DE870280C

DE870280C - Plattenwaermeaustauscher

Info

Publication number: DE870280C
Application number: DEA1698D
Authority: DE
Original assignee: Separator AB
Current assignee: Alfa Laval Holdings Amsterdam AB
Priority date: 1940-08-08
Filing date: 1941-07-27
Publication date: 1953-03-12

Description

Plattenwärmeaustauscher Bei Plattenwärmeaustauschern ist es üblich, die Flächen der Wärmeaustauschplatten mit Erhöhungen zu versehen, die eine unregelmäßige Strömung der Flüssigkeitsschicht zwischen den Platten hervorrufen. Zwischen diesen Erhöhungen liegen in der Strömungsrichtung mehr oder weniger langgestreckte Kammern, in denen beim Durchströmen Wirbelbewegungen entstehen. In Kammern von langgestreckter Form werden die Wirbel, wie Untersuchungen gezeigt haben, nicht regelmäßig, sondern es entsteht in jeder Kammer eine Reihe mehr oder weniger unbestimmter Wirbel, die sich gewöhnlich in der Längsrichtung der Kammer fortbewegen. Die günstigste Wärmeübertragung wird indessen dann erzielt, wenn man in der einzelnen Kammer eine ganz bestimmte, eindeutig beherrschbare Wirbelbildung herbeiführt. Versuche haben bestätigt, daß die Wirbelung am kräftigsten wird, wenn in jeder Kammer nur ein einziger Wirbel entsteht. Dies kann durch eine solche Gestaltung der Kammer erzielt werden, daß ihre Länge in der Strömungsrichtung etwa gleich ihrer Höhe, d. h. ihrer Ausdehnung rechtwinklig zur Plattenebene ist. Die Idealform einer solchen Kammer ist diejenige mit einem etwa kreisförmigen Ouerschnitt in der Plattenquerebene. Eine derartige Formgebung ist aber bei aus Blech gepreßten Wärmeaustauscherplatten nur schwer oder vielleicht gar nicht möglich. Für gepreßte Platten wird daher zur Erzielung einer für die Wärmeübertragung günstigen Strömung zwischen den Platten erfindungsgemäß. ein Kammerquerschnitt in Gestalt eines Vielecks vorgeschlagen, dessen Seiten etwa den gleichen Abstand von seinem Mittelpunkt haben. Derartige Kammerformen ergeben einen einzigen kräftigen Wirbel mit guter Wärmeübertragung.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nac$stehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele enthalten, die in der Zeichnung in Abb: i bis 5 jeweils in einem in der Strömungsrichtung geführten Schnitt durch mehrere Platten eines Wärmeaustauschers veranschaulicht sind.
Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Abb. i sind die Platten 1, 2 und 3 gefaltet und einander gleich, aber zueinander wechselweise verschoben, so daß hintereinandergelegene Kammern 4 abwechselnd mit engen Durchlaßkanälen 5 gebildet werden. Die Kammern sind von ungefähr quadratischem Querschnitt, lind es hat sich gezeigt, daß auch ein derartiger Querschnitt -für die Bildung eines kräftigen Wirbels in jeder Kammer vorteilhaft ist. Zwischen den Platten 2 und 3 entstehen Kammern 6 von derselben Gestalt wie die 'Kammern 4. Die Platten stützen sich mittels Nasen 7 gegeneinander ab.
Abb.2 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der ungefähr quadratische Kammern mit engen Durchlässen zwischen gepreßten Platten des gleichen Querschnittes entstehen. Die Kammern können auch einen anderen Vieleckquerschnitt erhalten, wobei alle Seiten des -Querschnittes etwa den gleichen Abstand von seiner Mitte haben.
Abb. 3 zeigt ein Plattenpaket mit derart in Falten gepreßten Platten, daß die Falten an der Außenseite bei 8 so scharfkantig wie möglich, aber an der Innenseite bei 9 gerundet werden. Hierdurch erreicht man, daß die Durchlaufkanäle io zwischen den Kammern eine scharfe Austrittsmündung in die Kammern bekommen, so daß sich der Ströinungsquerschnitt sprunghaft vergrößert und eine Verringerung der Geschwindigkeit @ schon in den Durchlaßkanäleü vermieden wird, wodurch eine besonders gute Wärmeübertragung durch die mit der Erfindung erstrebte Wirbelbildung in den Kaminern gewährleistet wird. Außerdem wird der Querschnitt der Kammer gerundet, so daß das Entstehen eines einzigen kräftigen Wirbels in der Kammer erleichtert wird.
Abb. q.- zeigt -eine .Ausführungsform der Erfindung, bei der abwechselnd gefaltete und ebene Platten 11, 12, 13, 14 etwa- quadratische Kammern bilden. Auch in diesem Fäll .ändert sich die Umdrehungsrichtung von Kammer zu Kammer, und die Flüssigkeit kann vom Wirbel in einer ;Kammer ohne eine heftige Richtungsänderung in die nächste Kammer abgeleitet werden.
Die letztgenannte Bedingung wird auch- nach Abb. 5 erfüllt, wo die Platten ungefähr wie nach Abb. i gefaltet sind und wie dort -ungefähr quadratische -Kammern bilden,. aber derart gestaltet und angeordnet sind, daß die Flüssigkeitsteilchen vom äußeren Teil des Wirbels ohne eine scharfe und plötzliche Änderung der Strömungsrichtung abgeleitet werden.
Die Durchlaßkanäle zwischen den Kammern können zweckmäßig in eine Anzahl paralleler Kanäle aufgeteilt sein, wobei die Kanäle hinter einer bestimmten Kammer zu den Kanälen vor derselben Kammer seitlich verschoben sein können. Hierdurch entstehen Wirbel, die in mit der Platte parallelen Ebenen liegen. Die so entstehenden Wirbel können bei zweckmäßiger Anordnung der Durchlaßkanäle Schraubenform annehmen, wodurch die Wärmeübertragung besonders wirksam wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. PlattenWärrneaustauscher, der aus gepreßten Platten oder- aus abwechselnd gepreßten und ebenen Platten besteht, wobei die Platten zwischen sich eine Reihe von Kammern bilden, die durch enge Durchlässe miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kammer ein Vieleck bildet, dessen Seiten etwa den gleichen Abstand von seinem Mittelpunkt haben.
2. Plattenwärmeaustauscher nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten in der Durchströmrichtung zickzackförmig verlaufen und Kammern von im- wesentlichen quadratischem Querschnitt bilden.
3. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Prägung der Platten, daß die durch die Zickzackform gebildeten Falten auf der Außenseite scharfe Ecken (8) haben, aber auf der Innenseite (9) abgerundet sind, so daß die Kammern eine möglichst abgerundete Form erhalten und gleichzeitig die Durchlaßkanäle (io) zwischen den Kammern übergangslos in diese einmünden.
4. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßkanäle in der zur Strömungsrichtung rechtwinkligen Richtung stellenweise geschlossen sind, so daß die Durchlässe zwischen zwei Kammern von einer Anzahl paralleler Kanäle gebildet werden und die .Kanäle hinter der Kammer. zu den Kanälen vor der Kammer seitlieh verschoben sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 31 794; schweizerische Patentschrift Nr. 37 574; französische Patentschriften Nr. 339 834, 373 595, 752 475, 770 517; britische Patentschriften Nr. 387 828, 466 8oi; USA.-Patentschriften Nr. 1499 481, 1 587 166, 1 886 744.