SE463534B

SE463534B - HEAT EXCHANGER PLATER WITH SPECIFIC CURRENCY AT THE PROFILE

Info

Publication number: SE463534B
Application number: SE8605420A
Authority: SE
Inventors: A Balla; B Rummler; R Teubner
Original assignee: Nagema Veb K
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1990-12-03
Also published as: SE8605420L; SE8605420D0; DK162955B; DK162955C; DE3641404A1; DK601686D0; CS267698B1; GB2184530B; CS929886A1; DK601686A; DD244191A1; GB8630221D0; GB2184530A

Description

15 20 25 30 35 463 5354 2 tensivare värmeöverföring. Vid parallell styrning av de våg- formade profilerna hos intilliggande värmeöverföringsplattor finns mellan de mitt emot varandra liggande profilelementen likartade kanalavsnitt, i vilka strömningstvärsnittet alltid ändras från ett maximum till ett minimum och omvänt. Tvär- snittsändringen är lika stor över hela bredden, över vilken parallellstyrningen sker. Om de vågformiga profilerna hos de intilliggande värmeöverföringsplattorna korsar varandra, upp- står likaså kanalavsnitt, i vilka strömningstvärsnittet ändras. Det därvid erhållna förhållandet mellan maximalt och minimalt tvärsnitt ändras emellertid periodiskt över platt- bredden. Periodiciteten bestäms av avståndet mellan punkterna på vilka profllelementen hos de intilliggande plattorna ömse- sidigt vilar. Det erhållna förhållandet mellan det maximala och minimala strömningstvärsnittet i de enskilda kanalavsnit- ten och typen och utförandet av övergången mellan dessa ström- ningstvärsnitt bestämmer normgivande det erhållbara förhållan- det mellan värmeöverföringseffekten och erforderlig matnings- effekt. Genom relativt stora ändringar av strömningstvärsnit- tet vid de kända vågformiga profilerna kan sålunda erhållas en hög värmeöverförlngseffekt, vilken dock samtidigt betingar en hög matningseffekt, varvid en del av matningseffekten, som skall tillföras, ej längre kan utnyttjas för värmeöverföringen. Ändamålet med uppfinningen är att öka förhållandet mellan vär- meöverföringseffekten och den erforderliga matningseffekten gentemot kända utföranden av plattvärmeväxlare som är samman- satta av vågformiga profiler försedda värmeöverföringsplattor. 15 20 25 30 35 463 5354 2 more intensive heat transfer. In parallel control of the wave-shaped profiles of adjacent heat transfer plates, there are similar channel sections between the opposite profile elements, in which the flow cross-section is always changed from a maximum to a minimum and vice versa. The cross-sectional change is equal over the entire width, over which the parallel control takes place. If the wavy profiles of the adjacent heat transfer plates cross each other, duct sections also arise, in which the flow cross-section changes. However, the resulting ratio between maximum and minimum cross-section changes periodically across the plate width. The periodicity is determined by the distance between the points at which the profile elements of the adjacent plates rest on each other. The obtained ratio between the maximum and minimum flow cross-section in the individual duct sections and the type and design of the transition between these flow cross-sections determines the normative ratio between the heat transfer power and the required feed power. Due to relatively large changes in the flow cross section at the known corrugated profiles, a high heat transfer power can thus be obtained, which, however, at the same time requires a high feed power, whereby part of the feed power to be supplied can no longer be used for heat transfer. The object of the invention is to increase the ratio between the heat transfer power and the required feed power compared to known embodiments of plate heat exchangers which are composed of heat transfer plates provided with wavy profiles.

