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Plattenwärmeaustauscher Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Wärmeaustauscher, die aus einer Mehrzahl von gegenüberliegenden Elementen oder Platten
bestehen, die so zueinander angeordnet sind, daß Kanäle und Durchlässe für die beiden
Flüssigkeiten gebildet werden, zwischen welchen der Wärmeaustausch erwünscht ist.
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Wärmeaustauscher dieser Art sind manchmal so ausgebildet, daß die
zu erwärmende oder abzukühlende Flüssigkeit an einem Ende des Stapels von Platten
eingeführt wird; und nachdem sie mehrmals durch die Flüssigkeitskanäle aufwärts
und abwärts geströmt ist, verläßt sie den Wärmeaustauscher am anderen Ende des Stapels.
In solchen Fällen kann der erforderliche Einlaßanschluß und der Auslaßanschluß in
den End- oder Abschlußplatten vorgesehen werden. Wenn es indessen erwünscht ist,
daß der Wärmeaustauscher mehreren Zwecken dienen soll, z. B. wenn es erwünscht ist,
daß in einem Abschnitt eine Erwärmung und in einem anderen Abschnitt eine Kühlung
stattfindet, dann ist es häufig erforderlich, daß Einlaufanschlüsse und/oder Auslaufanschlüsse
der Heiz- oder Kühlflüssigkeit an einer Stelle vorgesehen werden müssen, die irgendwo
zwischen den beiden Enden des Stapels.liegen. Zu diesem Zweck wird gewöhnlich eine
besondere Anschlußplatte verwendet; solche Platten sind aber teuer und sie sind
von so großem Ausmaß, daß sie den Raum mehrerer Wärmeaustauschplatten beansprudhen.
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Es kann auch vorkommen, - daß es bei Plattenwärmeaustauschern, die
nur einen Abschnitt aufweisen, erwünscht ist, daß alle Anschlüsse für die Wärmeaustauschmittel
in einerderAbschlußplatten angeordnet werden.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe
ist die, durch einfache Mittel zu erreichen, daß die Heiz- bzw. Kühlflüssigkeit
an derselben Abschlußplatte des Wärmeaustauschers ein- und austritt und bei Wärmeaustauschern
mit zwei Abschnitten ohne Anordnung einer besonderen Anschlußplatte unmittelbar
einem im Inneren des Wärmeaustauschers liegenden Flüssigkeitsraum zu-bzw. abgeführt
wird oder bei solchen mit nur einem Abschnitt dem Flüssigkeitsraum unmittelbar zu-bzw.
abgeführt wird, welcher sich an dem Ende befindet, das gegenüber dem mit den Eins
und Auslaßöffnungen versehenen liegt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß ein rohrförmiges Glied, welches zweckmäßig von einem der End- oder Abschlußglieder
des Wärmeaustauschers getragen wird, durch die Öffnungen einer Anzahl von Wärmeaustauschplatten
hindurchgreift, um eine Verbindung zwischen dem einen Stapelende des Wärmeaustauschers
und einem davon entfernten Flüssigkeitsraum im Inneren des Wärmeaustauschers zu
bewerkstelligen.
