SE511270C2

SE511270C2 - Plate heat exchanger since the plane of the door portion in an outer heat exchange plate enables contact with the end plate

Info

Publication number: SE511270C2
Application number: SE9800099A
Authority: SE
Inventors: Lennart Edsoe; Ingvar Lindholm
Original assignee: Alfa Laval Ab
Priority date: 1998-01-15
Filing date: 1998-01-15
Publication date: 1999-09-06
Also published as: EP1047912A1; KR20010052143A; WO1999036740A1; SE9800099L; DE69906931D1; EP1047912B1; DE69906931T2; AU2304399A; CN1288512A; CN1262811C; SE9800099D0; KR100560031B1

Abstract

The present invention refers to a plate heat exchanger for at least two heat exchanging fluids, which heat exchanger is permanently joined and comprises at least one core of plates with a plurality of inner heat exchanging plates (12b, 12c, 22b, 22c), at least two outer heat exchanging plates (12a, 22a, 22d) and at least two end plates (11, 21, 22). Each one of the heat exchanging plates (12a, 12b, 12c, 22a, 22b, 22c, 22d) is equipped with one or several corrugations vertically extending within an area bounded by two at a distance from each other situated parallel first and second planes respectively. The first plane is closer to a first end plate (11, 21) in one end of the heat exchanger than the second plane is. Each one of the heat exchanging plates is furthermore equipped with at least four port holes, every port hole being surrounded by a first sealing area, resulting in every heat exchanging plate showing at least four such first sealing areas. At least all except one of the mentioned first sealing areas on a first outer heat exchanging plate (12a, 22a) are in the mentioned first plane and bear on and seal against the mentioned first end plate (11, 21) extending in this plane.

Description

15 20 25 511 270 minst två värmeväxlingsfluider vilken är permanent sammanfogad och innefattar minst ett plattpaket med ett flertal inre värmeväxlingsplattor, minst två yttre värmeväxlingsplattor och minst två ändplattor. Värme- växlingsplattorna bildar mellan sig plattmellanrum och var och en av de yttre värmeväxlingsplattorna befinner sig mellan de inre värmeväxlings- plattorna å ena sidan och en av ändplattorna å den andra. 511 270 at least two heat exchange fluids which are permanently joined and comprise at least one plate package with a plurality of inner heat exchange plates, at least two outer heat exchange plates and at least two end plates. The heat exchange plates form plate gaps between them and each of the outer heat exchange plates is located between the inner heat exchange plates on one side and one of the end plates on the other.

Var och en av värmeväxlingsplattoma är försedd med en eller flera korrugeringar som i sin höjdled utsträcker sig inom ett område som begränsas av två på avstånd från varandra befintliga parallella första respektive andra plan och som båda är huvudsakligen parallella såväl med samtliga värmeväxlingsplattor som med plattvärmeväxlarens ändplattor. Det första planet befinner sig närmare en första ändplatta i värmeväxlarens ena ände än det andra planet och det andra planet befinner sig närmare en andra ändplatta i värmeväxlarens andra ände än det första planet.Each of the heat exchange plates is provided with one or more corrugations extending in its height within an area bounded by two spaced parallel parallel first and second planes and both of which are substantially parallel to all heat exchange plates as well as to the plate heat exchanger end plates. The first plane is closer to a first end plate at one end of the heat exchanger than the second plane and the second plane is closer to a second end plate at the other end of the heat exchanger than the first plane.

Var och en av värmeväxlingsplattorna är vidare försedd med minst fyra porthål ingående i en inloppskanal och en utloppskanal genom platt- paketet för vart och ett av ﬂuiderna. Varje porthål omges av en, nära porthålets periferi sig befinnande, första tätningsyta, varför varje värme- växlingsplatta uppvisar minst fyra sådana första tätningsytor.Each of the heat exchange plates is further provided with at least four port holes included in an inlet duct and an outlet duct through the plate package for each of the ﬂ uids. Each door hole is surrounded by a first sealing surface located near the periphery of the door hole, so that each heat exchange plate has at least four such first sealing surfaces.