Han har funnit att i kanalerna som begränsas av vågformiga profiler samt värmeöverföringseffekten liksom den erforderliga pumpeffekten är starkt avhângiga kvotskillnaderna mellan läng- den hos ekvipotentiallinjerna och längden av strömningsvägen. över ett bestämt gränsvärde av denna kvotskillnad, som bestäms av de parametrar som karakteriserar de profilelementen bildan- de kurvsektionerna, ökar den erforderliga matningseffekten väsentligt utan någon väsentlig ökning av värmeöverförings- effekten. av.. 10 15 20 25 30 35 3 465 34 k! Uppfinningen har därför till uppgift att utforma profilelemen- ten hos i och för sig kända värmeöverföringsplattor, vars strömningskanalerna begränsande ytor förlöper vinkelrätt eller med en bestämd över plattbredden konstant eller periodiskt varierande vinkel, så att i de av de mitt emot varandra lig- gande profilelementen hos intilliggande värmeöverföringsplat- tor bildade kanalavsnitten strömningshastighetsändringarna en- bart sker i sådan utsträckning att de bidrar till en ökning av värmeöverföringseffekten.He has found that in the ducts which are limited by wavy profiles and the heat transfer power as well as the required pump power, the quota differences between the length of the equipotential lines and the length of the flow path are strongly dependent. above a certain limit value of this ratio difference, which is determined by the parameters that characterize the curve sections forming the profile elements, the required feed effect increases significantly without any significant increase in the heat transfer effect. av .. 10 15 20 25 30 35 3 465 34 k! The object of the invention is therefore to design the profile elements of heat transfer plates known per se, the limiting surfaces of the flow channels of which run perpendicularly or with a constant or periodically varying angle determined over the plate width, so that in the opposite profile elements of Adjacent heat transfer plates formed the duct sections, the flow velocity changes only occur to such an extent that they contribute to an increase in the heat transfer effect.

Enligt uppfinningen formas profilkurvorna, som bildas genom projektion av värmeöverföringsplattans profilelement på ett vinkelrätt mot den projicerade värmeöverföringsytan och paral- lellt med strömningsriktningen liggande pfan, så att krök- ningen hos de kurvsektioner, som bildar profilkurvorna ändras ständigt och ensartat med längden av kurvsektionerna, varvid dessa kurvsektioner har sin största krökning i de punkter, i vilka de alltid övergår i varandra eller i den dessa förbin- dande raksektionen, medan de har sin minsta krökning i de punkter, i vilka de övergår i kurvsektionerna hos profilkur- vorna hos intilliggande profilelement.According to the invention, the profile curves formed by projecting the profile elements of the heat transfer plate are formed perpendicular to the projected heat transfer surface and parallel to the flow direction, so that the curvature of the curve sections forming the profile curves changes constantly and uniformly with the length of the curve. these curve sections have their greatest curvature at the points at which they always merge into each other or into the connecting straight section, while they have their smallest curvature at the points at which they merge into the curve sections of the profile curves of adjacent profile elements.

Genom denna uppfinningsmässiga utformning av den vågformiga profilen hos värmeöverföringsplattorna uppnås att stigningen hos kvotskillnaden mellan längden hos ekvipotentiallinjen i de kanalavsnitt, som bildas av de mitt emot varandra liggande profilelementen hos de i plattvärmeväxlaren intilliggande vär- meöverföringsplattorna, och längden av strömningssträckan ut- formas så, att för värmeöverföringen icke utnyttjbara tryck- förluster undvikes så att förhållandet mellan vârmeöverfö- ringseffekten och den erforderliga matningseffekten kan ökas väsentligt.By this inventive design of the wavy profile of the heat transfer plates, it is achieved that the rise of the ratio difference between the lengths of the equipotential line in the duct sections formed by the opposite profile elements of the heat transfer surfaces of the heat transfer adjacent adjacent plate heat exchangers, that pressure losses that are not usable for the heat transfer are avoided so that the ratio between the heat transfer power and the required feed power can be significantly increased.

