NO164130B - PROCEDURE FOR PREPARING A PLATE HEAT GROWTH - Google Patents

PROCEDURE FOR PREPARING A PLATE HEAT GROWTH Download PDF

Info

Publication number
NO164130B
NO164130B NO861214A NO861214A NO164130B NO 164130 B NO164130 B NO 164130B NO 861214 A NO861214 A NO 861214A NO 861214 A NO861214 A NO 861214A NO 164130 B NO164130 B NO 164130B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
plate
plates
graphite
heat exchanger
grain size
Prior art date
Application number
NO861214A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO164130C (en
NO861214L (en
Inventor
Juergen Kuenzel
Manfred Schmid
Adolf Swozil
Gerhard Ullmann
Original Assignee
Sigri Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sigri Gmbh filed Critical Sigri Gmbh
Publication of NO861214L publication Critical patent/NO861214L/en
Publication of NO164130B publication Critical patent/NO164130B/en
Publication of NO164130C publication Critical patent/NO164130C/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F28F21/065Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing plate-like or laminated conduits
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F28F3/083Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning capable of being taken apart
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F28F3/10Arrangements for sealing the margins

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til fremstilling av en platevarmeveksler som inneholder minst tre parallelle, på avstand fra hverandre anordnede plateelementer som består av grafitt og en fluorpolymer og omfatter en plate og en ramme som omgir platen, og organer til tilførsel og bortføring av de varmevekslende fluider som gjennomstrømmer mellomrommet mellom to plater. The invention relates to a method for producing a plate heat exchanger which contains at least three parallel, spaced apart plate elements consisting of graphite and a fluoropolymer and comprising a plate and a frame which surrounds the plate, and means for supplying and removing the heat exchanging fluids which flows through the space between two plates.

Platevarmevekslere som er konstruert i henhold til prinsippet for filterpresser, består av minst tre og vanligvis av et stort antall plater som er utformet med kanaler, og som er forbundet med hverandre til en stabel med de enkelte plater liggende på innbyrdes avstand. Stabelen og hver plate er forsynt med organer til tilførsel og bortføring av de varmevekslende fluider som strømmer gjennom mellomrommene mellom platene. Avstanden mellom naboplater fastlegges av avstandsholdere som Plate heat exchangers constructed according to the principle of filter presses consist of at least three and usually of a large number of plates which are designed with channels and which are connected to each other in a stack with the individual plates lying at a distance from each other. The stack and each plate are provided with means for supplying and removing the heat-exchange fluids that flow through the spaces between the plates. The distance between neighboring plates is determined by spacers which

er satt inn mellom to og to plater. Fortrinnsvis er avstands-holderne tildannet ved kantene av platene, f.eks. ved dyp-trekking (se DE bruksmønster 82 08 878), og det er også kjent i planet for platene å tildanne sikker, vaffelmønstringer og andre overflatestrukturer som øker stabiliteten og bedrer fordelingen av fluidene. Sikkene kan være så dypt utformet i materialet at de berører naboplaten og således bidrar til bæring. Denne forholdsregel tillater anvendelse av meget tynne plater, fremfor alt av tynn metallplate og folier og også av termoplast. Plater av termoplast kan lett fremstilles og er vanligvis bestandigere enn metaller mot korroderende medier. Spesielt stemmer dette for fluorpolymerer. Der er f.eks. kjent en platevarmeveksler av polytetrafluoreten (PTFE) som inneholder en rekke plater med kanaler og spesielle varmevekslervegger (FR-A-2 373 025). Da varmeledningsevnen av PTFE er forholdsvis liten, er det blitt foreslått å innlemme grafittpulver i fluorpolymerene (FR-A-2 080 563). Slike plater inneholder ca. 80% PTFE og bare 20% grafitt (FR-A-1 055 271), slik at forbedringen av varmeledningsevnen er forholdsvis begrenset. I henhold til DE-OS 21 41 019 arbeides der med innhold på 5 - 45 vektprosent grafittpartikler i polyfluorerte plaststoffer ved fremstilling av rør for rørbuntvarmevekslere is inserted between two and two plates. Preferably, the spacers are formed at the edges of the plates, e.g. by deep drawing (see DE application pattern 82 08 878), and it is also known in the plan for the plates to form secure, waffle patterns and other surface structures that increase stability and improve the distribution of the fluids. The gussets can be so deeply designed in the material that they touch the neighboring plate and thus contribute to bearing. This precaution allows the use of very thin sheets, above all of thin sheet metal and foils and also of thermoplastics. Sheets of thermoplastic can be easily produced and are usually more resistant than metals to corrosive media. This is especially true for fluoropolymers. There are e.g. known a plate heat exchanger of polytetrafluoroethylene (PTFE) which contains a number of plates with channels and special heat exchanger walls (FR-A-2 373 025). As the thermal conductivity of PTFE is relatively small, it has been proposed to incorporate graphite powder into the fluoropolymers (FR-A-2 080 563). Such plates contain approx. 80% PTFE and only 20% graphite (FR-A-1 055 271), so that the improvement in thermal conductivity is relatively limited. According to DE-OS 21 41 019, work is carried out with a content of 5 - 45 percent by weight of graphite particles in polyfluorinated plastics when manufacturing pipes for tube bundle heat exchangers

