SE0802084A1 - Plattvärmeväxlare - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att undanröja ovan nämnda problem, och speciellt behovet av en tjock och dyr för- stärkningsplåt.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna plattvär- meväxlaren som kännetecknas av att nämnda första porthålsom- råden hos värmeväxlarplattorna hos det andra yttersta plattparet bildar porthål för de första porthålskanalerna och nämnda andra porthålsområden hos åtminstone en av värmeväxlarplattorna hos det andra yttersta plattparet är slutna.

Genom att de andra porthålsområdena hos det andra yttersta plattparet är slutna kommer det andra mediet, exempelvis pro- dukten, inte att kunna nå den där utanför liggande plattan eller plåten, exempelvis en förstärkningsplåt. Kravet på dyra material hos denna där utanför liggande plattan kan därför undanröjas.

På så vis kan den där utanför liggande plattan eller plåten, ex- empelvis en förstärkningsplåt, tillverkas till en lägre kostnad.

Vidare kommer det andra yttersta plattparet att absorbera åt- minstone en del av de påkänningar som uppstår p.g.a. det låga trycket hos det andra mediet då porthålsområdena för detta är slutna. Detta bidrar till att den där utanför liggande plattan eller plåten kan göras tunnare och därmed till lägre kostnad.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar plattvärme- växlaren en förstärkningsplåt som är anordnad mellan den andra ändplattan och det andra yttersta plattparet, varvid förstärk- ningsplåten gränsar till det andra yttersta plattparet och porthå- len hos de första porthålsområdena hos detta. En sådan för- stärkningsplåt kan tack vare de slutna andra porthålsområdena således göras tunnare och tillverkas i ett mindre sofistikerat ma- terial. Med fördel kan förstärkningsplåten vara tillverkad av rost- fritt stål. Vidare är förstärkningsplåten med fördel plan eller vä- 10 15 20 25 30 35 sentligen plan. Förstärkningsplåten är således slät och saknar korrugeringar.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är packningar anordnade runt porthålen hos de första porthålsområdena mel- lan det andra yttersta plattparet och förstärkningsplåten. På så vis förhindras det första mediet från att passera mellan förstärk- ningsplåten och det andra yttersta plattparet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är värmeväx- larplattorna i varje plattpar permanent förbundna med varandra.

På så vis skapas plattpar i form av s.k. kassetter som kan an- ordnas bredvid varandra vid monteringen av plattvärmeväxlaren.

Med fördel kan värmeväxlarplattorna i varje plattpar vara per- manent förbundna med varandra medelst en eller flera svetsfo- gar som åtminstone sträcker sig runt värmeväxlarplattorna i ett kantområde. Med fördel innesluter varje plattpar ett av nämnda första plattmellanrum för det första mediet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen bildas de andra porthålsområdena hos åtminstone en av värmeväxlarplat- torna hos det andra yttersta plattparet av ett slutet plattavsnitt som är en del av värmeväxlarplattan. Ett sådant slutet plattav- snitt kan exempelvis erhållas genom att porthål inte upptas i de andra porthålsområdena vid stansning av övriga porthål hos värmeväxlarplattan i samband med tillverkningen av densamma.

