SE463016B - Plattfoeraangare eller -kondensor - Google Patents

Description

Därutöver är plattorna stödda mot varandra över samtliga rum av utpräglingar i form av kammar eller kulkalotter, och delvis även av de vätskeströmmen ledande åsarna, vilket på förångningssidan leder till varaktiga avbrott och störningar hos en vätskefilm, som bildas, och därmed till oönskad tur- bulens.

Om det medium, som skall förångas, är en produkt som inne- håller en andel fast material, så medför de omnämnda för- hållandena att man icke kan arbeta med höga värmebelastningar och att förångningsrummen igensättes av de i produkten be- fintliga fasta ämnena, varvid särskilt de ytområden hos plattorna, vilka på grund av strömningsförhållandena påverkas olikformigt eller omväxlande av produkten, är problematiska, så att överhettningar kan förekoma där, vilket leder till ansamling av det i produkten befintliga fasta ämnet. Dessutom är den regelmässiga störningen av vätskefilmen genom de emellan plattorna anordnade stödkammarna, kalotterna eller liknande, benägen att för det första förhindra den regel- bundna värmeväxlingen och för det andra åstadkoma zoner, i vilka åter kan uppträda nämnda överhettningstendenser med vidhängande följder. Vid exempelvis en förångare kan på dessa kamar eller liknande kvarhänga högviskösa koncentrat, varvid under driften strömningstvärsnittets förhållanden dessutom kan ändras och påverkas så att en motsvarande ofta förekom- mande öppning och rengöring erfordras av plattstapeln.

En ytterligare nackdel vid de kända plattförångarna eller -kondensatorerna är att det i kondensatet innehållande värmet enbart kan tillvaratas på ett dåligt sätt. I kända fall går detta värme antingen förlorat eller användes kondensatet med hjälp av en ytterligare erforderlig pump och en likaså ytter- ligare erforderlig värmeväxlare till att förvärma det medium, som skall förångas.

Uppgiften med uppfinningen är att utforma plattorna för en plattförångare eller -kondensor av det inledningsvis nämnda slaget på sådant sätt, att för det medium, som skall för- 10 15 20 25 30 _3 4st, owe ångas, erhålles en rak, av avbrott ej störd strömningsväg mellan inloppet och utloppet till plattmellanrummet, att för det medium, som skall förångas, dessutom erhålles en bana utan nämnvärda tvärsnittsförändringar, varför de nödvändiga stödpunkterna mellan plattorna ligger utanför mediebanan, och att trots detta tillförsäkras en fullständig och likformig fördelning av det medium, som skall kondenseras, över de för detta medium samhörande plattytorna. I en vidareutformning skall för flerstegiga förångare resp. kondensorer finnas möjlighet att kondensatet hos ett steg genom motsvarande utformning av plattorna medbringas direkt till nästa steg för ångalstring. Detta skall uppnås med förångaren eller konden- sorn utan åtgärder som kräver nämnvärda kostnader.

Den till grund för uppfinningen liggande uppgiften löses där- igenom med utgångspunkt från den inledningsvis beskrivna plattförångaren eller -kondensorn genom att åsarna ligger mot varandra i rumen för det medium, som skall förângas, att isärhållningsdelarna bildas av mellan åsarna i rumen för det medium, som skall kondenseras, inskjutande, mot varandra lig-- gande vårtor att de kanaler bildande genomföringarna för in- strömningen och utströmningen av det medium, som skall för- ångas, sträcker sig över hela plattbredden mellan periferi- tätningarna vid de båda kortsidorna av plattorna, att de kanaler bildande genomföringarna för inströmningen och ut- strömningen av det medium, som skall kondenseras, är anord- nade i vid sidorna belägna utbuktningar i området för plat- tornas övre och undre ändar, att plattprofileringen är ut- formad som tvärs mot medieströmen förlöpande, i huvudsak sinusformade vågor mellan de områden, som bildas å ena sidan av genomföringarna och å andra sidan av genomföringarna, och att vågorna hos intilliggande plattor är inbördes förskjutna en halv vågdelning.