ved ekstrudering. Skjønt grafittpartiklene innføres i en spesiell granulometri og en definert fordeling av grafittpartiklene i plastgrunnmassen istandbringes: ved hjelp av en spesiell blandeprosess, er den på denne måte oppnådde økning av varmeledningsevnen lite tilfredsstillende. Varmevekslervegger med en grafittandel på opptil" 90% er kjent fra DE-A-2 705 807,-men bindemiddelet eller grunnmassen av platene består av herdeplastharpikser såsom fenolharpikser, epoksidharpikser og furanharpikser, hvis korrosjonsbestandighet er mindre enn bestandigheten av' fluorpolymerer. by extrusion. Although the graphite particles are introduced in a special granulometry and a defined distribution of the graphite particles in the plastic base mass is established: by means of a special mixing process, the increase in thermal conductivity achieved in this way is not satisfactory. Heat exchanger walls with a graphite content of up to 90% are known from DE-A-2 705 807, but the binder or base mass of the plates consists of thermoset resins such as phenolic resins, epoxide resins and furan resins, whose corrosion resistance is less than that of fluoropolymers.

Fluorpolymerer har på deri andre side en- mindre stivhet og høyere krypehastighet. Det er blitt foreslått til forbedring av disse egenskaper å blande karbonfibre inn i polyvinylidenfluorid (PVDF), men fiberandeler på over 30%'reduserer i denne forbindelse flyteevnen av blandingen i en siik'rgrad at en bearbeiding med normale formemetoder ikke lenger er mulig (se GB-PS 1 324 424). Endelig er der kjent én fremgangsmåte til fremstilling av legemer, hvor blandinger som inneholder-ekspandert grafitt og korrosjonsfaste'harpikser såsom PVDF, presses (US-PS 4 199 628) . Graf ittpartiklene blir i denne forbindelse, anordnet hovedsakelig i plan vinkelrett på pressretningen, som ved platevarmevekslere på grunn av-framstillingsprosessen er retningen for varmestrømmeri. Som følge av anisotropien av grafittfnokkene får man på denne måte nødvendigvis plater med en høy varmemotstand i retningen for varmestrømmen og dermed varmevekslere med en dårligere varmeoverføringskapasitet. Slike formlegemer blir derfor bare anvendt som korrosjonsfaste foringer o.l. Fluoropolymers, on the other hand, have less stiffness and a higher creep rate. It has been proposed to improve these properties by mixing carbon fibers into polyvinylidene fluoride (PVDF), but fiber proportions of over 30% reduce the fluidity of the mixture to such an extent that processing with normal molding methods is no longer possible (see GB-PS 1 324 424). Finally, one method is known for the production of bodies, where mixtures containing expanded graphite and corrosion-resistant resins such as PVDF are pressed (US-PS 4 199 628). In this connection, the graphite particles are arranged mainly in a plane perpendicular to the pressing direction, which in plate heat exchangers, due to the manufacturing process, is the direction of heat flow. As a result of the anisotropy of the graphite grains, this necessarily results in plates with a high heat resistance in the direction of the heat flow and thus heat exchangers with a poorer heat transfer capacity. Such shaped bodies are therefore only used as corrosion-resistant liners etc.

Endelig er der kjent en varmevékslerplate for brenselceller hvor platen består av 85 - 9 5% grafittpulver' og 5 - 15% PVDF (US-A-3 801 374)•. Til fremstilling av platene blir PVDF oppløst i et løsemiddel såsom metylisobutylketon og oppløsningen blandet med grafittpulver.'Før pressingen må"iøsemiddelet fjernes, noe som krever stor innsats for unngåelse av miljø-skadelige utslipp. Det er heller ikke kjent hvilken varmeledningsevne de ved fremgangsmåten' fremstilte plater har.-> Finally, a heat exchanger plate for fuel cells is known where the plate consists of 85 - 95% graphite powder' and 5 - 15% PVDF (US-A-3 801 374)•. To produce the plates, PVDF is dissolved in a solvent such as methyl isobutyl ketone and the solution is mixed with graphite powder. 'Before pressing, the de-icing agent must be removed, which requires a great deal of effort to avoid environmentally harmful emissions. It is also not known what the thermal conductivity of the process is' manufactured plates have.->

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å skaffe en fremgangsmåte til fremstilling av en platevarmeveksler av den innledningsvis nevnte art, hvis plateelementer er lette å fremstille uten miljøbelastning og har en liten varmemotstand. The invention is based on the task of providing a method for producing a plate heat exchanger of the type mentioned at the outset, whose plate elements are easy to produce without environmental impact and have a low thermal resistance.

Denne oppgave er ved en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art løst på den måte som fremgår av karakteristikken i krav 1. This task is solved by a method of the kind indicated at the outset in the way that appears from the characteristic in claim 1.

