DK162363B

DK162363B - HEAT TRANSFER SHEETS

Info

Publication number: DK162363B
Application number: DK601586A
Authority: DK
Inventors: Arnold Balla; Bernd Rummler; Rudolf Teubner
Original assignee: Kyffhaeuserhuette Maschf
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1991-10-14
Also published as: DK601586A; DD245247A1; SE462060B; DE3641405A1; GB2184826B; DK162363C; DK601586D0; SE8605421L; SE8605421D0; CS267697B1; GB8630222D0; GB2184826A; CS929786A1

Description

1 DK 162363 B1 DK 162363 B

Anvendelsesområde for opfindelsen.Field of application of the invention.

Opfindelsen vedrører varmeoverføringspiader med en varme-overføringsflade, der er forsynet med et bølgeformet profil 5 og opdelt i et antal segmenter, som under overholdelse af en bestemt afstand i egnede indretninger sammenføjes til en pladevarmeveksler på en sådan en måde, at hver varmeoverfø-ringsplade i forhold til den tilstødende plade er drejet 180° omkring en akse vinkelret på den, og så at der mellem 10 varmeoverføringspladerne dannes strømningskanaler, hvorved hvert segment består af et antal bølgeformede profilelementer, som er parallelle med hinanden, men er anbragt med en i det væsentlige konstant vinkel, som er forskellig fra 90°, i forhold til strømningsretningen i strømningskanalen, 15 og hvorved denne vinkel er forskellig i 2 segmenter, der støder op til hinanden.The invention relates to heat transfer pads with a heat transfer surface provided with a corrugated profile 5 and divided into a number of segments which, while maintaining a certain distance in suitable devices, are joined to a plate heat exchanger in such a way that each heat transfer plate in relative to the adjacent plate is rotated 180 ° about an axis perpendicular thereto, and so that flow channels are formed between the heat transfer plates, each segment consisting of a number of corrugated profile elements which are parallel to each other but are arranged with a substantially constant angle, which is different from 90 °, relative to the direction of flow in the flow channel, 15 and whereby this angle is different in 2 adjacent segments.

Beskrivelse af de kendte tekniske løsninger.Description of the known technical solutions.

20 Der kendes varmeoverføringspiader, som i egnede indretninger under overholdelse af en bestemt afstand sammenføjes til pladevarmevekslere på en sådan måde, at der mellem dem opstår strømningskanaler, og hver varmeoverføringsplade er derved i forhold til den tilstødende plade drejet 180° om 25 en akse vinkelret på pladerne. Disse varmeoverføringspla-ders varmeoverføringsflader er forsynet med bølgeformede profiler. De enkelte bølgeformede profilelementer er enten anbragt parallelle med hinanden over hele varmeoverførings-fladens bredde, og i forhold til strømningsretningen i 30 strømningskanalerne i en vinkel på 90° eller i en i det væsentlige konstant vinkel forskellig fra 90°, eller varmeover førings fladen er opdelt i segmenter, i hvilke de bølgeformede profilelementer er anbragt parallelle med hinanden, men med en bestemt vinkel forskellig fra 90° og i det væ-35 sentlige konstant i forhold til strømningsretningen, hvor-Heat transfer pads are known which in suitable devices are joined to plate heat exchangers in compliance with a certain distance in such a way that flow channels are formed between them, and each heat transfer plate is thereby rotated 180 ° about an axis perpendicular to the adjacent plate. the plates. The heat transfer surfaces of these heat transfer plates are provided with corrugated profiles. The individual corrugated profile elements are either arranged parallel to each other over the entire width of the heat transfer surface, and in relation to the flow direction in the flow channels at an angle of 90 ° or at a substantially constant angle different from 90 °, or the heat transfer surface is divided in segments in which the corrugated profile elements are arranged parallel to each other, but at a certain angle different from 90 ° and substantially constant with respect to the direction of flow, wherein

2 DK 162363 B2 DK 162363 B

ved denne vinkel er forskellig ved segmenter, der støder op til hinanden.at this angle are different at adjacent segments.