Genom dessa uppfinningsmässiga åtgärder uppnås att strömen av det medium, som skall förångas, förlöper rätlinjigt mellan in-och utloppen utan nämnvärd tvärsnittsförändring med av- seende på de för detta medium samhörande plattmellanrummen, varvid i mediebanan liggande tvärsnittsförändringar undvikes 463 016 4 liksom strömningsomlänkningar, på vilka kan ansamlas fast material som det medium, som skall förångas, innehåller.

Vidare tillåter den uppfinningsmässiga plattprofileringen att inströmningen och utströmningen av det medium, som skall kondenseras, är möjlig från sidorna av plattorna, utan att därigenom strömningsbanan för det medium, som skall förångas, påverkas eller måste ta hänsyn med avseende därpå. Därigenom möjliggöres en högre värmebelastning av plattorna och en enstegig utformning av förångaren eller kondensorn mellan det medium, som skall förångas, och det medium, som skall konden- seras, varvid apparaten med avseende på sin utformning kan förenklas och göras billigare. h.

I sin helhet ger de beskrivna uppfinningsmässiga åtgärderna en optimal vätning av plattmellanrummen med det medium, som skall förångas, å ena sidan och det medium, som skall konden- seras, å andra sidan, varjämte uppnås en hög användningsgrad av värmeväxlarytorna.

Vid en vidareutformning av uppfinningsföremålet är det för- delaktigt att plattorna mellan utbuktningarna med de til- loppen och avloppen för det medium, som skall kondenseras, tjänande genomföringarna uppvisar en ytterligare sidoinbukt- ning med genomföringar och en därigenom bildad kanal för tillförsel av det medium, som skall kondenseras, att denna ytterligare kanal genom motsvarande utformning av periferi- tätningarna är tillsluten gentemot plattmellanrumen, och att i ramplattan eller lockplattan är anordnad en omlänkning för det medium, som skall kondenseras, från den ytterligare kanalen till de av genomföringarna bildade kanalerna.

Denna åtgärd enligt uppfinningen gör det möjligt att vid i synnerhet större plattpaket mata plattmellanrummen för det « medium, som skall kondenseras, från båda sidor av platt- paketet, varigenom effektiviteten av inloppet för det medium, . som skall kondenseras, ökas utan att för detta erfordras utanför plattapparaten liggande ledningsanordningar. Tvärtom medger de nämnda åtgärderna det andra inloppet för det medium, som skall kondenseras, genom just utformningen och 10 15 20 25 30 35 5 f 465 oëö antrdnandet av plattorna att dessa kan framställas i ett stals- och pressningsförlopp.

Den av genomföringarna bildade kanalen kan emellertid enligt uppfinningen även under anslutningen för omlänkningen i stativplattan eller lockplattan uppvisa en anslutning för avdragning av kondensatet hos det medium, som skall konden- seras. Därigenom erbjuder sig möjligheten att vid en fler- stegig anläggning, vid vilken alltså flera plattförångare eller -kondensorer är kopplade efter varandra, tillföra kondensatet hos ett föregående steg till den ytterligare kanalen i nästföljande steg, där det via denna ytterligare kanal inkomer i ett expansionsrum, så att av kondensatet kan utvinnas ytterligare ångmängder, som kan tilläggas den första kanalens medium, som skall kondenseras, för att möjliggöra en värmeåtervinning och en ökning av ângmängden hos den första kanalen utan att därför erfordras särskilda pumpar eller värmeväxlare. Den vid detta steg kvarvarande kondensatmängden hos den ytterligare kanalen kan avdragas över nämnda ytter- ligare anslutning och matas till ett eventuellt ytterligare steg i form av en plattförångare eller -kondensor på motsvarande sätt tillsammans med den kondens t- mängd, som erhålles genom kondenseringen av den över den första kanalen tillförda ångan.

Ytterligare uppfinningsmässiga särdrag och detaljer hos upp- finningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bi- fogade ritningar, där fig. 1 visar en känd plattförångare i sprängvy, fig. 2 visar en platta hos förångaren enligt fig. 1, fig. 3 visar en platta enligt uppfinningen för den pro- dukt, som skall förångas, fig. 4 visar plattan enligt uppfin- ningen för det medium, som skall kondenseras, fig. 5 visar en horisontell sektion av plattan enligt fig. 3 och 4 i dess övre profilsringsområde, fig. 6 är en horisontell tvärsektion av den i fig. 3 och 4 visade plattan i det mittre tvärsnitts- området, och fig. 7 är en sprängvy motsvarande fig. 1 av en plattapparat med de uppfinningsmässiga plattorna enligt fig. 3 och 4. 465 016 s Fig. 1 visar en sprängvy av en känd tvåstegig plattförångare.