På denne måte kan man fremstille platen med meget liten tykkelse. De har en vesentlig mindre sprøhet enn plater som består utelukkende av grafitt, og de reversible og irreversible formendringer er betydelig mindre enn lengde- og volum-endringene av plater som er.fremstilt av plast eller av plast med fyllstoffer. De for platevarmevekslere gunstige material-egenskaper kan åpenbart føres tilbake til at fluorpolymerene i form av tynne filmer omslutter grafittkornene og forbinder disse med hverandre, og at forbindelsen har en høy skjærstyrke. Som bindemiddel er særlig termoplastisk bearbeidbare fluorpolymerer egnet, f.eks. kopolymerisater av tetrafluoreten eller trifluorkloreten, polyvinylfluorid og polyvinylidenfluorid, som på grunn av sin lette bearbeidbarhet i blanding med grafittpulver er foretrukket som bindemiddel. In this way, the plate can be produced with a very small thickness. They have a significantly lower brittleness than plates that consist exclusively of graphite, and the reversible and irreversible changes in shape are significantly smaller than the length and volume changes of plates that are made of plastic or of plastic with fillers. The favorable material properties for plate heat exchangers can obviously be traced back to the fact that the fluoropolymers in the form of thin films surround the graphite grains and connect them to each other, and that the connection has a high shear strength. Thermoplastically processable fluoropolymers are particularly suitable as a binder, e.g. copolymers of tetrafluoroethylene or trifluorochloroethylene, polyvinyl fluoride and polyvinylidene fluoride, which, due to their easy workability when mixed with graphite powder, are preferred as binders.

De mekaniske og termiske egenskaper av de plateelementer som er fremstilt av grafittpulver og et bindemiddel fra gruppen av fluorpolymerer, kan vidtgående tilpasses de foreliggende driftsbetingelser, f.eks. ved endring av andelen av bindemiddel eller en annen fremstillingsparameter. Spesielt fordelaktig er plater med en rådensitet på 2,0 - 2,1 g/cm^ og en strekkstyrke på 20 - 40 MPa. Plater av denne art har et bredt anvendelses-område og har også som elementer med store flater en til-strekkelig stivhet. Under spesielle driftsbetingeler, f.eks. høyt faststoffinnhold i de varmevekslende fluider, kan eventuelt slitasjehastigheten av platene øke til en høyere verdi som følge av den lavere hardhet av grafitten. Til reduksjon av slitasjen er det under disse betingelser fordelaktig å anvende plater som slitesterke partikler som i og for seg kjent er dispergert i. Andelen av partiklene retter seg etter slitasjebelåstningen på platen, og kornstørrelsen av partiklene er hensiktsmessig mindre enn halve tykkelsen av de varmevekslende plater. Spesielt egnet er partikler av silisium-karbid, som har høy hardhet og gunstig varmeledningsevne samt praktisk talt ikke påvirker plateelementenes korrosjonsfasthet og derfor kan foreligge i elementene i en vektandel på opptil 50%. Ved særlig sterke korrosjonsangrep foretrekkes tilsetning av kokspartikler. For varmevekslere som arbeider ved høyere trykk eller belastes sterkere mekanisk, er det fordelaktig med plater som inneholder karbonfibre som armering, fortrinnsvis som kortsnittede fibre i en konsentrasjon på 2 - 20%. En for-sterkning av rammer som består hovedsakelig av en fluorpolymer og grafittpartikler, i bipolare elektrodeanordninger i elektrolytiske celler med tilfeldig fordelte karbonfibre er kjent fra US-A-4 339 322. Da fiberarmeringen er særlig effektiv i de plane områder av platene, bør innholdet av fibre anrikes i rammene og i tilførsels- og bortføringsområdene av platene. The mechanical and thermal properties of the plate elements, which are made from graphite powder and a binder from the group of fluoropolymers, can be widely adapted to the current operating conditions, e.g. by changing the proportion of binder or another manufacturing parameter. Sheets with a bulk density of 2.0 - 2.1 g/cm^ and a tensile strength of 20 - 40 MPa are particularly advantageous. Plates of this type have a wide application area and, as elements with large surfaces, also have sufficient stiffness. Under special operating conditions, e.g. high solids content in the heat exchanging fluids, the wear rate of the plates may possibly increase to a higher value as a result of the lower hardness of the graphite. To reduce wear and tear, it is advantageous under these conditions to use plates in which wear-resistant particles, which are known per se, are dispersed. The proportion of the particles depends on the wear load on the plate, and the grain size of the particles is suitably less than half the thickness of the heat-exchange plates . Particularly suitable are particles of silicon carbide, which have high hardness and favorable thermal conductivity and practically do not affect the corrosion resistance of the plate elements and can therefore be present in the elements in a proportion by weight of up to 50%. In the case of particularly strong corrosion attacks, the addition of coke particles is preferred. For heat exchangers that work at higher pressures or are subjected to stronger mechanical loads, it is advantageous to have plates containing carbon fibers as reinforcement, preferably as short-cut fibers in a concentration of 2 - 20%. A reinforcement of frames consisting mainly of a fluoropolymer and graphite particles, in bipolar electrode devices in electrolytic cells with randomly distributed carbon fibers is known from US-A-4 339 322. As the fiber reinforcement is particularly effective in the flat areas of the plates, the content should of fibers is enriched in the frames and in the supply and removal areas of the plates.

