SE515467C2 - Plattvärmeväxlare med minst en platta försedd med ett trågformat parti för bildande av ett avtätat utrymme. - Google Patents

Description

30 Uppfinningen omfattar sålunda en plattvärmeväxlare för minst två värmeväxlingsfluider vilken är permanent sammanfogad och innefattar minst ett plattpaket med ett flertal värmeväxlingsplattor och minst två ändplattor. Värmeväxlingsplattorna bildar mellan sig plattmellanrum.

Var och en av värmeväxlingsplattorna 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. Var och en av värmeväxlingsplattorna är försedd med minst fyra porthål ingående i en inloppskanal och en utloppskanal genom plattpaketet för vart och ett av fluiderna.

Minst en av ändplattorna har ett flertal porthål som vart och ett kommunicerar med en av inloppskanalerna eller en av utloppskanalerna och inloppskanalerna och utloppskanalerna för ett första respektive ett andra fluidum står i fluid kommunikation med en första respektive en andra uppsättning plattmellanrum.

Minst en av sagda värmeväxlingsplattor är försedd med minst ett trågformat parti som i samverkan med respektive intilliggande värmeväxlingsplatta bildar ett, gentemot samtliga fluider utom sagda andra fluidum, avtätat utrymme.

Var och en av flertalet av sagda värmeväxlingsplattor kan vara försedd med minst ett trågformat parti som i samverkan med respektive intilliggande värmeväxlingsplatta bildar ett, gentemot samtliga fluider utom sagda andra fluidum, avtätat utrymme. 10 15 20 25 515 467 J Det för föreliggande uppfinning i övrigt kännetecknande framgår av efter- följande patentkrav.

Plattvärmeväxlaren ska nu närmare beskrivas i anslutning till utförings- former av uppfinningen och med hänvisning till bifogade ritningar.

Figurförteckning Figur 1 visar i perspektivvy en plattvärmeväxlare enligt uppfinningen.

Figur 2 visar ett tvärsnitt genom piattvärmeväxiaren längs linjen A-A i figur 1.

Figur 3 visar ett tvärsnitt genom piattvärmeväxiaren längs linjen B-B i figur1.

Figur 4 visar i perspektivvy en första typ av värmeväxlingsplatta ingående i piattvärmeväxiaren i figur 1.

Figur 5 visar i perspektivvy en andra typ av värmeväxlingsplatta ingående i piattvärmeväxiaren i figur 1.

Figur 6 visar ett tvärsnitt genom en del av piattvärmeväxiaren i figur 1, varvid snittet följer linjen C-C i figurerna 4 och 5.

Beskrivning av utföringsformer Plattvärmeväxlaren 1 i figur 1 består av ett paket med värmeväxlings- plattor 2a, 2b, varvid endast samlingsbeteckningen 2 anges i figuren, och 10 15 20 25 515% 467 11 ändplattor 3, 4. Anslutningar 5, 6, 7, 8 för två värmeväxlingsfluider förekommer. l den här visade utföringsformen utgör anslutningarna 5 och 6 inlopp för ett första respektive ett andra värmeväxlingsfluidum medan anslutningarna 7 och 8 utgör utlopp för sagda första respektive andra värmeväxlingfluidum.

Av tvärsnittet i figur 2 framgår hur porthål 9, 10 i varje värmeväxlings- platta 2a, 2b bildar två portkanaler 11, 12 genom plattpaketet i dess ena ände. l den här visade utföringsformen utgör portkanalen 11 inloppskanal för det första värmeväxlingsfluidet medan portkanalen 12 utgör utlopps- kanal för det andra värmeväxlingsfluidet. På motsvarande sätt före- kommer i plattpaketets andra ände (plattpaketets hitre ände i figur 1) kompletterande porthål 13, 14 i varje värmeväxlingsplatta 2a, 2b vilka bildar inloppskanal för det andra värmeväxlingsfluidet respektive utloppskanal för det första värmeväxlingsfluidet. lnloppskanalen och utloppskanalen för det första värmeväxlingsfluidet står l fluid kommuni- kation med en första uppsättning plattmellanrum 17 medan inlopps- kanalen och utloppskanalen för det andra värmeväxlingsfluidet står i fluid kommunikation med en andra uppsättning plattmellanrum 18.