Den består av ett ramstativ med en stativplatta 1 och en lockplatta 2 samt_däremellan på styrningar 3, 4 uppradade förångarplattor 5, som på icke visat känt sätt sammanpressas mellan stativplattan 1 och lockplattan 2 till en plattstapel, som medelst motsvarande anordnade periferitätningar 6 mellan plattorna bildar omväxlande utrymme för det medium, som skall förângas, och det medium, som skall kondenseras.

Genom motsvarande genomföringar i hörnen av plattorna 5 vid därmed motsvarande utformning av periferitätningarna 6 bildar plattorna två tilloppskanaler 7 för ångan, dvs. det medium, som skall kondenseras, och en avloppskanal 8 för dess konden- sat samt en inloppskanal 9 för den produkt, som skall för- ångas, vars koncentrat- och vattenångsdel lämnar plattpaketet efter förångning i två steg 10 och 11 genom en av plattorna bildad kanal 12. Kanalen 12 mynnar i en anordning 13, i vilken koncentratet 14 avskiljs från vattenångan 15.

Pig. 2 visar en platta hos anordningen enligt fig. 1 med het- ångledningar 7, inloppet 9 för den produkt, som skall för- ångas, till det första förângarsteget, produktöverledningen 16 till det andra förângarsteget 11 samt produktutloppet 12 från det andra förångarsteget. Vidare visas utloppet för ångkondensatet 8 för det medium, som skall kondenseras.

Såsom framgår i fig. 2 uppvisar plattorna 5 kalottformiga utsprång 17 och 18 på båda sidor, medelst vilka plattorna_ anligger mot varandra förutom periferitätningarna hos den icke närmare visade anläggningen. Dessutom finns åsar 19 som tjänar för en avsedd ledning av produkten.

Vid den kända plattan enligt fig. 2 visar det sig att produk- b ten först måste fördelas över det av inloppstvärsnittet 9 ' bestämda tvärsnittsområdet över plattans bredd för att sedan efter det första förångningssteget via öppningen 16 åter fördelas i det andra förångningssteget över hela plattans bredd tills avledning kan ske via kanalen 12. Dessa olika tvärsnittsökningar och -förminskningar leder i kända fall 10 15 20 25 30 35 463"O'â6 till en icke likformig belastning av plattans yta och därmed till en över plattans yta icke likformig förångningsprocess.

Till detta kommer att produktströmmen bryts och störs av kalotterna 17 resp. 18, vilket leder till virvelbildning och därmed ingående störningar hos förångningsprocessen, in- kluderande överhettning och ansamling av de fastare bestånds- delarna på det mediums sida som skall förångas. 7 Vad ångsidan beträffar, dvs. sidan för det medium, som skall kondenseras hos plattorna, så befrämjas redan en i möjligaste mån likformig fördelning av ångan över plattans tvärsnitt genom tilloppstvärsnitt ns 7 anordnande på båda sidor, men ångkondensatet r :te emellertid till slut avledas genom avloppsöppningen 8, vilket strömningsmässigt innebär att på ångsidan utnyttjas området för tilloppet 9 produkten dåligt. Även därigenom uppkomer dåliga värmeväxlingsförhållanden i området för produktinloppet 9.

Fig. 3 och 4 visar de nya plattorna, varvid i fig. 3 visas en platta 20 för det medium, som skall förångas, och i fig. 4 visas en platta 21 för det medium, som skall kondenseras.

För plattorna är gemensamt att de nedtill uppvisar ett rek- tangulärt produktinlopp 24, som sträcker sig över hela tvärs- nittsområdet mellan periferitätningen 22 resp. 23 och som är öppet mot plattans produktsida (fig. 3) på motsvarande sätt över hela plattbredden. Produktsidan hos plattorna slutar med en genomföring 25 La: utloppet för den av vattenånga och kondensat bildade, förångade produkten, som likaså sträcker sig över hela plattbredden inuti periferitätningen 22 resp. 23.