En viktig parameter for ytelsen av varmevekslere er hastighets-fordelingen av fluidene mellom varmevekslerflåtene. Til regulering av fluidstrømningen blir plateelementene fortrinnsvis utformet med knaster som er anordnet i et på forhånd fastlagt mønster og ligger tettere i tilførselsområdene for fluidene. De strekker seg f.eks. i rader på tvers av fluidenes strømningsretning. Hensiktsmessig berører knastene, som kan ha form av avkortede kjegler, naboelementet, hvorved der fås en ytterligere avstivning av platestabelen. I henhold til en annen utførelsesform blir plateelementene avstivet av platelignende karbonfiberstrukturer såsom baner, bånd eller prepregskikt med karbontråder soni strekker seg i én eller to retninger. De flate fiberstrukturer blir klebet på overflaten av platene, f.eks. med smeltet polyvinylidenfluorid, eller presset inn i elementene ved fremstillingen av disse. Det er fortrinnsvis de plane områder av et plateelement, som også fordelerknastene går ut fra, som blir avstivet. An important parameter for the performance of heat exchangers is the velocity distribution of the fluids between the heat exchanger floats. To regulate the fluid flow, the plate elements are preferably designed with knobs which are arranged in a predetermined pattern and lie closer in the supply areas for the fluids. They extend, e.g. in rows across the flow direction of the fluids. Appropriately, the lugs, which can be in the form of truncated cones, touch the neighboring element, whereby a further stiffening of the plate stack is obtained. According to another embodiment, the plate elements are stiffened by plate-like carbon fiber structures such as webs, tapes or prepreg layers with carbon threads that extend in one or two directions. The flat fiber structures are glued to the surface of the plates, e.g. with molten polyvinylidene fluoride, or pressed into the elements during their manufacture. It is preferably the flat areas of a plate element, from which the distributor lugs also proceed, that are braced.

Mellom rammene for to og to plater blir der innlagt pakninger av et fleksibelt og korrosjonsbestandig materiale, f.eks. pakninger av en fluorpolymer. Pakninger av grafittfolie, hvis kaldflyting er meget liten, foretrekkes. Anvendelse av slike pakninger er kjent fra DE-A-24 06 522. De av ekspandert grafitt fremstilte pakninger, hvis rådensitet er ca. 0,8 - 1,2 Gaskets of a flexible and corrosion-resistant material, e.g. gaskets of a fluoropolymer. Gaskets of graphite foil, whose cold flow is very small, are preferred. The use of such gaskets is known from DE-A-24 06 522. The gaskets made of expanded graphite, whose bulk density is approx. 0.8 - 1.2

q/ cm?, blir ved sammenspenningen av platestabelen hensiktsmessig presset sammen til en tykkelse på 0,1 - 0,3 mm. Avtagbarheten av pakningene fra platerammen blir lettet av et belegg med fluorpolymer, f.eks. dispersjoner som inneholder tetrafluoretenkopolymerer, og som påføres tetningsflåtene. q/ cm?, is suitably pressed together to a thickness of 0.1 - 0.3 mm when the plate stack is clamped together. The removability of the gaskets from the plate frame is facilitated by a coating of fluoropolymer, e.g. dispersions containing tetrafluoroethylene copolymers, which are applied to the sealing rafts.

Platevarmevekslerne fremstilt i følge oppfinnelsen oppviser den fremragende bestandighet mot korroderende stoffer som er spesiell for grafitten, men oppviser ikke den sprøhet av grafitten som gjør at fremstillingen og anvendelsen av tynnveggede elementer i teknisk målestokk praktisk talt ikke er mulig. Plateelementenes styrke er ikke begrenset i tid, slik det er tilfelle med varmevekslere som bare består av polymer. Andre fordeler er den større varmeledningseyne og den enkle tilpasning av form og egenskaper til det respektive an-vendelsesområde ved tilsetning av kornformede eller fiber-formede stoffer. The plate heat exchangers produced according to the invention exhibit the outstanding resistance to corrosive substances which is special for graphite, but do not exhibit the brittleness of graphite which makes the manufacture and use of thin-walled elements on a technical scale practically impossible. The plate elements' strength is not limited in time, as is the case with heat exchangers that only consist of polymer. Other advantages are the larger heat conduction area and the simple adaptation of shape and properties to the respective area of application by adding granular or fiber-shaped substances.