Av tvärsnittet i figur 3 framgår hur var och en av värmeväxlingsplattorna 2a, 2b är försedd med ett trågformat parti 19. (Det är för uppfinnings- tanken tillräckligt med ett trågformat parti 19 i plattpaketet.) Det tråg- formade partiet 19 uppvisar korrugeringar 20 som i sin höjdled utsträcker sig inom ett område som begränsas av två på avstånd från varandra befintliga parallella tredje respektive fjärde plan och som båda är huvud- sakligen parallella såväl med samtliga trågformade partier 19 och värme- växlingsplattor 2a, 2b som med plattvärmeväxlarens ändplattor 3, 4. 10 15 20 25 515 467 s Det trågformade partiet 19 uppvisar vidare flera genomgående hål 21 (gäller ej platta 2a, 2b som befinner sig intill ändplatta 3, 4 eller själv utgör sådan - även platta 2a kan således befinna sig intill ändplatta eller själv utgöra sådan, ej endast platta 2b) och är utfört med en, runt partiets 19 hela periferi löpande, flänsartad kant 22 som bildar vinkel mot partiets 19 och plattans 2a, 2b huvudsakliga utbredningsplan och som anligger mot motsvarande kanter 22 på intilliggande värmeväxlingsplattor 2a, 2b i plattpaketet.

På motsvarande sätt är var och en av värmeväxlingsplattorna 2a, 2b utförd med en runt plattans hela yttre periferi löpande flänsartad kant 23 som bildar vinkel mot plattans 2a, 2b huvudsakliga utbredningsplan och som anligger mot motsvarande kanter 23 på intilliggande värmeväxlings- plattor 2a, 2b i plattpaketet.

Mot varandra anliggande värmeväxlingsplattor 2a, 2b är sammanfogade längs sagda kanter 23, kring minst två av sagda porthål 9, 10, 13, 14, kring de trågformade partierna 19 längs sagda kanter 22 samt i ett stort antal av de punkter på värmeväxlingsplattorna 2a, 2b där respektive korrugeringar anligger mot varandra, såväl i som utanför de trågformade partierna 19. Plattpaketet är normalt permanent sammanfogat genom lödning eller hårdlödning men vilken annan känd metod som helst för permanent sammanfogning, såsom svetsning eller limning, är tänkbar.

Varannan värmeväxlingsplatta 2a i plattpaketet är av ett första slag, se figur 4, och återstående värmeväxlingsplattor 2b i plattpaketet är av ett andra slag, se figur 5. värmeväxlingsplattorna 2a, 2b är placerade intill varandra såsom de ter sig i figurerna 4 och 5 utan någon inbördes vridning eller vändning. 10 15 20 25 De värmeväxlande fluidernas väg genom värmeväxlaren ska nu närmare beskrivas. Sagda första fluidum, i föreliggande fall hett vatten, inträder genom sagda anslutning/inlopp 5 och strömmar genom sagda porthål 9 och portkanal 11 vidare ut i sagda första uppsättning plattmellanrum 17.

På sin väg i vart och ett av plattmellanrummen 17 passerar det första fluidet på ömse sidor om sagda trågformade parti 19 utan att kunna intränga i och uppfylla utrymmet mellan närbelägna trågformade partier 19 eftersom vart och ett av de trågformade partierna 19 är utformat med sagda flänsartade kant 22 som anligger mot och är fluidumtätt förenad med motsvarande kant 22 på intilliggande plattor 2 i plattpaketet. Det första fluidet lämnar vart och ett av plattmellanrummen 17 genom sagda porthål 14, sagda portkanal och sagda anslutning/utlopp 7.

Sagda andra fluidum, i föreliggande fall tappvatten som ska värmas, inträder genom sagda anslutning/inlopp 6 och strömmar genom sagda porthål 13 och portkanal vidare ut i sagda andra uppsättning plattmellan- rum 18. På sin väg i vart och ett av plattmellanrummen 18 strömmar det andra fluidet först i en första passage belägen längs med och mellan sagda trågformade parti 19 à ena sidan och sagda ytterkant 23 pà en första långsida av plattorna 2a, 2b å andra sidan, varefter det andra fluidet, genom i plattornas 2a, 2b pressmönster förekommande första irregulariteter 24a, 24b i en första ände av det trågformade partiet 19, tillåts intränga i och strömma genom utrymmet mellan närbelägna trågformade partier 19 och därefter, genom likaledes i plattornas 2a, 2b pressmönster förekommande andra irregulariteter 25a, 25b i en andra ände av det trågformade partiet 19, åter lämna utrymmet mellan när- belägna trågformade partier 19 och fortsätta i en andra passage belägen längs med och mellan sagda trågformade parti 19 å ena sidan och sagda ytterkant 23 på en andra långsida av plattorna 2a, 2b ä andra sidan. Det 10 15 20 25 30 515 467 f; andra fluidet lämnar vart och ett av plattmellanrummen 18 genom sagda porthål 10, sagda portkanal 12 och sagda anslutning/utlopp 8.