Bredvid det rektangulära tvärsnittet hos plattorna är medelst genomföringar 26, 27 hos på plattorna utformade utbuktningar 28, 29 kanaler bildade för tillförsel av värmemediet resp. ångan i den övre delen av plattorna under avloppskanalen 25 för produkten, medan vid foten av plattorna är utformade kanaler för utströmning en av kondensatet av värmemediet med hjälp av genomföringar 32, 33 i utbuktningar 30, 31. ...å 46306 a Utpressningen av de i fig. 3 och 4 visade plattorna skiljer sig såtillvida från varandra att i området för kanalerna 26, 27 och 32, 33 är plattorna stödda mot varandra på produkt- sidan medelst åsar 34, som sträcker sig in i produktrumen och där ligger mot varandra vertikalt och parallellt med produktströmmen, medan det inbördes stödet i riktning mot ångrummen bildas av mellan åsarna 34 anordnade, i ångrummen inskjutande och där mot varandra liggande vårtor 35 eller liknande. Den därigenom mellan produktplattorna 20 och ång- plattorna 21 bildade, omväxlande tvärsnittsprofilen visas i fig. 5 i sektion genom vyn enligt fig. 3 och 4 mellan kanal- erna 26 och 27.

Denna profilering leder, såsom särskilt framgår av fig. 5, för produktströmen till att produkten från tilloppskanalen 24 genast komer över hela plattbredden i kanaler 36 parall- ella med strömningsriktningen, längs vilka produkten utan omlänkning och tvärsnittsförminskning kan komma till avlopps- kanalen 25 vid enstegig utformning av plattförångaren. Å andra sidan kan värmemedlet, dvs. det medium, som skall kondenseras, i form av en hetånga via kanalerna 26 och 27, såsom visas i fig. 4, inströma i det övre området av det före detta samhörande plattmellanrummet från sidan i detta på grund av stödet över_kammar 35 därefter geno fördelning över hela plattvärsnittet röra sig nedåt till utströmningsöpp- ningarna 32, 33.

Det är väsentligt härvid att det från kanalerna 26, 27 ut- gående tilloppstvärsnittet motsvarar det tvärsnitt, som därefter står till förfogande för det medium, som skall kondenseras, mellan plattorna i det vidare rörelseområdet.

Detta uppnås särskilt genom att längden av vårtorna 35 såväl i plattornas tvärriktning som i deras vertikala riktning är ungefär lika, så att en tvärsnittsändring icke uppkommer genom vårtarrangemanget.

Den i fig. 3 ocn 4 upptill och nedtill visade plattprofile- 10 15 20 25 30 35 9 463 owe ringen kan vara genomförd över hela plattans höjd. Såsom em- ellertid framgår av fig. 3 och 4 är det även möjligt att i området mellan kanalerna 25 - 27 å ena sidan och 24, 32, 33 å andra sidan utforma plattprofileringen i form av en sinus- formig våg, varvid vågformen hos intilliggande plattor är förskjuten en halv vågdelning på sådant sätt gentemot var- andra, att med avseende på ett plattmellanrum ligger de i detta inskjutande vågtoppar 37, 38 i anliggning mot varandra parallellt med medieströmmen. Denna tvärsnittsutformning av plattmellanrumen visas i sektion i fig. 6. Den leder till att strömningsrummen för produkten, alltså det medium, som skall förångas, å ena sidan och värmemediet, dvs. det medium, som skall kondenseras, å andra sidan praktiskt taget är utformade som släta rörknippen och därför bildar en med avseende på dess geometriska förhållande definierad ström- nings- och värmeväxlingsyta.

Såsom framgår i fig. 3 och 4, uppvisar plattorna 20, 21 icke enbart symmetriskt mot den vertikala plattmitten på båda sidor anordnade tilloppsvägar 26, 27 för värmemediet, utan även mellan dessa tilloppsvägar och återströmningsvägarna 32, 33 för värmemedelskondensatet tilloppsvägar 39, 40 i ytter- ligare utbuktningar 41, 42, genom vilka värmemediet beroende på sin tillförsel antingen från stativplattan eller från lockplattan dessutom genom omlänkning i den mittemot liggande plattan kan tillföras tilloppskanalerna 26, 27 för att till- försäkra en bättre försörjning av värmemediet vid till sin utsträckning större plattförångare.

