SE505225C2

SE505225C2 - Plattvärmeväxlare och platta härför

Info

Publication number: SE505225C2
Application number: SE9300570A
Authority: SE
Inventors: Ralf Blomgren
Original assignee: Alfa Laval Thermal Ab
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1993-02-19
Publication date: 1997-07-21
Also published as: JPH07506420A; US6926076B2; DE69422342D1; CN1048091C; EP0636239A1; SE9300570D0; JP3675475B2; DE69422342T2; WO1994019657A1; US20040168793A1; EP0636239B1; US6702005B1; SE9300570L; CN1102287A

Description

15 20 25 30 35 505 225 2 uppvisar två fördelningspartier och ett däremellan anordnat huvudsakligen värmeöverförande parti. Det värmeöverförande partiet innefattar ett pressat korrugeringsmönster med parallella àsar och dalar och är utformat med ett flertal bandformiga områden som sträcker sig tvärs över plattorna.

Trots att de förut kända plattvärmeväxlarna uppvisar värme- överförande partier utformade med ett flertal områden som sträcker sig tvärs över eller längs med plattorna uppstår problem med att plattorna deformeras. Dvs plattorna böjer sig eller buktar åt olika håll. Plattorna blir därmed svår- hanterliga, exempelvis vid montering på en konventionell bäraxel eller vid hopsvetsning.

Problemet beror på att den kraftiga korrugeringen av plattornas värmeöverförande parti medger en förlängning av plattorna i nämnda parti. Detta problem uppkommer i synnerhet då de parallella àsarna och dalarna har en liten vinkel i förhållande till en tänkt axel omkring vilken plattan riskerar att böja sig, samtidigt som övriga delar av plattan, såsom exempelvis tätningsspàr eller portpartier, inte kan ge tillräckligt styvhet för att motverka en deformation. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att i en plattvärme- växlare av här aktuellt slag åstadkomma en värmeöverförings- platta där korrugeringsmönstret är så utformat att risken för deformation minskar och därmed förbättra hanterbarheten av en värmeöverföringsplatta jämfört med tidigare kända värmeöver- föringsplattor.

Dessa ändamål uppnås enligt uppfinningen med en plattvärme- växlare av inledningsvis beskrivet slag vilken kännetecknas av att det värmeöverförande partiet hos varje värmeöver- föringsplatta innefattar en rad med åtminstone tre efter varandra i nämnda strömningsriktning belägna områden, att ett 10 15 20 25 30 35 505 225 jämnt antal sådana rader är anordnade bredvid varandra tvärs strömningsriktningen, och att de parallella åsarna och dalar- na hos varje par av intilliggande områden i samma rad och i närbelägna rader sträcker sig på sådant sätt att de utgör spegelbilder av varandra med avseende på en tänkt linje mellan respektive områden.

Uppfinningen är även tillämpbar för andra typer av platt- värmeväxlare och avser även en värmeöverföringsplatta för en plattvärmeväxlare, innefattande inlopp och utlopp för åtminstone två värmeöverförande fluider och ett däremellan anordnat värmeöverförande parti, varvid in- och utloppen är så anordnade att nämnda fluider erhåller en strömnings- riktning väsentligen från respektive inlopp till respektive utlopp och varvid det värmeöverförande partiet är försett med ett pressat korrugeringsmönster, vilket är uppdelat i ett flertal områden med parallella åsar och dalar, kännetecknad av att det värmeöverförande partiet innefattar en rad med åt- minstone tre efter varandra i nämnda strömningsriktning belägna områden, att ett jämnt antal sådana rader är anord- nade bredvid varandra tvärs strömningsriktningen, och att de parallella åsarna och dalarna hos varje par av intilliggande områden i samma rad och i närbelägna rader sträcker sig på sådant sätt att de utgör spegelbilder av varandra med av- seende på en tänkt linje mellan respektive områden.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritning, där figur 1 visar en frontvy av ett värmeöverföringsplatta utformad i enlighet med uppfinningen, Föreliggande plattvärmeväxlare är avsedd för värmeöverföring mellan två fluider, företrädesvis vätskor, och är sammansatt av ett antal mot varandra anliggande tunna, huvudsakligen 10 15 20 25 30 35 505 225 rektangulärt långsträckta värmeöverföringsplattor. Även andra former hos värmeöverföringsplattorna, såsom runda, kan vara tänkbara.