Sagda irregulariteter 24a, 25a på var och en av sagda värmeväxlings- plattor 2a av första slaget samt sagda irregulariteter 24b, 25b på var och en av sagda värmeväxlingsplattor 2b av andra slaget har sådan form att, för var och en av sagda värmeväxlingsplattor 2a av första slaget, sagda kant 22 runt sagda trågformade parti 19 i sagda andra plattmellanrum 18 inte kan anligga mot, och därmed efter sammanfogning inte kan täta mot, motsvarande kant 22 runt hela omkretsen av sagda trågformade parti 19 på den intilliggande plattan 2b, se flgur 6 där endast åtta plattor 2a, 2b visas, utan bara längs två sammanhängande delar av omkretsen. Två lokala passager förekommer således för sagda andra fluidum till respek- tive från ett andra trågutrymme vilket begränsas av sagda trågformade partier 19 med sagda mellanliggande kanter 22 för intilliggande värme- växlingsplattor 2a, 2b i vart och ett av sagda andra plattmellanrum 18.

Var och en av sagda lokala passager har en viss utsträckning längs respektive sagda kant 22, varvid en första passage vid sagda första irregulariteter 24a, 24b utsträcker sig från ett veck 27 till ett veck 28 i kanten 22 och en andra passage vid sagda andra irregulariteter 25a, 25b utsträcker sig från ett veck 29 till ett veck 30 i kanten 22, se flgur 4.

Passagerna utmärks av en flackare flankvinkel än sagda kant 22 i övrigt, dvs sagda kant 22 utanför passagerna på var och en av plattorna 2a, 2b bildar en större vinkel mot plattans plan än motsvarande trägkant gör i området för någon av sagda lokala passager.

Då sagda andra fluidum strömmari nämnda andra trågutrymme sker strömningen i en riktning som är huvudsakligen motsatt strömnings- riktningen utanför nämnda andra trägutrymme i samma plattmellanrum. 10 15 20 25 30 515 467 f; Sagda genomgående hål 21 innebär att nämnda andra trågutrymme även står i fluid kommunikation med ett första trågutrymme som begränsas av sagda trågformade partier 19 med sagda mellanliggande kanter 22 för intilliggande värmeväxlingsplattor 2a, 2b i vart och ett av sagda första plattmellanrum 17 i plattpaketet. Eftersom samtliga trågformade partier 19 i plattpaketet, utom de som förekommer på plattor 2a, 2b som ligger närmast ändplattor eller som själva utgör ändplattor i plattpaketet, upp- visar sagda genomgående hål 21, står samtliga trågutrymmen mellan plattor 2a, 2b i fluid kommunikation med varandra.

Den här beskrivna värmeväxlaren fungerar på relativt normalt sätt vid drift i fortfarighet. Fördelarna visar sig då man efter ett uppehåll i varmvatten- behovet åter har behov av varmt tappvatten. Om man under stillestånds- perioden, dvs då ingen tappning av varmt vatten sker, ändå intermittent tillför hett vatten på primärsidan håller man den vattenvolym som på sekundärsidan ryms inom samtliga de nämnda trågutrymmena varm.

Denna uppvärmda vattenvolym kommer praktiskt taget genast ur värme- växlaren då man börjar tappa igen och volymen är så avpassad att värmeväxlaren når driftprestanda i fortfarighet innan det i förväg lagrade vattnet tar slut.

Jämfört med känd teknik uppvisar konstruktionen den avgjorda fördelen att förekommande trågformade partier 19, trots hålen 21, är samman- hängande, dvs trågen kan sägas vara utrustade med en form av bottnar, vilket i hög grad bidrar till hållfastheten för plattorna och plattpaketet. Av denna anledning kan tunnare material användas i plattorna med bibehàllna krav på hållfasthet och stabilitet än vad som annars skulle vara fallet. Bottnarna bidrar också till en utomordentlig värmeledning in i, eller ut ur, de nämnda trågutrymmena, vilka är avtätade gentemot samtliga fluider utom, i föreliggande fall, tappvatten som ska värmas. 10 15 20 515 467 <1 Plattorna är oftast utförda av stålplåt med tjocklek om 0,20-0,35 mm, men även andra material kan komma ifråga sàsom exempelvis titan. Värme- växlingsplattorna 2a, 2b är oftast tunna och ändplattorna 3, 4 tjocka, men även andra utföringsformer kan förekomma. Exempelvis kan man tänka sig att ändplattorna 3, 4 inte är tjocka och inte ser ut som framgår av flgurerna utan att de i stället har ett utseende som helt eller delvis över- ensstämmer med förekommande värmeväxlingsplattor 2a, 2b, dock med skillnaden att porthàl endast förekommer där man önskar montera anslutningar. Man kan också tänka sig att använda ändplattor 3, 4 av olika utseende i olika ändar av förekommande plattpaket eller tom flera ändplattor 3, 4 av lika eller olika utseende i var och en av ändarna av förekommande plattpaket. l en alternativ utföringsform kan minst en ändplatta vara plan och helt sakna anslutningar för att möjliggöra anslutning via O-ringar till en färdig ansamlig av kopplingskomponenter e.dyl. ett sk block.