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Die Erfindung kann in verschiedener Weise verwirklicht werden, wobei
die zu erfüllenden Bedingungen und der vom Wärmeaustauscher zu erfüllende Zweck
in Betracht zu ziehen sind. Gemäß einer Ausführungsform wird eine Hülse in der Einlaß-oder
Auslaßöffnung der einen oder der anderen Absrhlußplatte des Wärmeaustauschers vorgesehen,
und das vorerwähnte rohrförmige Glied ist so angeordnet, daß es sich in der Längsrichtung
durch die 1liilse erstreckt und durch Öffnungen einer Anzahl von Wärmeaustauschplatten
hindurchgeht, die dem Ende des Wärmeaustauschers zunächst liegen. Die Anordnung
ist ferner so getroffen, daß ein ringförmiger Raum zwischen der Hülse und dem ro'hrförmigenGlied
gebildet wird, der dazu dient, um die Heiz- oder Kühlflüssigkeit in den Flüssigkeitsraum
einzuführen oder aus dem Flüssigkeitsraum herauszuleiten, der der Abschlußplatte
am nächsten liegt und daß zwischen dem Inneren des rohrförmigen Gliedes und einem
Flüssigkeitsraum, der sich an einer von der Abschlußplatte entfernten Stelle befindet,
eine Verbindung hergestellt wird. Geeignete Mittel sind vorgesehen, um eine unmittelbare
Verbindung zwischen dem Inneren des rohrförmigen Gliedes und dem vorerwähnten ringförmigen
Raum zu verhindern. Die Anordnung ist jedoch so getroffen, daß eine Verbindung ermöglicht
wird zwischen dem Inneren des rohrförmigen Gliedes und dem erwähnten ringförmigen
Raum durch bestimmte Flüssigkeitskanäle, die zwischen den W ärmeaustauschplatten
im einem Abschnitt des Wärmeaustauschers gebildet werden. Eine oder mehrere der
Plattenkönnen mit Ablenkflächen oder mit anderen Mitteln zum A'bschluß des einen
Endes des ringförmigen Raumes versehen sein, und das j rohrförmige Glied kann durch
die Ablenkwand hindurchgeführt werden, wobei an dieser Stelle, wenn erforderlich,
geeignete Dichtungsmittel vorgesehen werden können, um ein Durchsickern des Flüssigkeitsstromes
an den Ablenkflächen vorbei zu vereiteln. Zum besseren Verständnis der Erfindung
und um deren Verwirklichung zu erleichtern, soll iin folgenden ein Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden.
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Die Fig. i der Zeichnung zeigt schematisch einen Plattenwärmeaustauscher
bekannter Art, der für Erwärmung und Abkühlung von Flüssigkeiten, wie z. B. Bier,
bestimmt ist und mit einer an sich be-Ikanuten Anschlußplatte für den Anschluß der
Auslaßöffnung für das Kühlwasser versehen ist, welches aus dem Kühlabschnitt austritt;
die Fig.2 veranschaulidht schematisch, wie der Strömungsverlauf der dem Wärmeaustausch
unterworfenen Flüssigkeiten verändert wird, wenn der in Fig. i schematisch dargestellte
Wärmeaustauscher gemäß der vorliegenden Erfindung unter Fortlassung der zusätzlichen
Anschlußplatte abgeändert wird; die Fig.3 stellt einen Schnitt eines Abschnittes
eines Plattenwärmeaustauschers dar, bei dem der Erfindungsgedanke verwirklicht worden
ist; die Fig. 4 zeigt eine Teilansicht einer abgeänderten Bauart gemäß der Erfindung,
und die Fig. 5 veranschaulicht eine abgeänderte Konstruktion für die Ablenkplatte,
die bei Wärmeaustauschern gemäß der Erfindung Verwendung finden kann.
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In der Fig. i der Zeichnung ist der Erwärmungsabschnitt eines Plattenwärmeaustauschers
mit i bezeichnet, während sein Kühlabschnitt mit 2 bezeichnet worden ist. Bei einer
solchen Anordnung wird die zu erhitzende Flüssigkeit, z. B. Bier, gewöhnlich durch
eine Endplatte an der Stelle 3 in den Erwärmungsabschnitt eingeführt, und nachdem
die zu erhitzende Flüssigkeit die im Erwärmungsabschnitt vorgesehenen Kanäle aufwärts
und abwärts durchströmt hat, wird sie von dem Erwärmungsabschnitt , in den Kühlabsohnitt
übergeleitet, von welchem die Flüssigkeit durch eine in der zweiten Endplatte bei
4 vorgesehene Austrittsöffnung abgeführt wird. Die Heizflüssigkeit, z. B. heißes
Wasser, kann dem Erwärmungsabschnitt durch eine weitere, in der Endplatte vorgesehene
Einlauföffnung 5 zugeführt werden, und nachdem die Heizflüssigkeit die Kanäle durchströmt
hat, die in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Kanälen angeordnet sind, die die
zu erwärmende Flüssigkeit fülilren, kann die Heizflüssigkeit durch eine Auslaßöffnung
6 herausgeführt werden, die in der gleichen Endplatte vorgesehen ist. Im Kühlabschnitt
wird das Kühlmittel, z. B, Wasser, gewöhnlich durch eine Einlauföffnung 7 zugeführt,
die in der Endplatte in der Nähe des Bierauslasses 4 angeordnet ist. Für die Abführung
des Kühlmittels wird gewöhnlich eine besondere Anschlußplatte8 an einer Stelle zwischen
dein Wärmeabschnitt und dem Kühlabschnitt vorgesehen, die mit einem Kaltwasserauslaß
9 versehen ist. Wie bereits oben erwähnt, solche Anschlußplatten sind teuer und
da sie beträchtliche Ausmaße aufweisen, beanspruchen sie einen Raum, der dem Raum
mehrerer Wärmeaustausc'hplatten entspricht. Aus diesen und auch aus anderen Gründen
war es in vielen Fällen -wünschenswert, Mittel vorzusehen, die eine besondere Ansclilußplatte
entl)eltrlieh' machen und die es gestatten, die verschiedenen
Einlaß-
und Auslaßanschlüsse für die dem Wärmeaustausch unterworfenen Flüssigkeiten ausschließlich
an den beiden Endplatten vorzusehen. Mit Hilfe solcher Mittel 'kann eine Anordnung
gemäß Fig. t in einer Weise abgeändert werden, wie dies in Fig. 2 schematisch veranschaulicht
ist, und das Kühlmittel !kann, anstatt durch die Auslaßöffnung 9 der Fig. i, durch
eine in einer Endplatte vorgesehene Auslaßöffnung abgeführt werden, die in Fiel.