Minst en av ändplattorna har ett ﬂertal porthål som vart och ett kommunicerar med en av inloppskanalerna eller en av utloppskanalerna och inloppskanalerna och utloppskanalema för ett första respektive ett 10 15 20 25 3 511 270 andra fluidum står i fluid kommunikation med en första respektive en andra uppsättning plattmellanrum.At least one of the end plates has a plurality of port holes each communicating with one of the inlet channels or one of the outlet channels and the inlet channels and the outlet channels of a first and a second fluid, respectively, are in fluid communication with a first and a second set, respectively. flat spacing.

Nämnda första tätningsytor på en första yttre värmeväxlingsplatta ligger i nämnda första plan och anligger och tätar mot nämnda första ändplatta som sträcker sig i detta plan.Said first sealing surfaces on a first outer heat exchange plate lie in said first plane and abut and seal against said first end plate extending in this plane.

Det för föreliggande uppfinning i övrigt kännetecknande framgår av efter- följande patentkrav.The other features of the present invention appear from the following claims.

Plattvärmeväxlaren ska nu närmare beskrivas i anslutning till utförings- former av uppﬁnningen och med hänvisning till bifogade ritningar.The plate heat exchanger will now be described in more detail in connection with embodiments of the invention and with reference to the accompanying drawings.

Figurförteclming Figur 1 visar, i tvärsnitt genom två portkanaler, en del av en plattvärme- växlare enligt teknikens ståndpunkt.Figure 1 Figure 1 shows, in cross section through two door channels, a part of a plate heat exchanger according to the prior art.

Figur 2 visar, i tvärsnitt genom två portkanaler, en del av en plattvärme- växlare enligt uppfinningen.Figure 2 shows, in cross section through two door channels, a part of a plate heat exchanger according to the invention.

Figur 3 visar, i frontvy, en del av en yttre värmeväxlingsplatta ingående i plattvärmeväxlaren enligt ﬁgur 2.Figure 3 shows, in front view, a part of an outer heat exchange plate included in the plate heat exchanger according to Figure 2.

Figur 4 visar, i tvärsnitt genom två portkanaler, en plattvärmeväxlare enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen. 10 15 20 25 511 270 4 Beskrivning av utföringsfomwer Av figur 1 framgår en del av en plattvärmeväxlaren enligt teknikens ståndpunkt innefattande en plan ändplatta 1, en yttre värmeväxlings- platta 2a och två inre värmeväxlingsplattor 2b och 2c där plattorna 2a och 2c är identiska och således av en typ och plattan 2b av en annan.Figure 4 shows, in cross section through two gate channels, a plate heat exchanger according to an alternative embodiment of the invention. Description of embodiments Figure 1 shows a part of a plate heat exchanger according to the prior art comprising a flat end plate 1, an outer heat exchange plate 2a and two inner heat exchange plates 2b and 2c where the plates 2a and 2c are identical and thus of one type and plate 2b of another.

Vanligtvis förekommer såväl flera värmeväxlingsplattor som ytterligare en ändplatta. Av figuren framgår vidare tvâ kanaler 3, 4 för två värme- växlingsfluider, varvid det anses underförstått att ytterligare två kanaler krävs för dessa fluider.Usually there are several heat exchange plates as well as another end plate. The figure further shows two channels 3, 4 for two heat exchange fluids, it being considered implicit that two more channels are required for these fluids.

Var och en av värmeväxlingsplattorna är pressad så att områdena närmast kring respektive porthål ligger i olika plan. Sålunda ligger exempelvis för den yttre värmeöverföringsplattan 2a området närmast kring porthålet ingående i kanalen 3 i ett nedre plan och området närmast kring porthålet ingående i kanalen 4 i ett övre plan. Detta medför problem vid anslutning av plattpaketet till en plan ändplatta 1.Each of the heat exchange plates is pressed so that the areas closest to each door hole are in different planes. Thus, for example, for the outer heat transfer plate 2a, the area closest to the gate hole included in the channel 3 is in a lower plane and the area closest to the gate hole included in the channel 4 is in an upper plane. This causes problems when connecting the plate package to a flat end plate 1.

Enligt teknikens ståndpunkt används en tätningsbricka/distansring 5 för att i kanalen 3 överbrygga avståndet mellan den yttre värmeväxlings- plattan och ändplattan.According to the prior art, a sealing washer / spacer ring 5 is used to bridge the distance between the outer heat exchange plate and the end plate in the channel 3.

