DK141346B - Pladevarmeveksler med forskellige slags plader, hvori er oppresset turbulensgivende ribber. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆG6ELSESSKRIFT 141346 \2S^ DANMARK et) int Cl.> F 28 F S/08 É(21) Aneegning nr. 1315/69 (22) Indleveret den 11· mat*. ig6g (23) Labedag 11. mar. I969 (44) Ansøgningen fremlagt og fremteeggetoenkriftet offentliggjort den 25· ΓΘΟ. 1980 DIREKTORATET FOR ^ PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (3°) Priorite« begeent fra dm

12. mar. 1968, 3239/68, SE

(71) ALFA-LAVAL AB, Fack, Tumba, SE.

i72) Opfinder: Nils Hagert Goete Stadmark, Griffelvaegen 3, Lund, SE:

Malte Anker Skoog, St jaerngaTfan 20, Lund, SE.

(74) Fuldmagtlg under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard.

(54) Pladevarmeveksler med forskellige slags plader, hvori er oppresset turbulensgivende ribber.

Opfindelsen angår en pladevanneveksler af den i krav l’s indledning angivne art.

En sådan pladevanneveksler er kendt fra beskrivelsen til tysk patent nr. 515.870. Ved denne pladevarmeveksler bliver to forskellige slags varmevekslingsplader skiftevis lagt mod hinanden.

Den ene slags plader består af i længderetningen fladt bølgede plader, medens den anden slags plader består af i tværretningen stejlt bølgede plader med plane bølgeflanger og forholdsvis skarpe bølgespidser. Bølgerne på de pågældende slags plader forløber omtrent vinkelret på hinanden. Selv om der skiftevis anvendes to forskellige slags plader, er de af pladerne begræn- 141346 2 sede passager ens.

Fra beskrivelsen til USA patent nr. 3 151 675 kendes en pladevarmeveksler, som ligeledes er opbygget af to forskellige slags varmevekslingsplader. Også i dette tilfælde er de af de forskellige slags plader begrænsede passager ens.

Fra beskrivelsen til fransk patent nr. 845 942 kendes forskelligt udformede varmevekslingsplader, hvoraf en pladevarmeveksler er opbygget ved, at to forskellige varmevekslingsplader hele tiden skiftevis er blevet anbragt mod hinanden. Afstanden mellem pladerne bliver således bestemt ved hjælp af randpakningernes højde, at varmevekslingspladernes ribber ikke berører hinanden i kanalerne. Der er kun tilvejebragt en type passager.

Fra beskrivelsen til tysk patent nr. 835 007 kendes en varmeveksler, ved hvilken passagerne er variabelt udformet, idet randpakningerne imellem identisk flade plader, de såkaldte "kanalplader" har forskellig højde. Der findes lige så mange typer passager, som der findes forskellige randpakninger eller "kanalplader".

Fra beskrivelsen til tysk patent nr. 948 251 kendes en pladevarmeveksler, som kun er opbygget af en slags plader. I en sådan pladevarmeveksler er pladerne ganske vist udformet identisk med hinanden, dv.s. de har i varmevekslingspladernes længdeakse rettede V-formede turbulensribber, men de er skiftevis drejet 180° mod hinanden i pladernes plan, hvorved de til turbulensribberne tilstødende plader ligger an mod hinanden og krydser hinanden ved mange forskellige punkter. Også her fremkommer kun en type strømningspassager imellem pladerne.

Som det blandt andet fremgår af den nævnte kendte teknik, findes der et stort antal forskellige varmevekslingsplader på markedet til forskellige varmevekslingsformål, hvilke plader adskiller sig fra hinanden hvad angår udformningen af de førnævnte turbulensribber. Hver slags varmevekslingsplade har en bestemt termisk længde, hvorved man skal forstå den termiske karakteristik af et mellemrum mellem to naboplader ved en bestemt gennemstrøm 3 141346 ning gennem disse. Da værktøjerne til fremstillingen af varmevekslingsplader er meget kostbar, og da også lagerføringen af et stort antal forskellige slags plader er meget dyr, har det hele tiden været enhver pladefabrikants bestræbelser at begrænse sit udvalg af varmevekslingsplader stærkt. Ud fra dette synspunkt var de til stabling af varmevekslingsplader kombiner-bare varmevekslingsplader af en enkel type et væsentligt fremskridt. Men i praksis har varmevekslingsopgaver meget ofte ikke kunnet løses på økonomisk optimal måde, således som det fremgår af det efterfølgende.

Når der f.eks. til et bestemt varmevekslingsproblem bliver valgt en pladevarmeveksler, som indeholder et bestemt antal plader af den til den pågældende opgave for det meste egnede slags, kan det forekomme, at der bliver opnået en sluttemperatur for det ene varmevekslingsfluidum, som er noget lavere end den ønskede temperatur, når betingelserne vedrørende strømningshastighed og trykfald i pladevarmeveksleren bliver opfyldt. Når der til opnåelse af den ønskede sluttemperatur bliver tilføjet yderligere varmevekslingsplader, fører dette så til, at det ved pladevarmeveksleren opnåede trykfald er højere end det ved den forud bestemte strømningshastighed ønskede ved det omhandlede varmeveksling s fluidum. Varmeudvekslingsopgaven kan som følge heraf ikke løses nøjagtigt, og da et stort antal plader skal anvendes, bliver varmeveksleren desuden meget dyr. Ved en kendt fremgangsmåde er det dog muligt at opnå et fluidums ønskede sluttemperatur ved et ønsket trykfald og en ønsket strømningshastighed ved, at man lader fluidet i varmeveksleren gå igennem plademellemrum af forskellig bredde. Denne fremgangsmåde er dog ligeledes relativ dyr, da den kræver særlige anordninger ved tætningerne og afstandsstykkerne for de pågældende plademellemrum, som afviger fra de for de pågældende plader normale "mellemrum".