På andra sidan ger dessa ytterligare kanaler 39, 40 möjlig- heten att vid en av flera efter varandra kopplade platt- apparater bildad, flerstegig förångare eller kondensor till- föra det från det föregående steget kommande kondensatet till nästa steg genom kanalerna 39, 40, där detta kondensat finner ett expansionsrum, i vilket det kan bilda ytterligare ång- mängder, som ytterligare kan tillföras till kanalerna 26, 27, så att den i det från försteget kommande kondensatet erhållna värmemängden kan utnyttjas vidare utan att några särskilda åtgärder krävs för detta. Denna möjlighet har inte tidigare 465 0% 10 funnits vid plattförångare eller plattkondensorer. Det vid det i nämnda exempel andra steget i kanalerna 39 och 40 inkomande resp. kvarvarande kondensatet kan avdragas via en ytterligare utloppsledning och ånyo tillföras ett eventuellt ytterligare steg på motsvarande sätt.

De visade förhållandena framgår schematiskt i fig. 7, som i en vy motsvarande fig. 1 visar den nya plattapparaten men utan stativ.

Enligt fig. 7 sker vid ett plattpaket 43 värmemedeltill- förseln, dvs. tillförseln av det medium, som skall konden- seras, över kanaler 26, 27 längs pilriktningen 44, medan tillförseln av ett ytterligare värmemedium sker över kanal- erna 39, 40 längs pilen 45. På den tillförseln motsatt liggande sidan är en omlänkning 46 anordnad mellan de undre och övre kanalerna, varifrån värmemedlet eller ångan därefter kan ströma längs pilriktningen 46 i motström i kanalerna 26, 27. Lämpligen kan mellan de båda inmatningsriktningarna 44, 47 vara anordnad en skiljevägg 48, som enkelt kan förverk- ligas genom att icke utstansa genomföringarna 26, 27 på en platta i det mittre området av plattstapeln 43.

Det i fig. 7 visade exemplet hänför sig till en enstegig plattförångare, vid vilken det medium 50, som skall konden- seras, tillföres via kanalerna 26, 27 å ena sidan och 39, 40 å andra sidan med hjälp av omlänkningen 46 och skiljeväggen 48. Såsom framgått ovan, finns emellertid även möjligheten att tillföra det medium 50, som skall kondenseras, enbart till kanalerna 26, 27 och mata kanalerna 39, 40 vid en fler- stegig apparat med kondensatet hos ett föregående steg, varvid detta kondensat därefter i kanalerna 39, 40 inkommer i ett expansionsrum, i vilket från detta kondensat uppstår ytterligare ånga, som via omlänkningen 46 matas till kanal- erna 26, 27, varigenom skiljeväggen 48 i regel blir över- . flödig. Det i kanalerna 39, 40 vid expansionen vanligen kvarvarande kondensatet kan via nedtill befintliga anslut- ningar 51, 52 tillföras kondensatutloppet 53 och eventuellt användas på detta sätt i ett efterföljande förångningssteg, -10 15 20 11- a 465 om såsom i detta sammanhang beskrivits i samband med kanalerna 39, 40.

Generellt skall även påpekas att givetvis omlänkningen 46 i fig. 7 även kan vara anordnad på den högra, plattpaketet tillslutande ändplattan vid utelämnande av skiljeväggen 48, så att den till vänster som förslutning visade plattan kan vara utförd utan anslutningar eller genomföringar. Detta beror på förhållandena vid det enskilda fallet.

Det är även självklart att värmemedelsinloppet 26, 27 på känt sätt vid en plattförångare eller plattkondensor kan vara större än tvärsnittet 32, 33 hos kondensavloppet, medan däremot på produktsidan, dvs. även på sidan för det medium, som skall förångas, inloppstvärsnittet 24 är mindre än ut- loppstvärsnittet 25. Såsom även framgår i fig. 3 - 6 är på grund av den olika utformade profileringen av den förång- ningen av ett medium tjänande plattan å ena sidan och den kondenseringen av ett annat medium tjänande plattan å andra sidan hänför motsvarande olika plattyper erforderliga.