2 mit io bezeichnet worden ist.
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Eine Konstruktion zur Erzielung eines Strömungsverlaufes, gemäß welchem
die Heiz- bzw. Kühlflüssigkeit, die einen Wärmeaustauscher an einer mittleren Stelle
desselben verläßt oder dort in diesen eintritt, zu einer Abschlußplatte geleitet
wird, ist in Fig. 3 der anliegenden Zeichnung dargestellt. Eine der beiden Abschlußplatten
des Wärmeaustauschers ist mit a bezeichnet; diese Absc(hlußplatte begrenzt eine
Anzahl gegenüberliegender Wärmeaustauschplatten b, bi, b=, b3, b4, b5 bekannter
Konstruktionen. Diese Platten bestehen aus Stahlblech oder aus einem anderen Metall,
und sie sind an ihren Rändern und rings um ihre Durchlaßöffnungen mit Vertiefungen
versehen, die geeignet sind, in an sich bekannter Weise elastisches Dichtungsmaterial
c aufzunehmen. Die Anordnung der Durchlaßöffnungen hängt von der Art und Weise ab,
in welcher die dem Wärmeaustausch unterworfenen Flüssigkeiten im Verhältnis zueinander
den Apparat durchströmen sollen und auch von der Anzahl der erforderlichen Strömungswege.
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Wie ersichtlich ist, ist das obere Ende der Abschlußplatte a mit einem
Rohr e versehen, das den Einlauf für eine der Flüssigkeiten, z. B. für das Kühlwasser,
bildet, und seine innere Öffnung stimmt mit Öffnungen d und d' in
den Platten b und b' überein. Die Platte b2 ist jedoch in) diesem Bereich
ohne Üffnung ausgebildet oder sie kann mit einer Ablenkplatte f versehen werden,
so daß das Kühlwasser nach unten abgelenkt und gezwungen wird, durch den Raum zwischen
den Platten b und b2 zu strömen.
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Eine Hülse g ist am unteren Ende der Abschlußplatte a vorgesehen.
Die zu (kühlende Flüssigkeit wird gewöhnlich durch die Zwischenräume strömen, die
durch Platten b und b', b2 und b3 und b4 und b5 gebildet werden. Innerhalb der Hülse
g ist ein rohrförmiges Glied h so angeordnet, daß es sich in der Längsrichtung der
Hülse g erstreckt und auch in bestimmte Durchflußöffnungen hineinreicht, die in
den Enden der Platten gegenüber der Mündung der erwähnten Hülse vorgesehen sind.