I figur 1 visas en värmeöverföringsplatta 1, utformad i enlighet med uppfinningen, vilken på konventionellt sätt är försedd med en inloppsport 2 och en utloppsport 3, för ett första värmeöverförande fluidum, samt en inloppsport 4 och en utloppsport 5, för ett andra värmeöverförande fluidum. Ett tätningsorgan 6 sträcker sig runt portarna 4 och 5 samt runt plattans periferi, varvid tätningsorganet 6 tillsammans med ytterligare en värmeöverföringsplatta avgränsar ett strömningsutrymme för ett av nämnda värmeöverförande fluider och passager för genomströmning av det andra värmeöverförande fluidet. Tätningsorganet 6 kan utgöras av en packning belägen i ett packningsspår, men även andra kända tätningsarrangemang kan utnyttjas, såsom svetsning, lödning eller limning.

Värmeöverföringsplattan l har genom pressning försetts med korrugeringsmönster och uppvisar mellan inloppsportarna 2 resp. 4 och utloppsportarna 3 resp. 5, två fördelningspartier 7 och 8 och ett däremellan beläget huvudsakligen värmeöver- förande parti 9, vilket sistnämnda parti är uppdelat i ett flertal områden l0a och lOb, där varje område innefattar ett antal parallella àsar och dalar.

I en plattvärmeväxlare enligt uppfinningen staplas flera identiska värmeöverföringsplattor 1 till ett paket där den ena av två närbelägna värmeöverföringsplattor är vriden l80° i sitt eget plan relativt den andra. Härvid kommer àsarna i nämnda områden l0a på den ena värmeöverföringsplattan 1 att anligga mot de av dalarna bildade àsarna i nämnda område l0b på den andra värmeöverföringsplattan. Naturligtvis kan platt- värmeväxlaren även bestå av två olika slags värmeöverförings- plattor staplade på varandra. 10 15 20 25 30 (II 505 225 Plattvärmeväxlaren har således in- och utloppen anordnade så att en värmeöverförande vätska erhåller en strömningsriktning mellan värmeöverföringsplattorna l som sträcker sig väsent- ligen från det ena fördelningspartiet 7 till det andra för- delningspartiet 8 hos varje värmeöverföringsplatta 1. I detta fall är strömningsriktningen väsentligen parallell med värme- överföringsplattans långsidor. I plattvärmeväxlaren avgränsar vartannat plattmellanrum ett strömningsutrymme för en första vätska och övriga plattmellanrum avgränsar strömningsutrymmen för en andra vätska.

Det värmeöverförande partiet 9 hos varje värmeöverförings- platta 1 innefattar en rad med åtminstone tre efter varandra i nämnda strömningsriktning belägna områden lOa och lOb, och ett jämnt antal sådana rader är anordnade bredvid varandra tvärs strömningsriktningen. Härvid kommer de parallella åsarna och dalarna hos varje par av intilliggande områden lOa och lOb att sträcka sig på sådant sätt att de utgör spegel- bilder av varandra med avseende på en tänkt linje mellan respektive områden lOa och l0b. Följaktligen kommer de parallella åsarna och dalarna hos två diagonalt belägna områden (antingen lOa eller lOb) att vara identiska.

Genom att dela upp det värmeöverförande partiet 9 i ett antal mindre områden lOa och lOb, där de intilliggande områdena utgör en spegelbild av det betraktade, så kommer fyra sådana områden effektivt att motverka varandras tendens att förlänga sig och därmed styva upp värmeöverföringsplattan i dess plan.

Dvs en förlängning av ett område lla, genom en utplaning av dess åsar och dalar, i en riktning vinkelrät mot åsarna och dalarna, förhindras av angränsande områden llb, vars åsar och dalar ej medger förlängning i nämnda riktning. De diagonalt belägna områdena kommer att bilda ett slags fackverk som motverkar att värmeöverföringsplattan förlängs. 10 15 20 25 505 225 6 Lämpligtvis innefattar det värmeöverförande partiet 9 hos varje värmeöverföringsplatta l rader med ett udda antal efter varandra i strömningsriktningen belägna områden l0a och lOb, varvid det är möjligt att skapa en plattvärmeväxlare av endast ett slags plattor.

Flertalet kända värmeöverföringsplattor skulle kunna utformas med ett värmeöverförande parti med ett flertal områden i enlighet med uppfinningen, men den mest påtagliga effekten av den föreslagna uppdelningen av det värmeöverförande partiet uppnås vid stora värmeöverföringsplattor. Främst vid långa plattor avsedda för små flöden, dvs där de parallella åsarna och dalarna hos varje par av intilliggande områden l0a och lOb sträcker sig med en mellanliggande vinkel, som är trubbig i förhållande till strömningsriktningen, så kallade hög-9 plattor.