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe pladevarmevekslere, med anvendelse af et meget begrænset antal forskellige slags plader (eller byggedele), således at de stillede varmevekslingsopgaver vil kunne iværksættes mere eksakt og på billigere måde end tidligere.

141346 4

Denne opgave bliver ifølge opfindelsen løst ved, at den indledningsvis angivne pladevarmeveksler er ejendommelig ved det i krav l’s kendetegnende del angivne.

Fortrinsvis er begge slags varmevekslingsplader udformet som angivet i krav 2. Ved anvendelsen af to slags plader kan der dannes strømningspassager af tre forskellige typer, nemlig en type strømningspassager imellem plader af den ene slags, en anden slags strømningspassager mellem plader af den anden slags og den type strømningspassager, som dannes mellem to plader af de to forskellige slags. Ved passende udformning af de to slags plader kan endog opnås en fjerde type strømningspassage, da de to forskellige plader ved tilstrækkelig forskel imellem dem vil kunne kombineres med hinanden på to måder.

Ribberne i varmevekslingspladerne er fortrinsvis udformet V-for- met. Den anden slags plader kan have V-formede ribber med en anden vinkel end den første slags plader. Desuden kan den anden slags ribber adskille sig fra den første slags ribber ved, at afstanden mellem ribberne er udformet forskelligt.

Ved den foreliggende opfindelse opnås en pladevarmeveksler, som løser den ovenfor nævnte opgave. Idet der ved hjælp af plader af den angivne slags vil kunne fremstilles strømningskanaler eller kanaler for varmevekslingsmedier, i hvilke a) der er tilvejebragt et egnet antal punkter, ved hvilke ribber krydser hinanden og ligger mod hinanden, b) der bliver opnået en egnet gensidig stilling af disse punkter, eller c) ved hinanden liggende ribber krydser hinanden under en passende vinkel (vinkler), bliver det muligt at sørge for en ønsket turbulens af de gennem-strømmende varmevekslingsmedier, og derved at løse en given varmevekslingsopgave nøjagtigt og på økonomisk måde.

Den vinkel, med hvilken mod hinanden liggende ribber krydser hinanden, har den største indvirkning på den i en strømningspassage opnåede turbulensvirkning. De fleste ændringsmuligheder er derfor opnåelige, hvis der anvendes plader, ved hvilke ribberne af den ene plade har en anden vinkel end ribberne i den anden plade.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen.

5 141366 På denne vises på fig. 1, 2 og 3 tre forskellige slags varmeveks-lingsplader, som kan indgå i en pladekombination ifølge opfindelsen.

Samtlige på tegningen viste plader har fire gennemgående huller 1, og ved begge de korte ender en udskæring 2, som tjener som styring, når et antal plader skal sammensættes til en stabel i et pladevar-mevekslingsstativ. Pladerne har også randpakninger, sammen aed hvilke de skal afgrænse tætte passager 1 stabelen for de varme-vekslende medier. Disse randpakninger er ikke vist på tegningen.

Som det fremgår af tegningen, adskiller de tre plader sig fra hinanden med hensyn til de viste parallelle linier 3 i respektive pladers varmevekslingsflade, hvilke illustrerer pladernes mønster af turbulensfrembrlngende ribber. Disse ribber er indrettede til at krydse og ligge an mod hinanden som støtte mellem pladerne, når de er indspændte i et stativ. Pladen i fig. 1 adskiller sig fra pladen i fig. 2 med hensyn til afstanden mellem de ved siden af hinanden forløbende ribbers toppe og fra pladen i fig. 3 med hensyn til den vinkel, ribberne danner med f.eks. pladernes langsider.

Pladen i fig. 2 adskiller sig fra pladen i fig. 3 i begge disse henseender.

Hvis to plader ifølge fig. 1 sammensættes, så de dækker hinanden, hvorved den ene er vendt 180° i sit eget plan i forhold til den anden, opnås mellem dem en passage med visse termiske egenskaber.

Hvis derimod to plader ifølge fig. 2 eller to plader ifølge fig.

3 sammensættes på tilsvarende måde, opnås passager med andre termiske egenskaber. Yderligere passager med anderledes termiske egenskaber kan opnås ved en kombination af to plader af forekellig art.

Når en varmeveksler skal bygges til en bestemt varmevekslingsopgave, kan plader af én art blandes med plader af en anden art. En blanding af tre forskellige slags plader i samme varmeveksler turde sjældent være nødvendigt, da kombinationsmulighederne allerede med to slags plader er ganske store. Især en kombination af plader iføl- 6 U1346 ge fig. 3 og plader ifølge fig. 1 (eller plader ifølge fig. 2) giver rige kombinationsmuligheder, eftersom disse plader kan sættes sammen på mere end en måde. Yed at ribberne ved pladerne af den ene art danner en anden vinkel med pladens langside end ribberne ved pladerne af den anden art, opnås nemlig en krydsning mellem ribberne i plademellemrummet, uanset i hvilken indbyrdes stilling de forskellige plader ligger an mod hinanden i en stabel.

Inden for rammen af opfindelsen kan de forskellige plader også adskille sig fra hinanden med hensyn til de turbulensfrembringende ribbers højde. Portrinsvis er dog ribberne lige høje ved alle pladerne, for derigennem kan samtlige pladers pakningsspor gøres nøjagtig ensformede. Dette indebærer, at værktøjsdelene til udformning af ribberne kan gøres udskiftelige, medens de mere komplicerede værktøjsdele for udformning af pladernes pakningsspor og partierne omkring gennemløbshulleme 1 kan være fælles for forskellige slags plader.

På tegningen er kun vist et fåtal af forskellige slags plader.