I de tilfælde, hvor de bølgeformede profilelementer forlø-5 ber over hele varmeoverføringspladen, danner de en vinkel på 90° med strømningsretningen, og de over for hinanden liggende profilelementer på de i pladevarmeveksleren til en anden stødende varmeoverføringsplade forløber parallelle. Følgen er, at der til overholdelse af afstanden mellem de 10 mod hinanden tilstødende varmeoverføringsplader må udføres særskilte afstandsknaster. Endvidere har sådanne varmeoverføringsplader en forholdsvis lille egenstivhed og dermed en ringe trykstabilitet. Fordelagtigt ved disse varmeoverføringsplader er det, at de af dem dannede strømningskanaler 15 kan udformes således, at strømningshastighedskomponenten parallelt med varmeoverføringsfladen i vidt omfang kan undertrykkes, og antallet af anlægspunkter, på hvilke til hinanden stødende varmeoverføringsplader støtter sig af mod hverandre, kan fastlægges til den mængde, der er nødvendigt 20 til den for pladevarmevekslerne krævede trykstabilitet, så også antallet af modstandssteder i strømningskanalen, som har en forhøjelse af tryktabet til følge, kan holdes lavt.In the cases where the corrugated profile elements extend over the entire heat transfer plate, they form an angle of 90 ° with the direction of flow, and the opposite profile elements on those in the plate heat exchanger to another adjacent heat transfer plate run parallel. The consequence is that in order to observe the distance between the 10 adjacent heat transfer plates, separate distance lugs must be made. Furthermore, such heat transfer plates have a relatively small intrinsic stiffness and thus a poor pressure stability. An advantage of these heat transfer plates is that the flow channels 15 formed by them can be designed so that the flow rate component parallel to the heat transfer surface can be largely suppressed, and the number of abutment points on which adjacent heat transfer plates rest against each other can be determined to the amount required for the pressure stability required for the plate heat exchangers, so that also the number of resistance points in the flow channel, which results in an increase in the pressure loss, can be kept low.

Ved den anden oven for beskrevne type varmeoverføringsplade forløber de parallelt med hinanden anbragte profilelementer 25 over hele varmeoverføringspladens bredde under en i det væsentlige konstant vinkel, der er forskellig fra 90°, hvorved de over for hinanden liggende profilelementer på sammenstødende varmeoverføringsplader i pladevarmeveksleren krydser hinanden. Dette er også tilfældet for de varmeover-30 føringsplader, ved hvilke varmeoverføringsfladen er opdelt i segmenter, i hvilke de bølgeformede profilelementer er anbragt parallelt med hinanden, men under en vinkel, der er forskellig fra 90°, i forhold til strømningsretningen, og hvor denne vinkel er forskellig ved sammenstødende segmen-35 ter.In the second type of heat transfer plate described above, the profile elements 25 arranged parallel to each other extend over the entire width of the heat transfer plate at a substantially constant angle different from 90 °, whereby the opposite profile elements on adjacent heat transfer plates in the plate heat exchanger intersect. This is also the case for the heat transfer plates, in which the heat transfer surface is divided into segments, in which the corrugated profile elements are arranged parallel to each other, but at an angle different from 90 °, relative to the direction of flow, and where this angle is different in adjacent segments.

!!

DK 162363 BDK 162363 B

33

Fordelen ved disse udførelser i forhold til udførelsen med parallel føring af profilelementerne på til hinanden stødende varmeoverføringspiader over den samlede bredde, ligger i, at profilelementerne på sammenstødende varmeoverfø-5 ringsplader kan støtte sig direkte af på hinanden, og at en udformning af særlige afstandsknaster ikke er påkrævet, og at disse varmeoverføringspiader har en relativ høj egen-stivhed.The advantage of these embodiments in relation to the embodiment with parallel guidance of the profile elements on adjacent heat transfer pads over the entire width is that the profile elements on adjacent heat transfer plates can rest directly on each other and that a design of special spacer lugs does not is required and that these heat transfer pads have a relatively high self-stiffness.