For fremstilling av plateelementene blir grafittpulver med en kornstørrelse på under 0,5 mm blandet med en fluorpolymer med en kornstørrelse på under 0,001 mm i et forhold på mellom 95:5 og 70:30 ved en temperatur på 200 - 350°C. Grafittkomponenten i blandingen består av naturlig grafitt såsom fnokkgrafitt eller jordgrafitt eller elektrografitt som er fremstilt ved grafit-tisering av petrolkoks, nålekoks eller stenkulltjærebekkoks. Kornstørrelsen av grafitten er mindre enn 0,5 mm. På denne måte blir der for innstillingen av en bestemt pakningsdensitet fortrinnsvis også blandet sammen flere kornfraksjoner, f.eks. fraksjoner på 0 - 0,063, på 0,063 - 0,1 og på 0,1 - 0,3 mm. Etter avkjøling til værelsestemperatur blir de ved blandingen dannede aggregater malt til en kornstørrelse under 0,3 mm. Malegodset blir så, eventuelt etter tilsetning av et presse-hjelpemiddel såsom stearinsyre eller en metallsåpe, fylt i en pressematrise som inneholder en kjérne. Såvel kjernen som pressestempelet er profilert, og avstanden mellom matriseflaten og kjernen er på ethvert sted proporsjonal med tykkelsen av det pressede plateelement. Hvis f.eks. forholdet mellom rammehøyden og tykkelsen av varmevekslerflaten er 4:1, står matrisen og kjernen på de tilsvarende steder likeledes på en avstand fra hverandre i forholdet 4:1. Det mellom matrise og kjerne fylte pulverskikt er således i randsonene fire ganger så tykt som i midten,, slik at pulveret ved pressing til riktig dimensjon komprimeres like meget på ethvert sted. Pressetrykket utgjør minst 200 bar og pressetemperaturen minst 200°C. Ved pressingen blir rammen, de varmevekslende flater og eventuelle knaster eller lignende til styring av fluidstrømningen forbundet med hverandre ved forbindelse mellom materialene (stoffschlussig). To produce the plate elements, graphite powder with a grain size of less than 0.5 mm is mixed with a fluoropolymer with a grain size of less than 0.001 mm in a ratio of between 95:5 and 70:30 at a temperature of 200 - 350°C. The graphite component in the mixture consists of natural graphite such as flake graphite or earth graphite or electrographite which is produced by graphitizing petroleum coke, needle coke or coal tar pitch coke. The grain size of the graphite is less than 0.5 mm. In this way, for the setting of a specific packing density, several grain fractions are preferably also mixed together, e.g. fractions of 0 - 0.063, of 0.063 - 0.1 and of 0.1 - 0.3 mm. After cooling to room temperature, the aggregates formed by the mixture are ground to a grain size below 0.3 mm. The ground material is then, possibly after the addition of a pressing aid such as stearic acid or a metal soap, filled into a pressing matrix containing a core. Both the core and the press piston are profiled, and the distance between the die face and the core is at any point proportional to the thickness of the pressed plate element. If e.g. the ratio between the frame height and the thickness of the heat exchanger surface is 4:1, the matrix and the core in the corresponding places are likewise at a distance from each other in the ratio 4:1. The layer of powder filled between the matrix and the core is thus four times as thick in the edge zones as in the middle, so that when the powder is pressed to the correct dimension, it is compressed equally in every place. The press pressure is at least 200 bar and the press temperature at least 200°C. During the pressing, the frame, the heat exchanging surfaces and any knobs or the like for controlling the fluid flow are connected to each other by connection between the materials (stoffschlussig).

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen og eksemplene. - Fig. 1 er en skjematisk aksonometrisk riss av en platevarmeveksler. The invention will be described in more detail below with reference to the drawing and the examples. - Fig. 1 is a schematic axonometric view of a plate heat exchanger.

- Fig. 2 viser et plateelement i oppriss. - Fig. 2 shows a plate element in elevation.

- Fig. 3 er ét snitt gjennom en stabel som' inneholder flere plateelementer. - Fig. 3 is a section through a stack containing several plate elements.

På fig. 1 er plateelementer 1 anordnet forskyvbart i et rammeverk 2. Hvert plateelement har huller 3 som varmevekslende fluider tilføres gjennom til det bølgede parti 4 av platen. Flere elementer er sammenfattet til en platevarmeveksler 5 som er lukket av en frontplate 6 og en bakplate 7. I frontplaten 6 er der i flukt med hullene 3 satt inn stusser 8 som varmevekslende fluider F^ og F2 tilføres og føres bort gjennom. Plateelementene,' frontplaten og bakplaten er spent sammen ved hjelp av strekkstenger som ikke er vist på tegningen. Hvert plateelement består som vist på fig. 1 av en ramme 9 og et bølget parti 4 som er omgitt av rammen. I rammen er der tildannet spor 10 for føring i rammeverket 2 (fig. 1), og mellom hullene 3 og det bølgede parti 4 er der anordnet knaster 11 til styring av fluidstrømmen. Vulster 12 tjener også til fordeling av fluidumet. Som vist på fig. 3 er der mellom mot hinannen vendende rammer 9 lagt inn en flat pakning 13 som består av et fleksibelt, korrosj.onsfast materiale, spesielt av grafittfolie. In fig. 1, plate elements 1 are displaceably arranged in a framework 2. Each plate element has holes 3 through which heat exchanging fluids are supplied to the corrugated part 4 of the plate. Several elements are combined to form a plate heat exchanger 5 which is closed by a front plate 6 and a back plate 7. In the front plate 6, there are nozzles 8 inserted flush with the holes 3 through which heat exchanging fluids F^ and F2 are supplied and carried away. The plate elements, the front plate and the back plate are tensioned together by means of tension rods which are not shown in the drawing. Each plate element consists as shown in fig. 1 of a frame 9 and a corrugated part 4 which is surrounded by the frame. In the frame, a groove 10 is formed for guidance in the framework 2 (fig. 1), and between the holes 3 and the wavy part 4 there is arranged a knob 11 for controlling the fluid flow. Bead 12 also serves to distribute the fluid. As shown in fig. 3, a flat gasket 13 consisting of a flexible, corrosion-resistant material, especially graphite foil, has been inserted between oppositely facing frames 9.