Det skall noteras att en av värmeväxlarplattorna eller båda vär- meväxlarplattorna hos det andra yttersta plattparet kan ha ett sådant slutet plattavsnitt hos de andra porthålsområdena. Med fördel innefattar åtminstone ett av nämnda slutna plattavsnitt hos de andra porthålsområdena en korrugering. Med en sådan korrugering ökas porthålsområdets hållfasthet och förmåga mot- stå det ovan nämnda låga trycket i plattvärmeväxlaren. Korruge- ringen kan exempelvis innefatta åsar och dalar som sträcker sig parallellt med varandra över åtminstone ett av de andra port- hålsomràdena. 10 15 20 25A 30 35 Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen bildas de andra porthålsområdena hos värmeväxlarplattorna hos det andra yttersta plattparet av varsitt slutet plattavsnitt som är en del av respektive värmeväxlarplatta, varvid dessa plattavsnitt för. åtminstone ett av de andra porthålsområdena är permanent för- bundna med varandra medelst åtminstone var sin fog som sträcker sig över nämnda andra porthålsområden. Även en så- dan permanent förbindning av dessa plattavsnitt ökar hållfasthe- ten hos porthålsområdena och således deras förmåga att motstå det ovan nämnda låga trycket i plattvärmeväxlaren. En mycket god hållfasthet uppnås om plattavsnitten både är permanent för- bundna med varandra och uppvisar den ovan nämnda korruge- ringen. Plattavsnitten kan exempelvis vara förbundna med var- andra medelst en eller flera svetsfogar.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen bildar nämn- da första porthålsområden hos värmeväxlarplattorna hos det andra yttersta plattparet porthål för de första porthålskanalerna.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är packningar anordnade runt de första porthålsområdena mellan intilliggande plattpar, varvid nämnda intilliggande plattpar mellan sig bildar nämnda andra plattmellanrum för det andra mediet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är värmeväx- larplattorna tillverkade av ett material som består av åtminstone ett av Ti, Ni och legeringar därav, eller ädlare rostfria stålleger- ingar KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen skall nu förklaras närmare genom en beskrivning av olika utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritning- ar. 10 15 20 25 30 35 Fig 1 visar en planvy av en plattvärmeväxlare enligt uppfinning- en.

Fíg 2 visar en planvy av ett andra yttersta plattpar hos plattvär- meväxlaren i Fig 1.

Fig 3 visar en snittvy längs linjen lll-lll i Fig 1.

Fig 4 visar en snittvy längs linjen lV-lVi Fig 1.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Med hänvisning till bifogade ritningar visas en plattvärmeväxlare för ett första medium och ett andra medium. I de visade utfö- ringsformerna är det första mediet ett uppvärmningsmedium som avger värme genom kondensering och det andra mediet en pro- dukt som skall förångas.

Plattvärmeväxlaren innefattar en första ändplatta 1, en andra ändplatta 2 och ett antal värmeväxlarplattor 3 som är anordnade och pressade mot varandra mellan den första ändplattan 1 och den andra ändplattan 2. Värmeväxlarplattorna 3 bildar ett platt- paket och är anordnade och utformade på så sätt att det bildas första plattmellanrum I och andra plattmellanrum ll i en omväx- lande ordning mellan den första ändplattan 1 och den andra ändplattan 2. Varje värmeväxlarplatta 3 innefattar på i sig känt _ sätt en central värmeväxlaryta 10 med en schematiskt indikerad korrugering av åsar och dalar eller andra upphöjningar och ned- sänkningar i syfte att styra strömningen i plattmellanrummen och förbättra värmeöverföringen. Korrugeringen bidrar också till en ökad hållfasthet hos plattvärmeväxlaren och bildar stödpunkter hos de mot varandra pressade värmeväxlarplattorna 3 i plattpa- ketet.

Värmeväxlarplattorna 3 är parvis anordnade och bildar ett antal plattpar inkluderande ett första yttersta plattpar 5 innanför den första ändplattan 1, ett andra yttersta plattpar 6 innanför den andra ändplattan 2 och mellanliggande plattpar 7 mellan det för- 10 15 20 25 30 35 sta yttersta plattparet 5 och det andra yttersta- plattparet 6. Vär- meväxlarplattorna 3 i varje plattpar 5, 6, 7 är permanent för- bundna med varandra. l den visade utföringsformen har den permanenta förbindningen åstadkommits med hjälp av en svets- fog 8 som visas som en heldragen linje i Fig 2 och som åtmin- stone sträcker sig längs ett kantområde 9 och utanför värmeväx- larytan 10. Varje plattpar 5, 6, 7 bildar således en i förväg sam- manfogad enhet eller kassett. Varje plattpar 5, 6, 7 innesluter ett av de första plattmellanrummen l för det första mediet såsom framgår av Fig 3 och 4.

