampf oder Heizwasser, erhitzt. Es war daher notwendig, jeweils die eine Seite der Platten für das Heizmedium freizuhalten und 'die andere mit der zu erhitzenden Flüssigkeit, beispielsweise Milch, in Berührung zu bringen. Der Plattenerhitzer brauchte daher praktisch für das Heizmedium etwa ebensoviel Durchflußquerschnitt wie für die zu erhitzende Flüssigkeit. Den gleichen Nachteilen sind auch Plattenerhitzer unterworfen, bei denen in dem gleichen Zwischenraum zwischen zwei Platten verschiedene Kanäle angeordnet sind, die teils durch das Heizmedium und zum anderen Teil durch die zu erhitzende Flüssigkeit durchflossen werden. Durch die Erfindung wird demgegenüber bei gleichem Durchflußquerschnitt für die zu erhitzende Flüssigkeit der Gesamtraum des Platten-The invention relates to a heating device which is a further development and improvement of the previously known plate heaters. According to the In the invention, the plates of the heater are made of electrically conductive material and connected to a source of electrical power, so that the generated in the plates Electricity heat can be used to heat the panels. , The electric Resistance heating is already known in pasteurizers, but what is new is the use of the plates themselves in plate devices as resistance. In general, the plates were previously in plate apparatus with the mediation of a flowing Heating medium, in particular steam or heating water, heated. It was therefore necessary to keep one side of the plates free for the heating medium and 'the other with to bring the liquid to be heated, for example milk, into contact. The plate heater therefore practically needed about the same flow cross-section for the heating medium as for the liquid to be heated. Plate heaters have the same disadvantages subject, in which different channels are arranged in the same space between two plates, the partly by the heating medium and partly by the liquid to be heated are flowed through. By contrast, the invention is the same Flow cross-section for the liquid to be heated the entire space of the plate

erliitzers etwa auf die Hälfte heVabgesetzt. Der bisher für das Heizmediüm notwendige Raum fällt vollständig fort, weil die Platten, selbst, die ja ohnehin zur Abgrenzung d^L von der zu erhitzenden Flüssigkeit dure'fr flossenen Räume notwendig sind, in den elefc irischen Stromkreis geschaltet und durclr Stromwärme erhitzt werden. - ·erliitzers about half the price. The space previously required for the heating medium is completely eliminated because the plates, even, which anyway to delimit d ^ L of the liquid to be heated dure'fr flowing spaces are necessary in the elefc Irish circuit and heated by electric heat. - ·