Eksempel 1 Example 1

I en traublander med sigroa-blandeverktøy ble 80 vektdeler elektrografittpulver (størrelsesfordeling: 60% mellom 60 og 200 mikrometer og 40% mindre enn 60 mikrometer) blandet med 20 In a trough mixer with a sigroa mixing tool, 80 parts by weight of electrographite powder (size distribution: 60% between 60 and 200 micrometers and 40% less than 60 micrometers) were mixed with 20

deler polyvinylidenfluoridpulver, hvis kornstørrelse var mindre enn 1 mikrometer. Blandetemperaturen utgjorde 220°C og blandetiden én time. Etter avkjøling til værelsestemperatur ble blandingen malt på en stiftmølle til en kornstørrelse på mindre enn 0,3 mm. Deretter bie den som beskrevet ovenfor fylt i en pressform og presset til et sammenhengende plateelement. Pressetrykket var 400 bar, temperaturen 270°C og presstiden 10 minutter. Følgende materiaiverdier ble målt: parts polyvinylidene fluoride powder, whose grain size was less than 1 micrometer. The mixing temperature was 220°C and the mixing time one hour. After cooling to room temperature, the mixture was ground on a pin mill to a grain size of less than 0.3 mm. Then, as described above, it is filled in a press mold and pressed into a continuous plate element. The pressing pressure was 400 bar, the temperature 270°C and the pressing time 10 minutes. The following material values were measured:

Rådensitet - 2,02 g/cm<3>Rot density - 2.02 g/cm<3>

Bøyningsstivhet - 5 0MPa Bending stiffness - 5 0MPa

Strekkstyrke - 30MPa Tensile strength - 30MPa

Varmeledningsevne - 25W/m.K Thermal conductivity - 25W/m.K

Permeabilite.tskoeffisient 3 x 10~^ cm^/s Permeability coefficient 3 x 10~^ cm^/s

Sytten plateelementer ble spent sammen med en fronplate og en bakplate som vist på fig. 1, idet der mellom hver ramme var lagt inn en 0,3 mm tykk flatpakning. Platevarmeveksleren ble anvendt til avkjøling av fortynnet saltsyre (ca. 20% HC1) som var forurenset av organiske oppløsningsmidler. Fluidtempera-turene var som følger: syreinnløp 116°C, syreutløp 52°C, kjølevannsinnløp 7°C, kjølevannsutløp 40°C. Varmeovergangs-tallet utgjorde 2000 - 3000 W/m.K. Korrosjonsskader og utettheter forekom ikke ved et driftstrykk på 3,5 bar. Seventeen plate elements were clamped together with a front plate and a back plate as shown in fig. 1, as a 0.3 mm thick flat gasket was inserted between each frame. The plate heat exchanger was used for cooling diluted hydrochloric acid (approx. 20% HC1) which was contaminated by organic solvents. The fluid temperatures were as follows: acid inlet 116°C, acid outlet 52°C, cooling water inlet 7°C, cooling water outlet 40°C. The heat transfer figure was 2000 - 3000 W/m.K. Corrosion damage and leaks did not occur at an operating pressure of 3.5 bar.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en platevarmeveksler som inneholder minst tre parallelle, på avstand fra hverandre anordnede plateelementer som består av grafitt og en fluorpolymer og omfatter en plate og en ramme som omgir platen, og organer til tilførsel og bortføring av de varmevekslende fluider som gjennomstrømmer mellomrommet mellom to plater, karakterisert ved at (a) grafittpulver med en kornstørrelse på under 0,5 mm blandes med en fluorpolymer med en kornstørrelse på under 0,001 mm i et forhold på mellom 95:5 og 70:30 ved en temperatur på mellom 200 og 350°C, (b) blandingen etter avkjøling til værelsestemperatur males til en kornstørrelse på under 0,3 mm, (c) malegodset presses til plateelementer ved en temperatur på minst 200°C og et trykk på minst 200 bar og (d) plateelementene settes sammen til en varmeveksler og fleksible flatpakninger anordnes mellom de plane flater av naborammer.1. Method for manufacturing a plate heat exchanger containing at least three parallel, spaced apart plate elements consisting of graphite and a fluoropolymer and comprising a plate and a frame surrounding the plate, and means for supplying and removing the heat exchanging fluids that flow through the space between two plates, characterized in that (a) graphite powder with a grain size of less than 0.5 mm is mixed with a fluoropolymer with a grain size of less than 0.001 mm in a ratio of between 95:5 and 70:30 at a temperature of between 200 and 350°C, (b) the mixture after cooling to room temperature is ground to a grain size of less than 0.3 mm, (c) the ground material is pressed into plate elements at a temperature of at least 200°C and a pressure of at least 200 bar and (d) the plate elements are assembled into a heat exchanger and flexible flat gaskets are arranged between the flat surfaces of neighboring frames. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de av plate og ramme bestående plateelementer av varmeveksleren blir presset fra en blanding som inneholder et grafittpulver og pulverformet polyvinylidenfluorid.2. Method as stated in claim 1, characterized in that the plate elements of the heat exchanger consisting of plate and frame are pressed from a mixture containing a graphite powder and powdered polyvinylidene fluoride. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at platene i det minste til dels blir forsterket med flatelignende karbonfiberstrukturer.3. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the plates are at least partially reinforced with surface-like carbon fiber structures. 4. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at der mellom rammene av naboplater legges inn pakninger av grafittfolie med en tykkelse på 0,1 - 0,3 mm.4. Method as specified in one of the preceding claims, characterized in that gaskets of graphite foil with a thickness of 0.1 - 0.3 mm are inserted between the frames of neighboring plates. 5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at pakningene belegges med en fluorpolymer.5. Method as stated in claim 4, characterized in that the seals are coated with a fluoropolymer.
NO861214A 1985-05-29 1986-03-25 PROCEDURE FOR MANUFACTURING A PLATE HEAT EXCHANGE. NO164130C (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP85106540A EP0203213B1 (en) 1985-05-29 1985-05-29 Procedure for manufacturing a plate heat exchanger