Av figur 2 framgår en del av plattvärmeväxlaren enligt uppfinningen innefattande en plan ändplatta 11, en yttre värmeväxlingsplatta 12a (se även figur 3) och två inre värmeväxlingsplattor 12b och 12c där alla plattorna kan vara av olika typ. Vanligtvis förekommer även här flera värmeväxlingsplattor och ytterligare en ändplatta. Två kanaler 13, 14 för två värmeväxlingsfluider förekommer i figuren men ytterligare två kanaler genom plattpaketet krävs för dessa fluider. 10 15 20 25 5 511 270 Den yttre värmeväxlingsplattan 12a uppvisar skillnader jämfört med den inre värmeväxlingsplattan 12c. Samtliga runt och nära porthålen beﬁntliga ytor för anliggning och tätning mellan den yttre värmeväxlings- plattan 12a och ändplattan 11 ligger i samma plan. Detta kan möjlig- göras utan att man vid pressningen av värmeväxlingsplattor behöver göra någon skillnad på plattor avsedda för tjänst i position 12a å ena sidan och position 12c å den andra. Plattorna utformas helt enkelt med två koncentriska tätningsytor i olika plan runt varje kritiskt porthål, dvs sådant porthål där önskemålet rörande tätningsytans plan varierar med användningen av plattan. Porthålen stansas, skäres eller klipps sedan upp i plattorna i en efterföljande operation. (Man kan i och för sig även tänka sig att ordningsföljden för de operativa stegen är den omvända, dvs att stansning, skärning eller klippning föregår pressning av plattan.) Genom att variera de uppklippta hålens storlek varierar man också positionen för tätningsytornas plan. Klipper man exempelvis ett hål med diametern C i figur 2 erhåller man ett porthål för kanalen 13 i ett nedre plan och plattan blir lämplig för användning i position 12c. Klipper man däremot ett mindre hål - med diametern A - erhåller man ett porthål för kanalen 13 i ett övre plan, vilket plan således direkt ansluter mot änd- plattan 11 utan att någon tätningsbricka eller motsvarande behöver tillgripas och plattan blir lämplig för användning i position 12a.Figure 2 shows a part of the plate heat exchanger according to the invention comprising a flat end plate 11, an outer heat exchange plate 12a (see also figure 3) and two inner heat exchange plates 12b and 12c where all the plates can be of different types. Usually there are also several heat exchange plates and another end plate. Two channels 13, 14 for two heat exchange fluids appear in the figure, but two more channels through the plate package are required for these fluids. The outer heat exchange plate 12a has differences compared to the inner heat exchange plate 12c. All around and near the door holes significant surfaces for abutment and sealing between the outer heat exchange plate 12a and the end plate 11 lie in the same plane. This can be made possible without the need to make any difference in the pressing of heat exchange plates for plates intended for service in position 12a on the one hand and position 12c on the other. The plates are simply designed with two concentric sealing surfaces in different planes around each critical door hole, ie such a door hole where the desire regarding the plane of the sealing surface varies with the use of the plate. The door holes are punched, cut or then cut into the plates in a subsequent operation. (It is also conceivable that the order of the operative steps is the reverse, ie that punching, cutting or cutting precedes pressing of the plate.) By varying the size of the cut holes, the position of the plane of the sealing surfaces is also varied. For example, if a hole with the diameter C in Figure 2 is cut, a port hole is obtained for the channel 13 in a lower plane and the plate becomes suitable for use in position 12c. If, on the other hand, a smaller hole - with a diameter A - is cut, a port hole is obtained for the channel 13 in an upper plane, which plane thus connects directly to the end plate 11 without any sealing washer or the like having to be used and the plate being suitable for use in position 12a .