In einem Kühlabschnitt zum Beispiel, wie er in der Zeichnung veranschaulicht ist,
ist das rohrförmige Glied lt so angeordnet, daß es durch die in den Platten
b, b', b2 und b3 vorgesehenen Durchlaßöffnungen hindurchgeht und dabei einen
ringförmigen Zwischenraum k zwischen den Rändern der Durchlaßöffnungen und der Außenfläche
des Gliedes h freiläßt, um den Durchtritt der Kühlflüssigkeit aus dem Raum zwischen
den Platten b' und b2 in den Raum zwischen den Platten b3 und b4 zu gestatten. Das
rolirfö rtnige Glied li durchdringt auch die Platte b4, aber an dieser Stelle ist
kein ringförmiger Zwischenraum vorgeselhen, sondern die Öffnung in der Platte entspricht
genau dem Durchmesser des Rohres oder eine besondere Ablenikwand m kann vorgesehen
werden, um den Durchtritt der Kühlflüssigkeit zu dem ringförmigen Raum jenseits
dieser Stelle zu verhindern. Der Teil des rohrförmigen Gliedes, welcher durch die
A'blenkplatte m hindurchgeht, erstreckt sich, wie in der Zeichnung dargestellt,
durch die Durchlaßöffnung in der Platte b5, und der Teil der Platte b6, der dem
offenen Ende des rohrförmigen Gliedes gegenüberliegt, hat keine Öffnung. Auf diese
Weise steht das Innere des rohrförmigen, Gliedes in Verbindung mit dem dritten Teil
des für die Kühlflüssigkeit vorgesehenen Strömungsweges zwischen den Platten b5
und b6, und ein einfaches und sicher wirkendes Mittel ist vorgesehen, um die Kühlflüssigkeit
aus einer mittleren Zone des Wärmeaustauschers mit Hilfe eines rohrförmigen Gliedes
fortzuleiten, das sich von dieser Zone zu einer der Abschluß,platten erstreckt,
ohne daß die Anordnung einer besonderen Anschlußplatte erforderlich wäre.
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Es ist leicht einzusehen, daß mit Hilfe weiterer Platten und Ablenkbleche
die Erfindung in entsprechender Weise auch für Wärmeaustauscher angewendet werden
kann, die eine beliebige ungerade Anzahl 'hintereinandergeschalteter Strömungswege
aufweist, vorausgesetzt, daß das rohrförmige Glied h sich bis zum oder von dem Strömungsabschnitt
erstreckt, der am weitesten von der Abschlußplatte entfernt liegt, und zu welchem
oder von welchem die Kühlflüssigkeit geleitet werden soll.
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In denjenigen Fällen indessen, in welchen die Erfindung bei Wärmeaustauschern
angewendet werden soll, die eine gerade Anzahl von Strömungswegen besitzen und bei
denen die Einström- und Ausströmöffnungen nebeneinander in der gleichen Endplatte
vorgesehen sind, ikann eine Anordnung gemäß Fig..I Anwendung finden. In diesem Falle
ist die Hülse g mit einer Abzweigung g' versehen, die die Einlauföffnungen für die
Kühlflüssigkeit bildet, und nachdem die Flüssigkeit den ringförmigen Raum zwischen
der Hülse g und (lern rohrförmigen Glied h durchströmt hat, gelangt sie über die
in den Platten b und b' vorgesehenen Durchflußöffnunhen in den Raum, der von den
Platten b' und b2 begrenzt wird. Die Platte b2 ist mit einer Ablenkfläche m versehen,
die ähnlich ausgebildet ist wie diejenige, die in Verbindung mit der Fig.3 beschrieben
wurde und durch welche das rohrförmige Glied h hindurohtritt, um eine Verbindung
zwischen seinem Innenraum und dem zweiten Teil des durch die Platten b3 und b4 gebildeten
Strömungsweges herzustellen.
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In manchen Fällen empfiehlt es sich, die, Ablenkwand m mit einem elastischen
Dichtungsglied oder Ring st auszurüsten, wie dies in Fig.5 dargestellt ist, um ein
Durchsickern der Flüssigkeit an der Ablenkfläche vorbei zu vermeiden. Der erwähnte
Ring wird vorzugsweise an der Ablenkwand befestigt, um ein Durchschieben des rohrförmigen
Gliedes zu ermöglichen.
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Selbstverständlich 'kann das vorerwähnte rohrförmige
Glied
h mit einem Ende starr mit der Abschlußplatte oder mit der Hülse g verbunden werden,
von denen das rohrförmige Glied getragen wird, und die Platten können von dem rohrförmigen
Glied abgezogen werden, wenn der Wärmeaustauscher zum Zwecke der Reinigung auseinandergenommen
wird; oder das erwähnte rohrförmige Glied kann abnehmbar in seiner Lage festgehalten
werden, wie dies auch in der Zeichnung veranschaulicht ist, so daß es in die Platten
eingeschoben wird, nachdem der Wärmeaustauscher wieder zusammengebaut worden ist.