10 En ulempe er det dog, at der stedvis optræder meget store ændringer i strømningstværsnittet, og at strømningen påføres en hastighedskomponent parallelt med varmeoverførings- 1A disadvantage, however, is that in places very large changes occur in the flow cross-section and that the flow is applied to a velocity component in parallel with the heat transfer 1

fladen. Dette medfører at en stor del af pumpeydelsen ikke Jfladen. This means that a large part of the pump output is not J

kan udnyttes til varmeoverføringen. Antallet af anlægspunk- Ican be used for heat transfer. The number of plant points- I

15 ter og dermed antallet af modstandssteder i strømningskana- 1 len overstiger derved som regel det for pladevarmevekslerens trykstabilitet nødvendige.15 ter and thus the number of resistance points in the flow channel 1 thereby generally exceeds that required for the pressure stability of the plate heat exchanger.

Opfindelsens formål.Object of the invention.

2020

Opfindelsens formål er at kombinere fordelen ved de varmeover føringspi ader, ved hvilke de bølgeformede profilelementer forløber under en vinkel på 90° i forhold til strømningsretningen, med fordelen ved de varmeoverføringspiader, 25 i hvilke de bølgeformede profilelementer forløber under en vinkel, der er forskellig fra 90°.The object of the invention is to combine the advantage of the heat transfer paths in which the corrugated profile elements extend at an angle of 90 ° with respect to the direction of flow, with the advantage of the heat transfer surfaces in which the corrugated profile elements extend at an angle different from 90 °.

Fremstilling af opfindelsens indhold.Preparation of the contents of the invention.

30 Opgaven for opfindelsen er at udforme de i og for sig kendte varmeoverføringsplader med en varmeoverføringsflade, der er forsynet med bølgeformet profil og opdelt i et antal segmenter således, at de over for hinanden liggende profilelementer på varmeoverføringsplader, der i den sammen-35 føjede pladevarmeveksler ligger ved siden af hinanden, iThe object of the invention is to design the heat transfer plates known per se with a heat transfer surface which is provided with a corrugated profile and divided into a number of segments so that the opposite profile elements on heat transfer plates which in the joined plate heat exchanger lying next to each other, in

DK 162363BDK 162363B

4 det væsentlige forløber parallelt, men danner en vinkel med strømningsretningen, der er forskellig fra 90°.4 essentially runs parallel, but forms an angle with the direction of flow different from 90 °.

Ifølge opfindelsen løses denne opgave ved, at der på tværs 5 af strømningsretningen over varmeoverføringsfladen anbringes et ulige antal segmenter, hvilket antal er større end et, og ved at bredden af de ved varmeoverføringspladens to sider anbragte segmenter er forskellige. De vinkler, som de bølgeformede profilelementer danner med strømningsret-10 ningen, er derved valgt således, at de i det væsentlige er ens ved de segmenter, der ligger over for hinanden på mod hinanden tilstødende varmeoverføringsplader, der er sammenføj et til en pladevarmeveksler.According to the invention, this object is solved by arranging an odd number of segments across the heat direction across the heat transfer surface, which number is greater than one, and by the width of the segments arranged at the two sides of the heat transfer plate being different. The angles which the corrugated profile elements form with the direction of flow are thereby chosen so that they are substantially equal at the segments facing each other on adjacent heat transfer plates joined together to form a plate heat exchanger.

15 Derved kan de bølgeformede profilelementer på segmenter, der vinkelret på strømningsretningen støder op til samme segment, danne i det væsentlige samme vinkel med strømningsretningen, eller ved enkelte segmenter danne en vinkel med strømningsretningen, der er forskellige. Forskellen i 20 bredde mellem de ved varmeoverføringspladen to sider anbragte segmenter er valgt således, at ved sammenføjningen af varmeoverføringspladerne til en pladevarmeveksler støtter profilelementerne på de sammenstødende varmeoverføringsplader sig af mod hinanden på en eller flere linier, 25 der forløber parallelt med strømningsretningen.Thereby, the wave-shaped profile elements on segments which are perpendicular to the same segment perpendicular to the flow direction can form substantially the same angle with the flow direction, or in the case of individual segments form an angle with the flow direction which are different. The difference in width between the segments arranged at the two sides of the heat transfer plate is chosen such that when joining the heat transfer plates to a plate heat exchanger, the profile elements of the adjacent heat transfer plates abut against each other on one or more lines running parallel to the flow direction.