Korrugeringarna 20 och hålen 21 kan variera såväl till antal som storlek och form. Vid hoplödning av plattpaketet kan kopparlod, nickellod eller vilket annat känt lod som helst användas. Vid användning av plattvärme- växlaren kan ett eller flera av fluiderna vara annat än vatten. Exempelvis kan man tänka sig värmeväxling mellan olja och vatten.

Uppfinningen är inte begränsad till de här visade utföringsformerna utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (10)

10 15 20 25 515 467 /o Patentkrav

1. Plattvärmeväxlare för minst två värmeväxlingsfluider vilken är perma- nent sammanfogad och innefattar minst ett plattpaket med ett flertal värmeväxlingsplattor (2a, 2b) och minst två ändplattor (3, 4) varvid värmeväxlingsplattorna (2a, 2b) mellan sig bildar plattmellanrum och vid vilken var och en av värmeväxlingsplattorna (2a, 2b) 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 (2a, 2b) som med plattvärme- växlarens ändplattor (3, 4), var och en av värmeväxlingsplattorna (2a, 2b) är försedd med minst fyra porthål (9, 10, 13, 14) ingående i en inloppskanal (11, 15) och en utlopps- kanal (12, 16) genom plattpaketet för vart och ett av fluiderna, minst en av ändplattorna (3, 4) har ett flertal porthål som vart och ett kommunicerar med en av inloppskanalerna (11, 15) eller en av utlopps- kanalerna (12, 16) och inloppskanalerna (11, 15) och utloppskanalerna (12,16) för ett första respektive ett andra fluidum står i fluid kommunikation med en första (17) respektive en andra (18) uppsättning plattmellanrum, kännetecknad av att 10 15 20 25 515 467 ll minst en av sagda värmeväxlingsplattor (2a, 2b) är försedd med minst ett trågformat parti (19) som i samverkan med respektive intilliggande värme- växlingsplatta (2a, 2b) bildar ett, gentemot samtliga fluider utom sagda andra fluidum, avtätat utrymme.

2. Plattvärmeväxlare enligt krav 1 vid vilken var och en av flertalet av sagda värmeväxlingsplattor (2a, 2b) är försedd med minst ett trågformat parti (19) som i samverkan med respektive intilliggande värmeväxlings- platta (2a, 2b) bildar ett, gentemot samtliga fluider utom sagda andra fluidum, avtätat utrymme.

3. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav vid vilken sagda trågformade parti (19) är utfört med en, runt partiets hela periferi löpande, flänsartad kant (22) som bildar vinkel mot partiets (19) och plattans (2a, 2b) huvudsakliga utbredningsplan och som anligger mot motsvarande kanter (22) på intilliggande värmeväxlingsplattor (2a, 2b) i förekommande plattpaket.

4. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav vid vilken värme- växlingsplattorna (2a, 2b) har likartad utformning i sina ytterkanter och mot varandra anliggande värmeväxlingsplattor (2a, 2b) är sammanfogade i sina ytterkanter, kring minst två porthål (9, 10, 13, 14), kring de tråg- formade partierna (19) samt i ett stort antal av de punkter på värme- växlingsplattorna (2a, 2b) där respektive korrugeringar anligger mot varandra.

5. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav vid vilken värme- växlingsplattorna (2a, 2b) är sammanfogade genom lödning eller hård- lödning. 10 15 20 25 515 467 IQ

6. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav vid vilken var och en av värmeväxlingsplattorna (2a, 2b) är utförd med en runt plattans hela yttre periferi löpande flänsartad kant (23) som bildar vinkel mot plattans huvudsakliga utbredningsplan och som anligger mot mot- svarande kanter (23) på intilliggande värmeväxlingsplattor (2a, 2b) i förekommande plattpaket.

7. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav vid vilken minst ett av sagda trågformade partier (19) är försett med minst ett genom- gående hål (21).

8. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav vid vilken vart och ett av flertalet av sagda trågformade partier (19) är försett med minst ett genomgående hål (21).

9. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav vid vilken vart och ett av flertalet av sagda trågformade partier (19) är försett med minst två genomgående hål (21), varvid hålen uppvisar olika diameter.

10. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav vid vilken minst ett av sagda trågformade partier (19) är försett med minst en korrugering som i sin höjdled utsträcker sig inom ett område som begränsas av två på avstånd från varandra befintliga parallella tredje respektive fjärde plan och som båda är huvudsakligen parallella såväl med samtliga tråg- formade partier (19) och värmeväxlingsplattor (2a, 2b) som med platt- värmeväxlarens ändplattor (3, 4).