Av figur 4 framgår hur situationen ter sig i ett fall med två ändplattor 21 och 22, två yttre värmeväxlingsplattor 22a och 22d samt två inre värme- växlingsplattor 22b och 22c. Antalet inre värmeväxlingsplattor är vanligt- vis större. Yttre värmeväxlingsplattan 22a och inre värmeväxlingsplattan 22c är identiska efter pressningen - skillnaden åstadkoms genom att 10 15 20 25 511 270 porthålet för kanalen 23 i respektive platta klipps till olika storlek. Inre värmeväxlingsplattan 22b och yttre vàrmeväxlingsplattan 22d är även de identiska efter pressningen - skillnaden åstadkoms även i detta fall genom att porthålen för kanalen 23 i respektive platta klipps till olika storlek. Samtliga tätningsytor runt porthålen i de yttre värmeväxlings- plattorna ansluter härigenom väl till respektive ändplatta. (Även här kan de operativa momenten utföras i omvänd ordning.) Om man så önskar kan en värmeväxlingsplatta av typen 12c eller 22c med befintliga porthål i efterhand konverteras till en värmeväxlingsplatta av typen 12a eller 22a. På motsvarande sätt kan en värmeväxlingsplatta av typen 22b med befintliga porthål i efterhand konverteras till en värme- växlingsplatta av typen 22d. Konverteringen åstadkoms genom att man helt enkelt kragar upp porthålet för kanalen 13, 23 till samma höjd som porthålet för kanalen 14, 24 så att tätningsytorna sålunda kommer att ligga i samma plan. Uppkragningen kan ske på vilket känt ändamåls- enligt sätt som helst exempelvis i ett transferverktyg eller liknande.Figure 4 shows what the situation looks like in a case with two end plates 21 and 22, two outer heat exchange plates 22a and 22d and two inner heat exchange plates 22b and 22c. The number of internal heat exchange plates is usually larger. The outer heat exchange plate 22a and the inner heat exchange plate 22c are identical after pressing - the difference is achieved by cutting the port hole for the channel 23 in each plate to different sizes. The inner heat exchange plate 22b and the outer heat exchange plate 22d are also the same after pressing - the difference is also achieved in this case by cutting the gate holes for the channel 23 in each plate to different sizes. All sealing surfaces around the door holes in the outer heat exchange plates thereby connect well to the respective end plate. (Here too, the operative steps can be performed in reverse order.) If desired, a heat exchange plate of type 12c or 22c with existing gate holes can subsequently be converted to a heat exchange plate of type 12a or 22a. Correspondingly, a heat exchange plate of type 22b with existing gate holes can subsequently be converted into a heat exchange plate of type 22d. The conversion is effected by simply collating the gate hole for the channel 13, 23 to the same height as the gate hole for the channel 14, 24 so that the sealing surfaces will thus be in the same plane. The hoisting can take place in any known purpose according to any method, for example in a transfer tool or the like.

Porthålen i en yttre värmeväxlingsplatta kan vara olika stora. Det vanligaste förhållandet torde vara att man använder två värmeväxlande fluider och fyra kanaler genom plattpaketet varvid porthålen i en yttre värmeväxlingsplatta kan vara parvis lika stora. l detta fall omges två av porthålen i varje yttre värmeväxlingsplatta fortfarande efter samman- sättning av plattvärmeväxlaren vart och ett av två koncentriska tätnings- ytor där således den ena befinner sig periferiellt utanför den andra.The gate holes in an outer heat exchange plate can be different sizes. The most common condition is probably to use two heat-exchanging fluids and four channels through the plate package, whereby the port holes in an outer heat-exchange plate can be equal in pairs. In this case, two of the gate holes in each outer heat exchange plate are still surrounded after assembly of the plate heat exchanger, each by two concentric sealing surfaces, where one is thus peripherally outside the other.

Var och en av samtliga värmeväxlingsplattor oavsett utföringstyp kan vara utförd med ett runt plattans hela periferi löpande flänsartat kant- 10 7 511 270 parti, som bildar vinkel mot plattans huvudsakliga utbredningsplan och som anligger mot motsvarande kantpartier på intilliggande plattor i plattpaketet. Mot varandra anliggande ytor i plattpaketet, exempelvis ytor hos nyss nämnda flänsartade kantpartier, kan vara fluidtätt förenade exempelvis genom lödning.Each of all heat exchange plates, regardless of the type of embodiment, can be made with a flange-like edge portion running around the entire periphery of the plate, which forms an angle with the main distribution plane of the plate and abuts corresponding edge portions of adjacent plates in the plate package. Adjacent surfaces in the plate package, for example surfaces of the flange-like edge portions just mentioned, can be fluid-tight connected, for example by soldering.