Värmeväxlarplattorna 3 och den första ändplattan 1 innefattar första porthålsområden 11, 12 som möjliggör bildande av första porthålskanaler 13, 14 som bildar inlopp och utlopp för det för- sta mediet till och från de första plattmellanrummen l. l de visa- de utföringsformerna finns ett första porthålsområde 11 som bil- dar en första porthålskanal 13 som bildar ett inlopp för det första mediet och två andra porthålsområden 12 som bildar två andra porthålskanaler 14 som bildar utlopp för det första mediet. Vida- re innefattar värmeväxlarplattorna 3 och den första ändplattan 1 andra porthålsområden 21, 22 som möjliggör bildande av andra porthålskanaler 23, 24 som bildar inlopp och utlopp för det andra mediet till och från de andra plattmellanrummen ll. Därvid bildar den andra porthålskanalen 23 inlopp för det andra mediet och den andra porthålskanalen 24 utlopp för det andra mediet.

Plattvärmeväxlaren innefattar också en förstärkningsplåt 30, som bildar en s.k. vakuumplåt, och som är anordnad mellan den andra ändplattan 2 och det andra yttersta plattparet 6, se Fig 3 och 4. En packning 15 sträcker sig runt de första porthålskana- lerna 13 och en packning 16 sträcker sig runt de första porthåls- kanalerna 14 mellan intilliggande plattpar 5, 6, 7, mellan det för- sta yttersta plattparet 5 och den första ändplattan 1 samt mellan det andra yttersta plattparet 6 och förstärkningsplåten 30. En packning 25 sträcker sig runt de andra porthålskanalerna 21 och 22 och även runt den centrala värmeväxlarytan 10 mellan intill- 10 15 20 25 30 35 liggande plattpar 5, 6, 7. Plattvärmeväxlaren innefattar också en respektive packning 26 mellan det andra yttersta plattparet 6 och förstärkningspläten 30 och mellan det första yttersta plattpa- ret 5 och den första ändplattan 1. Denna packning 26 sträcker sig runt och avgränsar porthålsområdet 21. Vidare innefattar plattvärmeväxlaren en respektive packning 27 mellan det andra yttersta plattparet 6 och förstärkningspläten 30 och mellan det första yttersta plattparet 5 och den första ändplattan 1. Denna packning 27 sträcker sig runt och avgränsar porthålsområdet 22.

Plattvärmeväxlaren innefattar också anslutningsrör som är fast anordnade i den första ändplattan 1 och i linje med varsin port- hålskanal. Närmare bestämt innefattar anslutningsrören i de vi- sade utföringsformerna ett inloppsrör 35 för det första mediet i linje med den första porthålskanalen 13, två utloppsrör 36 för det första mediet i linje med de två första porthålskanalerna 14, ett inloppsrör 37 för det andra mediet i linje med den andra port- hålskanalen 23 och ett utloppsrör 38 för det andra mediet i linje med den andra porthålskanalen 24.

Förstärkningsplåten 30 gränsar således till det andra yttersta plattparet 6 och porthålsområdena 11, 12, 21, 22 hos detta plattpar 6. Förstärkningsplåten 30 är plan eller väsentligen plan.

För att uppnå en god tätning mellan förstärkningspläten 30 och packningarna 15, 16, 26, 27 är det väsentligt att förstärknings- plåten 30 är plan och har en slät eller väsentligen helt slät yta.