Die Erfindung hat weiterhin noch den Vorteil, daß an jeder Stelle der einzelnen Platten selbst und an jeder Stelle eines aus einer größeren Anzahl von aufeinandergeschichteten Platten gebildeten Erhitzers genau die Wärmemenge erzeugt werden kann, die gefordert wird. Bei einem mit Dampf erhitzten Plattenerhitzer müssen stets mindestens einige der zwischen den Platten vorhandenen Heizkanäle hintereinandergeschaltet werden. Längs dieser Kanäle gibt der Dampf nach und nach Wärme ab, und seine Temperatur wird gegenüber der Eintrittsstelle verändert. An den verschiedenen Stellen der Platten entstehen daher verschiedene Temperaturen, und man muß zu Hilfsmitteln, wie Gegenströmung oder Parallelschaltung- von einzelnen Kanälen, greifen, um die .bei der Dampferzeugung unvermeidbaren Temperaturunterschiede einigermaßen ausgleichen zu können. Alle diese Nachteile werden bei der elektrischen Wider-Standserhitzung der Platten vollständig vermieden. Im Gegenteil ist es ohne weiteres möglich, die an den einzelnen Stellen der Platten entwickelte Wärmemenge verschieden abzustufen, um das Wärmegefälle zwischen der zu erhitzenden Flüssigkeit und der von ihr berührten Wandung an allen Stellen etwa auf der gleichen Höhe zu halten.· Es wird auf diese Weise möglich, eine größere Anzahl von Flüssigkeitskanälen hintereinanderzuschalten, wodurch die Konstruktion eines Plattenefhitzers weitgehend vereinfacht wird. Die Form der elektrisch erhitzten Platten ist an sich beliebig. Besonders zweckmäßige Konstruktionen des Gesamtaufbaues des Erhitzers erhält man, wenn die Platten ringförmig ausgebildet sind. Im übrigen können die von dem Plattenerhitzer mit Dampfheizung bekannten Konstruktionselemente, beispielsweise die zum Zusammenpressen der Platten dienenden Vorrichtungen, für den elektrisch beheizten Plattenerhitzer sinngemäß übernommen werden.The invention also has the advantage that at each point of the individual plates itself and at each point one of a large number of stacked one on top of the other Plates formed heater exactly the amount of heat can be generated, which is required will. A plate heater heated with steam must always have at least some of the elements between the plates Heating channels can be connected in series. The steam gives way along these channels and for heat, and its temperature is changed from the point of entry. Therefore, different temperatures arise at the different points on the plates, and you have to use aids such as counterflow or parallel connection of individual channels, take advantage of the temperature differences that are unavoidable during steam generation to be able to compensate. All of these disadvantages become apparent with electrical resistance heating of the plates completely avoided. On the contrary, it is straightforward possible, the amount of heat developed at the individual points of the plates varies to graduate the heat gradient between the liquid to be heated and that of to keep your touched wall at about the same height in all places. · It will in this way it is possible to connect a larger number of liquid channels in series, whereby the construction of a plate heater is largely simplified. The shape of the electrically heated plates is arbitrary per se. Particularly useful Constructions of the overall structure of the heater are obtained when the plates are annular are trained. In addition, those from the plate heater with steam heating known structural elements, such as the devices used to press the plates together, for the electrically heated plate heaters can be adopted accordingly.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Plattenerhitzer im Grundriß und Aufriß, bei dem die Platten 1 Rechteckform haben. Der Abstand zwischen den Platten wird durch Zwischenlagen 2 aufrechterhalten, welche als Streifen längs der Kante der Platte 1 angeordnet sind und aus elektrisch schlecht leitendem Material hergestellt sind. Die Platten sind an ihrem einen Ende mit Hilfe der Kontakte 4 an die elektrische .^Stromquelle angeschlossen, während auf dem '■"änderen Ende durch die Kontakte 5 eine . ißftende Verbindung zwischen beiden Platten ■■ hergestellt ist. Je an entgegengesetzten ' Enden der beiden Platten sind Zu- und Abflußleitungen 3 für die zu erhitzende Flüssigkeit angeschlossen.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Fig. 1 and Fig. 2 show a plate heater in plan and elevation in which the plates 1 are rectangular in shape to have. The distance between the plates is maintained by intermediate layers 2, which are arranged as strips along the edge of the plate 1 and made of electrical poorly conductive material are made. The panels are at one end connected to the electrical power source with the help of contacts 4, while on the The other end through the contacts 5 creates a joint connection between the two plates ■■ is established. Depending on the opposite 'Ends of the two plates are inlet and outlet lines 3 for the liquid to be heated connected.

Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Plattenerhitzers, dessen Platten ringförmig ausgebildet sind. Auch hier wird der Abstand zwischen den Platten 1 durch Abstandsstücke 2 gehalten. Die Stromquelle ist an die Zuleitungskontakte 4 angeschlossen, und die einzelnen Platten sind durch Verbindungs*- brücken 5 elektrisch leitend miteinander verbunden. Der aus mehreren Ringplatten bestehende Erhitzer ist unter Zwischenfügung einer Unterlage 6 auf einer Grundplatte 7 befestigt, wobei die einzelnen Platten durch eine Schraube 8 und eine Brücke 9 festgehalten werden. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die .Zwischenlagen 2 längs der inneren und äußeren Kante der Platten angebracht, und außerdem ist der zwischen zwei Platten gebildete Raum durch ein radial angeordnetes Querstück 11 unterteilt. Die zu erhitzende Flüssigkeit tritt, beispielsweise von der Nachbarplatte kommend, bei 12 in den Ringraum ein, durchfließt den Zwischenraum zwischen den beiden Platten -längs des Pfeiles 13 und verläßt die Platte durch die Öffnung 14.Fig. 3 shows the structure of a plate heater, the plates of which are formed in a ring shape are. Here, too, the distance between the plates 1 is determined by spacers 2 held. The power source is connected to the supply contacts 4, and the individual plates are connected by means of connection * - bridges 5 electrically connected to one another. The one consisting of several ring plates Heater is attached to a base plate 7 with the interposition of a pad 6, the individual plates through a screw 8 and a bridge 9 are held. As can be seen from Fig. 4, are the intermediate layers 2 attached along the inner and outer edges of the panels, and in addition, the space formed between two plates is formed by a radially arranged one Cross piece 11 divided. The liquid to be heated emerges, for example from the neighboring plate coming, at 12 in the annulus, flows through the space between the two plates - along the arrow 13 and leaves the plate through the opening 14.

In den Fig. 5 und 6 sind ζλνεϊ Ausführungsformen für die elektrische Schaltung der Platte angedeutet. Nach Fig. 5 ist die ringförmige Platte 15 durch ein radiales Zwischenstück 16 aufgeteilt. Der elektrische Strom tritt durch die Zuleitung 17 in die Platte ein, durchfließt die Platte in Richtung des Pfeiles 18 und tritt.durch die Zuleitung 19 aus der Platte wieder aus. Nach Fig. 6 ist die Ringplatte 20 durch zwei radiale Isolierstücke 21 und 22 in zwei Halbringe elektrisch unterteilt. Die beiden Ringe sind durch die Verbindungsleitungen 23 und 24 an eine elektrische Stromquelle angeschlossen und dadurch elektrisch parallel geschaltet. Von den in Fig. S und 6 dargestellten Ausführungsformen ausgehend, können naturge-. maß die !verschiedensten Schaltungen für einzelne Teile der den Plattenerhitzer bildenden Platten entwickelt werden. Man kann je nach der Größe der Platten einen Ring in zwei oder mehr einzelne Ringabschnitte unterteilen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Platten aus mehreren konzentrischen Ringen gebildet sind, die durch Isolierstücke voneinander elektrisch getrennt und in dem elektrischen Stromkreis in Reihe oder parallel geschaltet sind. Die AufteilungIn FIGS. 5 and 6, ζλνεϊ are embodiments indicated for the electrical circuit of the plate. According to Fig. 5, the annular plate 15 is through a radial Intermediate piece 16 divided. The electric current passes through the lead 17 into the Plate in, flows through the plate in the direction of arrow 18 and enters through the supply line 19 from the plate again. According to Fig. 6, the ring plate 20 is by two radial Insulating pieces 21 and 22 electrically divided into two half-rings. The two rings are connected by the connecting lines 23 and 24 to an electrical power source and thereby connected electrically in parallel. Of the embodiments shown in Figs starting out, can naturally. measured the most diverse circuits for individual parts of the plates forming the plate heater are developed. One can Depending on the size of the plates, a ring into two or more individual ring sections subdivide. Another possibility is that the plates consist of several concentric Rings are formed, which are electrically separated from one another by insulating pieces and in series in the electrical circuit or connected in parallel. The breakdown

der Platten und ihre Form richfet sich dabei nach den besonderen Betriebsbedingungen der zu erhitzenden Flüssigkeit, nach dem erwünschten Temperaturgefälle und nach der Größe des Apparates. An Stelle der in den Fig. 3 bis 6 dargestellten ringförmigen Plat-_V' ten kann man auch andere Plattenformen, beispielsweise rechteckförmige Platten, wählen, die in geeigneter Weise in einzelne elektrisch voneinander isolierte Abschnitte unterteilt sind.of the plates and their shape depends on the particular operating conditions of the liquid to be heated, on the desired temperature gradient and on the size of the apparatus. Instead of the 3 may th in Fig. 6 to the illustrated annular _plate-V 'is also other plate shapes, for example rectangular plates, select, which are divided in a suitable manner into individual electrically isolated sections.