Ved løsningen ifølge opfindelsen opnås, at de over for hinanden liggende profilelementer på to i pladevarmeveksleren sammenstødende varmeoverføringsplader forløber paral-30 lelt indtil understøtningsområdet, og at profilelementerne på sammenstødende varmeoverføringsplader alligevel støttes direkte af på hinanden, således at særlige afstandsknaster bortfalder, da antallet af understøtningslinier tilpasses til pladevarmevekslerens nødvendige trykstabilitet ved et 35 dertil svarende valg af forholdet mellem bredderne af deIn the solution according to the invention it is achieved that the opposite profile elements on two adjacent heat transfer plates in the plate heat exchanger run parallel to the support area, and that the profile elements on adjacent heat transfer plates are nevertheless supported directly on each other, so that special spacers disappear as the number of adapted to the required pressure stability of the plate heat exchanger by a corresponding choice of the ratio of the widths of the

DK 162363 BDK 162363 B

5 ved varraeoverføringsfladens sider anbragte segmenter, hvorved de understøtningspunkter, der unødvendigt indskrænker strømningen i strømningskanalerne, undgås, og ved en egnet vinkel mellem profilelementerne på de enkelte segmenter og 5 strømningsretningen sikres en høj egenstivhed for varme- overføringspladerne, også ved parallel føring af de over for hinanden liggende profilelementer på mod hinanden tilstødende varmeoverføringsplader.5 segments arranged at the sides of the varrae transfer surface, whereby the support points which unnecessarily restrict the flow in the flow channels are avoided, and at a suitable angle between the profile elements on the individual segments and the flow direction a high rigidity of the heat transfer plates is ensured. adjacent profile elements on adjacent heat transfer plates.

10 Udførelseseksempel.10 Exemplary embodiment.

Opfindelsen skal i det efterfølgende forklares nærmere ved hjælp af et udførelseseksempel under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: 15 fig. 1 viser en varmeoverføringsplade med varmeoverfø-ringsflade opdelt i tre segmenter på tværs af strømningsretningen, 20 fig. 2 viser varmeoverføringsfladesegmenternes stilling ved sammenføjning af to plader i en pladevarmeveksler, og fig. 3 viser et eksempel på en varmeoverføringsplade, 25 ved hvilken varmeoverføringsfladen er opdelt i mere end tre segmenter på tværs af strømningsretningen.The invention will be explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which: fig. 1 shows a heat transfer plate with heat transfer surface divided into three segments across the flow direction, fig. 2 shows the position of the heat transfer surface segments when joining two plates in a plate heat exchanger, and fig. 3 shows an example of a heat transfer plate, in which the heat transfer surface is divided into more than three segments across the flow direction.

Ifølge fig. 1 opdeles varmeoverføringspladens 5 varmeover-30 føringsflade 4 på tværs af strømningsretningen i et ulige antal segmenter la, lb, lc. Inden for hvert segment la-lc forløber profilelementerne 3 parallelt med hinanden, hvorved de med strømningsretningen danner en i det væsentlige konstant vinkel aa, ab, ac, som er forskellig fra 90°. Dis-35 se vinkler aa, ab henholdsvis ab, ac for nabosegmenter, la, 6According to FIG. 1, the heat transfer surface 4 of the heat transfer plate 5 is divided across the flow direction into an odd number of segments 1a, 1b, 1c. Within each segment 1a-1c, the profile elements 3 run parallel to each other, whereby they form a substantially constant angle aa, ab, ac with the direction of flow, which is different from 90 °. Dis-35 see angles aa, ab and ab, ac, respectively, for neighboring segments, la, 6

DK 162363 BDK 162363 B

lb henholdsvis lb, lc er forskellige, vinklerne aa, ac for to segmenter la, lc, der begge er naboer til et segment lb, er ens.lb and lb, lc, respectively, are different, the angles aa, ac for two segments la, lc, which are both neighbors of a segment lb, are the same.