En utföringsform av uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. l visar pro- filkurvor som erhålles genom projektion av mitt emot varandra liggande profilelement hos i plattvärmeväxlaren intilliggande värmeöverföringsplattor på ett vinkelrätt mot den projicerade 10 15 20 25 30 35 463 534 4 värmeöverföringsytan och parallellt med strömningsriktningen liggande plan, vilka profilkurvor bildas av tvâ kurvsektioner, medan fig. 2 visar profilkurvor, som bildas genom projektion av mitt emot varandra liggande profilelement hos i plattvärme- växlaren intilliggande värmeöverföringsplattor pâ ett vinkel- rätt mot den projicerade vârmeöverföringsytan och parallellt med strömningsriktningen liggande plan, vilka kurvor bildas av tvâ kurvsektioner och en dessa förbindande raksektion.An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows profile curves obtained by projection of opposite profile elements of heat transfer plates adjacent to the plate heat exchanger on a perpendicular to the projected surface. 534 4 the heat transfer surface and planes parallel to the flow direction, which profile curves are formed by two curve sections, while Fig. 2 shows profile curves formed by projection of opposite profile elements of heat transfer plates adjacent in the plate heat exchanger on a perpendicular to the projected heat surface. and planes lying parallel to the direction of flow, which curves are formed by two curve sections and a straight section connecting them.

Värmeöverföringsplattorna har med vågformiga profiler försedda ytor. vilka begränsar strömningskanalerna vid sammansättningen av plattorna till en plattvärmeväxlare. Om de enskilda profil- elementen la resp. lb projiceras på ett vinkelrätt mot värme- överföringsytan och parallellt med strömningsriktningen lig- gande plan, erhålles antingen enligt fig. 1 profilkurvor 2a, 2b, vilka består av tvâ kurvsektioner 3a och 4a resp. 3b och 4b, eller enligt fig. 2 profilkurvor 2c, 2d, vilka består av tvâ kurvsektioner l3a, l4a resp. l3b och l4b samt en dessa förbindande raksektion l2a resp. l2b. Om profilkurvan enligt fig. l enbart består av två kurvsektioner 3a och 4a resp. 3b och 4b, övergår dessa i varandra i en punkt Sa resp. Sb med samma lutning. I punkterna Ba resp. Bb och punkterna 9a resp. 9b sker övergången till profilkurvorna hos de båda intillig- gande profilelementen. Krökningen hos kurvsektionerna 3a resp. 3b ändras från punkten Ba resp. Bb till punkten Sa resp. Sb på ett ensartat sätt. I punkten Ba resp. Bb har den sitt minsta värde och i punkten Sa resp. Sb sitt största värde. Därvid kan krökningsförloppet hos kurvsektionerna 3a från punkten Ba till punkten Sa vara lika eller olika stor i jämförelse med krök- ningsförloppet hos kurvsektionen 4a från punkten 9a till punk- ten Sa. Likaså kan krökningsförloppen vid motsvarande kurvsek- tioner hos profilkurvorna vid de intilliggande profilelementen vara lika eller olika stora, varigenom vid sammanfogning av värmeöverföringsplattorna de mitt emot varandra liggande kurv- sektionerna 3a och 3b samt 4a samt 4b antingen har lika eller olika förlopp. Om profilkurvan enligt fig. 2 bildas av två kurvsektioner l3a och l4a resp. l3b och l4b och en raksektion l2a resp. l2b, som förbinder dessa i punkter Ga och 7a resp.The heat transfer plates have surfaces provided with corrugated profiles. which limit the flow channels in the assembly of the plates to a plate heat exchanger. If the individual profile elements added resp. 1b is projected on a plane perpendicular to the heat transfer surface and lying parallel to the direction of flow, profile curves 2a, 2b are obtained either according to Fig. 1, which consist of two curve sections 3a and 4a resp. 3b and 4b, or according to Fig. 2 profile curves 2c, 2d, which consist of two curve sections 13a, 14a and l3b and l4b and a straight section l2a resp. l2b. If the profile curve according to Fig. 1 only consists of two curve sections 3a and 4a resp. 3b and 4b, these merge into one point Sa respectively. Sb with the same slope. In points Ba resp. Bb and points 9a resp. 9b, the transition to the profile curves of the two adjacent profile elements takes place. The curvature of the curve sections 3a resp. 3b is changed from point Ba resp. Bb to the point Sa resp. Sb in a uniform way. In the point Ba resp. Bb has its smallest value and in the point Sa resp. Sb its greatest value. In this case, the course of curvature of the curve sections 3a from the point Ba to the point Sa can be the same or different in comparison with the course of curvature of the curve section 4a from the point 9a to the point Sa. Likewise, the curvature courses at corresponding curve sections of the profile curves at the adjacent profile elements can be the same or different sizes, whereby when joining the heat transfer plates the opposite curve sections 3a and 3b and 4a and 4b have either the same or different courses. If the profile curve according to Fig. 2 is formed by two curve sections 13a and 14a resp. l3b and l4b and a straight section l2a resp. l2b, which connects these at points Ga and 7a resp.