Förstärkningsplåten 30 kan göras tunn, exempelvis 2 mm, 1 mm eller mindre. Förstärkningsplåten 30 kan vidare tillverkas i något konventionellt material såsom rostfritt stål. Värmeväxlarplattorna 3 kan däremot vara tillverkade av mer sofistikerade eller exotis- ka material, som innefattar eller består av Ti, Ni, eller legeringar därav, eller möjligen ädlare rostfria stållegeringar, för att motstå angrepp från aggressiva substanser i det andra och/eller första mediet. 10 15 20 25 30 35 Det andra yttersta plattparet 6, som visas i planvy i Fig 2 och i snittvy från sidan i Fig 3 och 4, gränsar till den andra ändplattan 2 och innefattar de första porthålsområdena 11, 12 som bildar porthål för de första porthålskanalerna 13 och 14, se Fig 2 och 4. Vidare innefattar värmeväxlarplattorna 3 hos det andra ytters- ta plattparet 6 nämnda andra porthålsområden 21 och 22 som är slutna vilket framgår av Fig 2 och 3, d.v.s. inget medium kan passera genom dessa porthålsområden 21, 22. l de visade utfö- ringsformerna är båda värmeväxlarplattorna 3 hos det andra yt- tersta plattparet 6 slutna i de andra porthålsområdena 21 och 22, d.v.s. dessa porthålsområden 21 och 22 innefattar varsitt slutet plattavsnitt 31, 32 som är en del av värmeväxlarplattan 3.

Dessa slutna plattavsnitt 31, 32 hos dessa två 'värmeväxlarplat- tor 3 har uppnåtts genom att porthålsområdena 21 och 22 ej har stansats ut vid tillverkningen och stansningen av övriga porthål hos värmeväxlarplattorna 3. Såsom framgår av Fig 1 och 2 inne- fattar åtminstone det slutna avsnittet 32 hos det andra porthåls- området 22 en korrugering 33 av åsar och dalar som sträcker sig parallellt med varandra tvärs över det slutna plattavsnittet 32. Det skall noteras att även de slutna plattavsnitten 31 hos det andra porthålsområdet 21 kan innefatta en motsvarande korru- gering av åsar och dalar.

Vidare är plattavsnitten 32 hos de andra porthålsområdena 22 förbundna med varandra medelst en eller flera svetsfogar 34, se Fig 2. Även de slutna plattavsnitten 31 hos det andra porthåls- området 21 kan vara förbundna med varandra medelst en svets- fog 34.

Det skall noteras att det är möjligt att låta endast en av värme- växlarplattorna 3 hos det andra yttersta plattparet 6 uppvisa nämnda slutna plattavsnitt 31, 32 hos de andra porthålsområde- na 21 och 22 medan den andra värmeväxlarplattan 3 uppvisar porthål på vanligt sätt i dessa porthålsområden 21 och 22. Där- vid sträcker sig lämpligtvis en svetsfog runt porthålet och förbin- 10 15 der de två värmeväxlarplattorna 3 med varandra längs denna kant.

Enligt en annan utföringsform är det möjligt att också låta de första porthålsområdena 11, 12 för de första porthålskanalerna 13, 14 för det första mediet vara slutna hos det andra yttersta plattparet 6. Därvid kan en av och/eller båda värmeväxlarplat- torna 3 hos det andra yttersta plattparet 6 innefatta ett respekti- ve slutet plattavsnitt vid de första porthålsområdena 11, 12.

Speciellt i en sådan utföringsform kan det vara möjligt att avstå från förstärkningsplåten 30.

Uppfinningen är inte begränsad till de ovan visade utföringsfor- merna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efter- följande patentkraven. Det skall noteras att plattvärmeväxlaren kan användas i många olika tillämpningar och inte enbart för förångning av en produkt som skall tillverkas.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 10 Patentkrav

1. Plattvärmeväxlare innefattande en första ändplatta (1), en andra ändplatta (2), och ett antal värmeväxlarplattor (3) anordnade mellan den för- sta ändplattan (1) och den andra ändplattan (2) och utformade på så sätt att det bildas första plattmellanrum (l) och andra plattmellanrum (ll) anordnade i en omväxlande ordning, varvid värmeväxlarplattorna innefattar ett första yttersta plattpar (5) innanför den första ändplattan (1), ett andra yttersta plattpar (6) innanför den andra ändplattan (2) och mellanliggande platt- par (7) mellan det första yttersta plattparet (5) och det andra yt- tersta plattparet (6), varvid den första ändplattan (1) och värmeväxlarplattorna (3) innefattar första porthålsområden (11, 12) som möjliggör bildan- de av första porthálskanaler (13, 14) som bildar inlopp och ut- lopp för ett första medium till och från de första plattmellanrum- men (l) och andra porthálsområden (21, 22) som möjliggör bil- dande av andra porthålskanaler (23, 24) som bildar inlopp och utlopp för ett andra medium till och från de andra plattmellan- rummen (ll), kannetecknad av att nämnda andra porthàlsomràden (21, 22) hos åtminstone en av värmeväxlarplattorna (3) hos det andra yttersta plattparet (6) är slutna.