5 Bredden 2a, 2c af de på varmeoverføringspladens 4 to sider anbragte segmenter la, lc er forskellige. I eksemplet i fig. 1. er der til segmenterne lb, lc valgt den samme bredde 2b, 2c og til segmenterne la, lc er forskellen på bredderne 2a, 2c valgt således, at ved sammenføjningen af var-10 meoverføringspladerne 5 til en pladevarmeveksler, hvorved hver varmeover føringsplade 5 i forhold til nabopladen er drejet 180° om aksen, der står vinkelret på midterlinien 8, støtter profilelementerne 3 på over for hinanden liggende varmeoverføringspiader 5 sig sådan på hinanden, at under-15 støtningspunkterne svarende til eksemplet i fig. 2 ligger på hver to ved siden af hinanden liggende understøtningslinier 9a, 9b og 10a, 10b. Af fig. 2 fremgår, at antallet af støttelinier 9, 10 er en mindre end antallet af segmenter anbragt over pladebredden la-lc.The width 2a, 2c of the segments 1a, 1c arranged on the two sides of the heat transfer plate 4 are different. In the example of FIG. 1. for the segments 1b, 1c the same width 2b, 2c is selected and for the segments 1a, 1c the difference of the widths 2a, 2c is chosen such that when joining the heat transfer plates 5 to a plate heat exchanger, whereby each heat transfer plate 5 relative to the adjacent plate is rotated 180 ° about the axis perpendicular to the center line 8, the profile elements 3 on opposite heat transfer paths 5 rest on each other in such a way that the support points corresponding to the example in fig. 2 lie on two adjacent support lines 9a, 9b and 10a, 10b. From fig. 2 shows that the number of guide lines 9, 10 is a smaller than the number of segments arranged over the plate width 1a-1c.

2020

Fig. 3 viser en særlig udførelse med fem ved siden af hinanden anbragte segmenter 11, 12, 13, 14, 15.FIG. 3 shows a special embodiment with five adjacent segments 11, 12, 13, 14, 15.

Claims

7 DK 162363 B

Heat transfer plates with a heat transfer surface provided with a corrugated profile and divided into a number 5 of segments which, while observing a certain distance, are joined in suitable devices to a plate heat exchanger in such a way that each heat transfer plate is rotated 180 ° in relative to the adjacent plate about the axis perpendicular to them and so that flow channels 10 are formed between the heat transfer plates, each segment consisting of a number of corrugated profile elements which are parallel to each other but are arranged at a substantially constant angle, which is different from 90 °, with respect to the flow direction, and whereby this angle is different in two segments which are adjacent to each other, characterized in that the number of the segments arranged next to each other across the flow direction (1a, lb, lc) and (11, 12, 13, 14, 15), respectively, are greater than one and odd, and that the width (2a and 2c) of those at the heat transfer plate (5) two sides arranged segments (1a, 1c and 11, 15, respectively) or the adjacent ones or at least two segments symmetrically arranged around the middle segment (1b and 13, respectively) are different from each other, whereby the angles (a) as the wavy ones profile elements 25 (3) forming with the flow direction are substantially identical at the segments (6a, 7c and 6b, 7b and 6c, 7a, respectively), which abut each other at the heat transfer plates (5) joined together to form a plate heat exchanger. 30

Heat transfer plate according to Claim 1, characterized in that the width (2a, 2c) of the segments (1a, 1c, 11,15, respectively) lying at the two sides of the heat transfer plates (5) or the adjacent ones or at least two in with respect to the central segment (1b and 13, respectively) DK 162363 B 8 symmetrically arranged segments are at least so different that the profile elements (3) support each other heat transfer plates (5) when joining the heat transfer plates (5) to a plate heat exchanger. of against 5 each other on one or more support lines (9a, 9c, 10a, 10b) running parallel to the flow direction.

Heat transfer plate according to Claims 1 and 2, characterized in that the corrugated profile elements (3) 10 on segments (1a, 1c and 11, 13 and 12, 14 and 13, 15, respectively) which adjoin each segment across the flow direction. (1b and 12, 13, 14, respectively) form a substantially equal angle with the flow direction.

Heat transfer plate according to Claims 1 and 2, characterized in that the corrugated profile elements (3) on individual segments (1a to 1c and 11 to 15, respectively), across the adjacent segments of the flow direction (1a to 1c and 11 to 15, respectively) form different angles with 20 flow direction.