För att ytterligare förhindra en förlängning av värmeöver- föringsplattan kan det värmeöverförande partiet förses med uppressade förstyvningsspår ll, som sträcker sig i ström- ningsriktningen över en eller flera områden. För att dessa förstyvningsspår inte skall bilda förbikopplingskanaler för det värmeöverförande fluidet, bör de inte sträcka sig över värmeöverföringspartiets hela längd eller stor del därav.

Istället kan förstyvningsspáren anordnas förskjutna relativt varandra, så att de överlappar värmeöverföringspartiets hela längd, men att de inte sammanfaller med varandra då två värmeöverföringsplattor anordnas mot varandra.

Claims

10 15 20 25 30 505 225

1. Plattvärmeväxlare för värmeöverföring mellan två vätskor, innefattande ett antal mot varandra anliggande tunna värme- överföringsplattor (1) och mellan värmeöverföringsplattorna anordnade tätningsorgan (6), vilka i vartannat plattmellanrum avgränsar ett strömningsutrymme för en första vätska och i övriga plattmellanrum avgränsar strömningsutrymmen för en andra vätska, varvid varje värmeöverföringsplatta (1) uppvisar ett pressat korrugeringsmönster, som har två fördel- ningspartier (7,8) och ett däremellan anordnat huvudsakligen värmeöverförande parti (9), vilket är uppdelat i ett flertal områden (l0a,lOb) med parallella àsar och dalar, och varvid plattvärmeväxlaren har inlopp och utlopp för nämnda vätskor, så anordnade att vätskorna erhåller en strömningsriktning mellan värmeöverföringsplattorna (l) väsentligen från det ena till det andra fördelningspartiet (7,8) hos varje värme- överföringsplatta (1), k ä n n e t e c k n a d a v att det värmeöverförande partiet (9) hos varje värmeöver- föringsplatta (1) innefattar en rad med åtminstone tre efter varandra i nämnda strömningsriktning belägna områden (l0a,lOb), att ett jämnt antal sådana rader är anordnade bredvid varandra tvärs strömningsriktningen, och att de parallella åsarna och dalarna hos varje par av intilliggande områden (l0a,lOb) i samma rad och i närbelägna rader sträcker sig på sådant sätt att de utgör spegelbilder av varandra med avseende på en tänkt linje mellan respektive områden (l0a,lOb). 10 15 20 25 30 35 505 225

2. Plattvärmeväxlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att det värmeöverförande partiet (9) hos varje värme- överföringsplatta (1) innefattar rader med ett udda antal efter varandra i strömningsriktningen belägna områden (lOa,l0b).

3. Plattvärmeväxlare enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a V att de parallella åsarna och dalarna hos varje par av intilliggande områden (lOa,l0b) sträcker sig med en mellanliggande vinkel, som är trubbig i förhållande till strömningsriktningen.

4. Plattvärmeväxlare enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n a d a v att det värmeöverförande partiet (9) förses med uppressade förstyvningsspàr (ll) som sträcker sig i strömningsriktningen.

5. Plattvärmeväxlare enligt krav 4, k ä n n e t e c k - n a d a v att förstyvningsspåren (ll) är förskjutna relativt varandra i strömningsriktningen.

6. Plattvärmeväxlare enligt krav 5, k ä n n e t e c k - n a d a v att varje förstyvningsspår endast sträcker sig över en del av det värmeöverförande partiet.

7. Värmeöverföringsplatta (1) för en plattvärmeväxlare, innefattande inlopp (2,4) och utlopp (3,5) för åtminstone tvà värmeöverförande fluider och ett däremellan anordnat värme- överförande parti (9), varvid in- och utloppen är så anordnade att nämnda fluider erhåller en strömningsriktning väsentligen från respektive inlopp (2,4) till respektive utlopp (3,5) och varvid det värmeöverförande partiet (9) är försett med ett pressat korrugeringsmönster, vilket är uppdelat i ett flertal områden (lOa,l0b) med parallella ásar och dalar, 10 9 sus 225 k ä n n e t e c k n a d a v att det värmeöverförande partiet (9) innefattar en rad med åtminstone tre efter varandra i nämnda strömningsriktning belägna områden (lOa,10b), att ett jämnt antal sàdana rader är anordnade bredvid varandra tvärs strömningsriktningen, och att de parallella àsarna och dalarna hos varje par av intilliggande områden (lOa,10b) i samma rad och i närbelägna rader sträcker sig på sádant sätt att de utgör spegelbilder av varandra med avseende på en tänkt linje mellan respektive områden (lOa,lOb).