'I 10 5 463 534 6b och 7b med samma lutning, erhålles analoga förhållanden.In 10 5 463 534 6b and 7b with the same slope, analogous conditions are obtained.

Kurvsektionerna l3a och l4a resp. l3b och l4b har sin minsta krökning 1 punkterna l0a, lla resp. 10b, llb, vilken krökning ensartat ökar mot punkterna 6a och 7a resp. 6b och 7b längs kurvsektionerna. I detta fall kan motsvarande kurvsektionerna hos de intilliggande profilelementen ha lika eller olika krök- ningsförlopp, så att de mitt emot varandra liggande kurvsek- tionerna l3a, l3b och l4a, l4b hos profilelementen hos tvâ i plattvärmeväxlaren intilliggande värmeöverföringsplattor har lika eller olika krökníngsförlopp.Curve sections l3a and l4a resp. l3b and l4b have their smallest curvature 1 points l0a, lla resp. 10b, 11b, which curvature uniformly increases towards points 6a and 7a, respectively. 6b and 7b along the curve sections. In this case, the corresponding curve sections of the adjacent profile elements may have the same or different curvature processes, so that the opposite curve sections 13a, 13b and 14a, 14b of the profile elements of two heat transfer plates adjacent to the plate heat exchanger have the same or different curvature curves.

Claims

10 15 20 25 30 35 463 Patent claims

1. Profiled heat transfer plates, which while maintaining a certain distance in suitable devices are so assembled into heat exchangers that flow channels are formed between the heat transfer plates, the height of which is small in relation to their width and length but substantially greater than the thickness of the heat transfer plates, the flow channels limiting the surfaces of the heat transfer plates being so provided with wave-shaped profiles which run perpendicularly or with a constant or periodically varying angle with respect to the direction of the plate width, that the flow channels periodically consist of a number of repeating duct sections, in which the duct height is uniformly changed over the duct width. which is several times as long as the length in the direction of flow of the profile elements delimiting such a channel section, and the profile elements are formed either by two always intersecting curve sections or by two curve sections and a straight section connecting two points with the same inclination of these curve sections, characterized in that the curvature of the curve sections (3a, 3b, 4a, 4b, 13a, 13b, 14a, 14b) which form the profile curves (2a. 2b, 20, 2d) which delimit one channel section (1a, 1b), and which are projected perpendicular to the projected heat transfer plates and planes parallel to the flow direction, change in such a way with the length of these curve sections that the curve sections always have their greatest curvature at the point adjacent to it. point (Sa, Sb), at which the curve sections always merge into each other, or at the point (6a. 6b, 7a, 7b) at which they join the straight section connecting the curve sections ( l2a, l2b), and its smallest curvature at the point (Ba, 8b, 9a, I 9b, l0a, l0b, lla, llb), where the curve sections always merge into the f profile curves of the profile elements which delimit the adjacent channel sections. vi Il

Heat transfer plates according to claim 1, characterized in that the curve sections (3a, 3b, 4a, 4b) and the curve sections (13a, 13b, 14a, 14b) always have the same mean curvature.

Heat transfer plates according to claim 1, characterized in that the average curvature of the curve sections (3a, 4b, 13a, 14b) and the curve sections (3a, 4a, 13b, 14a) is always the same but that the mean curvature of the curve sections (3a, db. l3a, l4b) is different from that of the curve sections (3b, 4a, l3b, l4a).

Heat transfer plates according to claim 1, characterized in that the average curvature of the curve sections (3a, 13a, 4a, 14a) differs from the mean curvature of the curve sections (3b, 13b, 4b, 14b).