Wie in Fig. 3 angedeutet ist, werden die Abstandsstücke 2 zweckmäßig je zur Hälfte an der einen Platte und zur anderen Hälfte an der anderen Platte befestigt. Wählt man als Material für die Abstandsstücke Gummi, so kann man dieses durch Vulkanisieren fest mit dem Metall der Platte verbinden. Eine noch bessere Befestigung erhält man, wenn die zu beiden Seiten der gleichen Platte einander gegenüberliegenden Abstandsringe an einzelnen Stellen durch Aussparungen in den Platten miteinander verbunden sind. In Fig. 4 sind solche Aussparungen 10 angedeutet. As indicated in Fig. 3, the spacers 2 are expediently each half attached to one plate and the other half to the other plate. One chooses Rubber can be used as the material for the spacers by vulcanizing connect to the metal of the plate. An even better attachment is obtained when the spacer rings opposite one another on both sides of the same plate individual points are connected to one another through recesses in the plates. In Such recesses 10 are indicated in FIG. 4.

Es sei noch erwähnt, daß in den elektrischen Stromkreis zweckmäßig Regeleinrichtungen geschaltet werden, mit Hilfe deren die in den Platten entwickelte Wärmemenge in Abhängigkeit von dem Zustand der zu erhitzenden Flüssigkeit gesteuert werden kann. An geeigneter Stelle in dem Plattenerhitzer werden zu dem Zweck Thermoelemente, Kontaktthermometer oder ähnliche temperaturabhängige Relais angeordnet, die zur Steuerung der Regeleinrichtung dienen.It should also be mentioned that control devices are useful in the electrical circuit are switched, with the help of which the amount of heat developed in the plates depending on the state of the heating liquid can be controlled. At a suitable place in the plate heater are arranged for the purpose of thermocouples, contact thermometers or similar temperature-dependent relays, the serve to control the control device.

Der eigentliche Plattenerhitzer kann in derThe actual plate heater can be in the

bei anderen Plattenerhitzern bekannten Weise noch mit Rückkühleinrichtungen zusammengebaut werden, in denen die erhitzte Flüssigkeit ihre Wärme zum Teil an die zu erhitzende Flüssigkeit wieder abgibt. Diese als Wärmeaustauscher bezeichneten Apparate werden zweckmäßig mit den eigentlichen Erhitzern zu einer konstruktiven Einheit zusammengebaut. in other plate heaters known manner still assembled with recooling devices in which the heated liquid partly transfers its heat to that to be heated Releases liquid again. These devices, known as heat exchangers, are useful with the actual heaters assembled into a constructive unit.

Claims

Patent claims:

1. Electric water heater for sterilizing milk and the like organic liquids, characterized in that the heating resistors consist of at least two at a short distance spaced apart and by non-conductive, expediently elastic spacers separate plates acting as resistance bodies exist.

2. Heater according to claim 1, characterized in that the plates through Insulating liners are divided into individual sections to make a specific Way for the current flowing through the plates.

3. Heater according to claim 2, characterized in that the plate sections are electrically connected in parallel or in series.

4. Heater according to claim 2, characterized in that the plates in annular Sections are divided.

5. Heater according to claim 1 and 2, characterized in that the plates as annular discs are formed.

6. Heater according to claim 5, characterized in that one or more Make radial insulating pieces inserted into the ring-shaped disks *, and that the ring sections formed thereby are electrically connected in parallel or in series.

7. Plate heater with elastic spacers, in particular according to claim ι to 6, characterized in that the spacers are made of rubber and connected to the plates by vulcanization.

8. Plate heater according to claim 7, characterized in that the to both Sides of a plate arranged intermediate layers are connected by recesses in the plate.

1 sheet of drawings