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO861214L NO861214L (en) 1986-12-01
NO164130B true NO164130B (en) 1990-05-21
NO164130C NO164130C (en) 1990-08-29

Family

ID=8193528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO861214A NO164130C (en) 1985-05-29 1986-03-25 PROCEDURE FOR MANUFACTURING A PLATE HEAT EXCHANGE.

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0203213B1 (en)
JP (1) JPS61276691A (en)
KR (1) KR930000656B1 (en)
BR (1) BR8602444A (en)
DE (1) DE3564340D1 (en)
ES (1) ES8706348A1 (en)
FI (1) FI82550C (en)
NO (1) NO164130C (en)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2691528B1 (en) * 1992-05-22 1997-05-23 Packinox Sa PLATE HARNESS FOR A HEAT EXCHANGER AND METHOD FOR ASSEMBLING SUCH A PLATE BEAM.
FR2705445B1 (en) * 1993-05-18 1995-07-07 Vicarb Sa Plate heat exchanger.
DE19617396C2 (en) * 1996-05-02 1998-03-26 Dornier Gmbh Flow module
JP3968610B2 (en) * 1998-05-27 2007-08-29 Smc株式会社 Cooling and heating equipment for semiconductor processing liquid
GB9902758D0 (en) * 1999-02-08 1999-03-31 H B Fuller Coatings Ltd Heat transfer element
FR2817076A1 (en) * 2000-11-20 2002-05-24 Atofina MICROCOMPOSITE POWDER BASED ON AN ELECTRICAL CONDUCTOR AND A FLUOROPOLYMER AND OBJECTS MADE WITH THIS POWDER
FI113695B (en) 2001-10-09 2004-05-31 Vahterus Oy Welded heat exchanger with disc construction
EP1757887B1 (en) 2005-08-25 2011-10-12 SGL Carbon SE Heat exchanger block
DE102005054045A1 (en) * 2005-11-12 2007-05-16 Modine Mfg Co Brazed plate heat exchanger
SE531685C2 (en) * 2007-11-05 2009-07-07 Alfa Laval Corp Ab Heat
DE102008048014A1 (en) 2008-09-12 2010-04-15 Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg Component of a stack of ceramic plates
DE102009032370A1 (en) 2009-07-08 2011-01-13 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Plate heat exchanger
DE102010030781A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Sgl Carbon Se Heat exchanger plate, thus provided plate heat exchanger and method for producing a plate heat exchanger
DE102011001818A1 (en) 2011-04-05 2012-10-11 Michael Rehberg Plate heat exchanger made of plastic
KR101458156B1 (en) * 2012-06-19 2014-11-06 주식회사 케이앤티 Plate type heat exchanger using refrigerant gas
DE102012222019A1 (en) 2012-11-30 2014-06-05 Sgl Carbon Se Plate heat exchanger in sealed construction
CN106323052A (en) * 2015-06-30 2017-01-11 宜兴市昌吉利化工有限公司 Lamination type air cooling graphite heat exchanger
EP3208566B1 (en) * 2016-02-22 2019-05-29 Vaillant GmbH Primary heat exchanger
CN106705717B (en) * 2017-01-19 2019-02-22 睿能太宇(沈阳)能源技术有限公司 A kind of circular wave plate volumetric heat exchanger of special construction
IT201800010006A1 (en) * 2018-11-02 2020-05-02 Sumitomo Riko Co Ltd INTERNAL HEAT EXCHANGER
FR3091581B1 (en) * 2019-01-04 2021-01-29 Christian Hug Composite material plates forming heat exchanger
DE102020204837A1 (en) * 2020-04-16 2021-10-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Plate heat exchanger with locally varying thermal conductivity
US11859910B2 (en) 2021-05-14 2024-01-02 Rtx Corporation Heat exchanger tube support
US11892250B2 (en) * 2021-05-14 2024-02-06 Rtx Corporation Heat exchanger tube support