Plattorna är oftast utförda av tunn stålplåt, men även andra material kan komma ifråga såsom exempelvis titan.The plates are usually made of thin steel sheet, but other materials can also be used, such as titanium.

Uppfinningen är inte begränsad till de här visade utföringsformerna utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav.The invention is not limited to the embodiments shown here but can be varied within the scope of the appended claims.

Claims

10 15 20 25 511270 8 Patent claims

A plate heat exchanger for at least two heat exchange fluids which is permanently joined and comprises at least one plate package with a plurality of inner heat exchange plates (12b, 12c, 22b, 22c), at least two outer heat exchange plates (12a, 22a, 22d) and at least two end plates (11, 21 , 22) wherein the heat exchange plates (12a, 12b, 12c, 22a, 22b, 22c, 22d) form plate gaps therebetween and each of the outer heat exchange plates (12a, 22a, 22d) is located between the inner heat exchange plates ( 12b, 12c, 22b, 22c) on the one hand and one of the end plates (11, 21, 22) on the other hand and at which each of the heat exchange plates (12a, 12b, 12c, 22a, 22b, 22c, 22d) is provided with one or more corrugations extending in height within an area bounded by two spaced apart parallel first and second planes and both of which are substantially parallel to all the heat exchange plates (12a, 12b, 12c, 22a, 22b). , 22c, 22d) as with plate heat exchangers end plates (11, 21, 22) wherein the first plane is closer to a first end plate (11, 21) at one end of the heat exchanger than the second plane and the second plane is closer to a second end plate (22) in the heat exchanger. the other end of the exchanger than the first plane, each of the heat exchange plates (12a, 12b, 12c, 22a, 22b, 22c, 22d) is provided with at least four gate holes included in an inlet duct (13, 14, 23, 24) and an outlet duct (13, 14, 23, 24) through the plate package for each of the fluids, each port hole being surrounded by a first sealing surface located near the periphery of the port hole, so that each heat exchange plate (12a, 12b , 12c, 22a, 22b, 22c, 22d) have at least four such first sealing surfaces, at least one of the end plates (11, 21, 22) has a plurality of port holes each communicating with one of the inlet channels (13, 14, 23, 24). ) or one of the outlet ducts (13, 14, 23, 24) and the inlet ducts (13, 14, 23, 24) and the outlet ducts (13, 14, 23, 24) for a first and a second fluid are in fluid communication with a first and a second set of plate gaps, respectively, characterized in that said first sealing surfaces on a first outer heat exchange plate (12a, 22a) lie in said first plane and abut and seal against said first end plate (11 , 21) which extends in this plan.

Plate heat exchanger according to claim 1, wherein the gate holes in said first outer heat exchange plate (12a, 22a) are different sizes.

Plate heat exchanger according to claim 1, wherein the gate holes in said first outer heat exchange plate (12a, 22a) are equal in pairs.

Plate heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein at least two of the port holes in said first outer heat exchange plate (12a, 22a) are each surrounded by a second sealing surface located peripherally outside the first sealing surface, so said first outer heat exchange plate ( 12a, 22a) have at least two such other sealing surfaces. 10 15 20 511 270 10

A plate heat exchanger according to claim 4 in which said second sealing surfaces are located in said second plane.

A plate heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein said first sealing surfaces on a second outer heat exchange plate (22d) lie in said second plane and abut and seal against said second end plate (22) extending in this plane.

Plate heat exchanger according to claim 6, wherein the gate holes in said second outer heat exchange plate (22d) are different sizes.

A plate heat exchanger according to claim 6, wherein the gate holes in said second outer heat exchange plate (22d) are equal in pairs.

Plate heat exchanger according to any one of claims 6-8, wherein at least two of the port holes in said second outer heat exchange plate (22d) are each surrounded by a second sealing surface located peripherally outside the first sealing surface, so said second outer heat exchange plate (22d) has at least two such other sealing surfaces.

A plate heat exchanger according to claim 9 in which said second sealing surfaces are located in said first plane.