Claims (7)

465' 016 :z Patentkrav

1. Plattförångare eller -kondensor, vid vilken av plåt ut- stansade och genom pressning med en profilering försedda, i huvudsak rektangulära plattor (20. 21) är lösbart spända yta mot yta mittför varandra till en stapel (43) mellan en sta- tívplatta och en lockplatta i ett ramstativ, varvid plattorna medelst mellan desamma. i motsvarande spår i plattorna an- ordnade periferitätningar (22, 23) bildar slutna strömnings- rum växelvis för ett medium. som skall förångas och ett där- med parallellt strömmande medium. som skall kondenseras, vilka rum via med varandra inriktade, av genomföringar i plattorna bildade till- och avloppsöppningar medelst mot- svarande utformning av periferitätningarna kan matas med det aktuella mediet, och varvid plattorna är stödda mot varandra medelst i rummen (36) för det medium, som skall förångas, in- skjutande, vertikalt och parallellt med medieströmmen riktade och på avstånd från varandra anordnade åsar (34) och medelst i rummen för det medium. som skall kondenseras, anordnade i- särhållningsdelar (35), k ä n n e t e c k n a d av att ås- arna (34) ligger mot varandra i rummen (36) för det medium, som skall förångas, att isärhållningsdelarna bildas av mellan åsarna i rummen för det medium, som skall kondenseras, in- skjutande. mot varandra liggande vårtor (35), att de kanaler bildande genomföringarna (24. 25) för inströmningen och ut- strömningen av det medium, som skall förångas. sträcker sig över hela plattbredden mellan periferitätningarna (22. 23) vid de båda kortsidorna av plattorna. att de kanaler bildande genomföringarna (26, 27; 32, 33) för inströmningen och ut- strömningen av det medium. som skall kondenseras, är anord- nade i vid sidorna belägna utbuktningar (28. 29; 30. 31) i området för plattornas övre och undre ändar. att plattpro- fileringen är utformad som tvärs mot medieströmmen för- löpande, i huvudsak sinusformade vågor (37. 38) mellan de om- råden. som bildas å ena sidan av genomföringarna (25, 26, 27) och å andra sidan av genomföringarna (24, 32, 33). och att vågorna hos intilliggande plattor är inbördes förskjutna en halv vågdelning. 45.. ÖW Cl i a. CN J:

2. Plattförângare eller -kondensor enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att avståndet mellan vårtorna (35) i plattornas (20. 21) tvär- och längdriktning är i huvudsak lika stort.

3. Plattförângare eller -kondensor enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att plattorna (20, 21) mellan ut- buktningarna (28, 29; 30. 31) med de till- och avloppen för det medium. som skall kondenseras, tjänande genomföringarna (26. 27: 32. 33) uppvisar en ytterligare sidoutbuktning (41. 42) med genomföringar (39, 40) och en därigenom bildad kanal för tillförsel av det medium. som skall kondenseras. att den ytterligare kanalen genom motsvarande utformning av periferi- tätningarna är tíllsluten gentemot plattmellanrummen, och att i stativplattan eller lockplattan är anordnad en omlänkning (46) för det medium, som skall kondenseras, från den ytter- ligare kanalen till de av genomföringarna (26. 27) bildade kanalerna.

4. Plattförångare eller -kondensor enligt krav 3. k ä n n e- t e c k n a d av att den av genomföringarna (39. 40) bildade kanalen under anslutningen för omlänkningen (46) i stativplattan eller lockplattan uppvisar en anslutning (51, 52) för avdragning av kondensatet från det medium, som kondenseras.

5. Plattförângare eller -kondensor enligt krav 3 eller 4. k ä n n e t e c k n a d av att tilloppet för det medium. som skall kondenseras, är tíllslutet (vid 48) i området för plattstapelns (43) mitt.

6. Plattförångare eller -kondensor enligt krav 5, k ä n n e- t e c k n a d av att tillslutningen av tilloppet åstad- kommes genom utelämnande av genomföring vid den tillhörande sidoutbuktningen (28, 29) vid en platta. 465 Û-'šó p,

7. Plattförângare eller -kondensor enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att sídoutbuktníngarna (28, 29; 30. 31; 41, 42) och de i dessa anordnade genomföríngarna (26, 27: 32, 33; 39. 40) och de därigenom bildade kanalerna är anordnade parvis spegelvänt mot plattornas (20, 21) verti- kala längsmittlínje.