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1055271A (en) * 1952-04-29 1954-02-17 Improvements to sealing elements and process for their manufacture
US2939686A (en) * 1955-02-04 1960-06-07 Cherry Burrell Corp Double port heat exchanger plate
US3444925A (en) * 1957-05-07 1969-05-20 Minnesota Mining & Mfg Structural articles and method of making
US3079273A (en) * 1957-05-07 1963-02-26 Minnesota Mining & Mfg Thermally resistant articles and method for their fabrication
US3391016A (en) * 1964-02-07 1968-07-02 Texas Instruments Inc Silicon carbide coating on graphite bores of heat exchanger
US3265124A (en) * 1964-07-10 1966-08-09 Falls Ind Inc Coated graphite products
US3291206A (en) * 1965-09-13 1966-12-13 Nicholson Terence Peter Heat exchanger plate
US3801374A (en) * 1969-01-08 1974-04-02 United Aircraft Corp Graphite and vinylidene fluoride structures for fuel cells
DE2007033C3 (en) * 1970-02-17 1979-06-21 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Plate heat exchanger made of polytetrafluoroethylene
FR2096678A2 (en) * 1970-05-27 1972-02-25 Comp Generale Electricite Fuel cell electrodes - for acid media, of tungsten /carbon catalyst bound with fluorinated polymer
IL38706A0 (en) * 1971-03-25 1972-06-28 United Aircraft Corp Dense graphite structures
DE2406522A1 (en) * 1974-02-12 1975-08-14 Sigri Elektrographit Gmbh Multi-plate heat exchanger - has parallel plate stack of graphite components resistant to corrosive and temp effects
JPS5297466A (en) * 1976-02-12 1977-08-16 Hitachi Ltd Heat exchanging wall and its preparation method
DE2655088A1 (en) * 1976-12-04 1978-06-08 Hoechst Ag PLATE FOR PLATE HEAT EXCHANGER
GB2062833B (en) * 1979-08-08 1983-02-02 Apv Co Ltd Plate heat exchangers
US4339322A (en) * 1980-04-21 1982-07-13 General Electric Company Carbon fiber reinforced fluorocarbon-graphite bipolar current collector-separator
US4407988A (en) * 1980-08-27 1983-10-04 Millipore Corporation Method for preparing a wear-resistant composition containing fluorinated graphite, graphite fibers and PTFE
US4432408A (en) * 1982-07-19 1984-02-21 The Dow Chemical Co. Method and compressed vermicular expanded graphite apparatus for heat exchanging

Also Published As

Publication number Publication date
NO164130C (en) 1990-08-29
BR8602444A (en) 1987-01-27
KR860009281A (en) 1986-12-22
KR930000656B1 (en) 1993-01-29
FI82550C (en) 1991-03-11
EP0203213A1 (en) 1986-12-03
JPS61276691A (en) 1986-12-06
FI861131A (en) 1986-11-30
NO861214L (en) 1986-12-01
ES553776A0 (en) 1987-07-01
FI82550B (en) 1990-11-30
EP0203213B1 (en) 1988-08-10
JPH034838B2 (en) 1991-01-24
FI861131A0 (en) 1986-03-18
ES8706348A1 (en) 1987-07-01
DE3564340D1 (en) 1988-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO164130B (en) PROCEDURE FOR PREPARING A PLATE HEAT GROWTH
US4355684A (en) Uniaxially compressed vermicular expanded graphite for heat exchanging
US4166536A (en) Corrosive chemical containment system
EP2867002A1 (en) Gasket material, gaskets, and related methods
US7744792B2 (en) Methods for continuous processing polytetrafluoroethylene (PTFE) resin
GB2120975A (en) Structures of reinforced impregnated graphite and their production
US4432408A (en) Method and compressed vermicular expanded graphite apparatus for heat exchanging
CN102042252B (en) Noncorrosive pump made of carbon fiber resin-base composite material
CN1821028A (en) Pressure anti-corrosion storage tank with plastic lining
DE102017108079B4 (en) Carbon fiber reinforced plastic plate, method for its production and plate heat exchanger
Fayzullaevna et al. Significant Technological Methods of Production of Composite Materials
CN106166844A (en) Fluoroplastics heat exchange structure
EP1151036B1 (en) Tubular heat transfer element
EP3198214A1 (en) Honeycomb block and heat exchanger elements produced therefrom, in particular for flue gas cleaning systems of power plants
CN105565642A (en) Lamination piece of stacked and spiral type sludge dewatering machine
Kunkel Selecting gaskets to limit corrosion of stainless steel bolted joints in a chemical plant
CN204828978U (en) Hinder oxygen aluminum alloy lining and mould compound pipe of heat -resisting polyethylene of II types
CN218709667U (en) Impeller structure of underwater impeller based on carbon fiber composite material
CN1036123C (en) Phosphoric acid reactor with an anti-infiltration layer
CN2167343Y (en) Heat-exchange plate for terrestrial heat
CN206201623U (en) A kind of sealing polyfluortetraethylene plate
US4500379A (en) Method of making a composite fiber reinforced plastic frame
CN1220911A (en) Carbon and/or graphite board corrugated regular filler for packed column
Kukacka et al. Polymer concrete pipe for high-temperature corrosive environments
Kiepfer Development characterization and performance evaluation of thermoplastic-graphite based plate heat exchangers