2. Plattvärmeväxlare enligt krav 1, kännetecknad av att platt- värmeväxlaren innefattar en förstärkningsplåt (30) som är an- ordnad mellan den andra ändplattan (2) och det andra yttersta plattparet (6), varvid förstärkningsplåten (30) gränsar till det andra yttersta plattparet (6) och porthålen hos de första port- hàlsområdena (11, 12) hos detta.

3. Plattvärmeväxlare enligt krav 2, kännetecknad av att för- stärkningsplåten är tillverkad av rostfritt stål. 10 15 20 25 30 35 11

4. Plattvärmeväxlare enligt något av kraven 2 och 3, känne- tecknad av att förstärkningsplåten är plan.

5. Plattvärmeväxlare enligt något av kraven 2 till 4, känne- tecknad av att packningar (26, 27) är anordnade runt porthàlen hos de andra porthålsområdena (21, 22) mellan det andra yt- tersta plattparet (6) och förstärkningsplåten (30).

6. Plattvärmeväxlare enligt något av kraven 2 till 5, känne- tecknad av att packningar (15, 16) är anordnade runt porthàlen hos de första porthålsområdena (11, 12) mellan det andra yt- tersta plattparet (6) och förstärkningsplåten (30).

7. Plattvärmeväxlare enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att värmeväxlarplattorna (3) i varje plattpar (5, 6, 7) är permanent förbundna med varandra.

8. Plattvärmeväxlare enligt krav 7, kännefecknad av att varje plattpar (5, 6, 7) innesluter ett av nämnda första plattmellanrum (l) för det första mediet.

9. Plattvärmeväxlare enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att de andra porthålsområdena (21, 22) hos åtminstone en av värmeväxlarplattorna (3) hos det andra ytters- ta plattparet (6) bildas av ett slutet plattavsnitt (31, 32) som är en del av värmeväxlarplattan.

10. Plattvärmeväxlare enligt krav 9, kännetecknad av att åtmin- stone ett av nämnda slutna plattavsnitt (31, 32) hos de andra porthålsområdena (21, 22) innefattar en korrugering (33).

11. Plattvärmeväxlare enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att de andra porthålsområdena (21, 22) hos värmeväxlarplattorna (3) hos det andra yttersta plattparet (6) bildas av var sitt slutet plattavsnitt (31, 32) som är en del av re- spektive värmeväxlarplatta (3), varvid dessa plattavsnitt (31, 32) 10 15 20 12 för åtminstone ett av de andra porthålsområdena (21, 22) är per- manent förbundna med varandra medelst åtminstone var sin fog (34) som sträcker sig över nämnda andra porthålsområden (21, 22).

12. Plattvärmeväxlare enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att nämnda första porthålsområden (11, 12) hos värmeväxlarplattorna (3) hos det andra yttersta plattparet (6) bildar porthål för de första porthålskanalerna (13, 14).

13. Plattvärmeväxlare enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att packningar (15, 16) är anordnade runt de första porthålsområdena (11, 12) mellan intilliggande plattpar (5, 6, 7), varvid nämnda intilliggande plattpar (5, 6, 7) mellan sig bildar nämnda andra plattmellanrum (ll) för det andra mediet.

14. Plattvärmeväxlare enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att värmeväxlarplattorna (3) är tillverkade av ett material som består av åtminstone ett av Ti, Ni och le- geringar därav, eller ädlare rostfria ställegeringar.