SE523581C2 - Värmeplatta med specifikt korrugeringsmönster samt plattvärmeväxlare innefattande ettt antal sådana plattor - Google Patents

Description

20 25 3O 35 523 581 2 hos dessa partier. Strömningsmotståndet hos dessa partier torde emellertid vara väsentligt efterson åsarna och dalarna hos värmeväxlingspartiet hos en av plattorna alltid kommer att sträcka sig tvärs nämnda strömningslinje.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en värmeväxlarplatta som medger en god värmeöverföring och små strömningsförluster i närheten av plattans portar.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna platta som kännetecknas av att nämnda åsar och dalar hos det första värmeväxlingspartiet hos den första halvan sträcker sig pa- rallellt med en första lutningslinje, som lutar med en icke rät vinkel a mot den längsgående centrumaxeln x och med en icke rät vinkel Q mot en av nämnda strömningslinjer som sträcker sig mot nämnda första port belägen på den första halvan.

Med en sådan platta är det möjligt att utforma en plattvär- meväxlare på ett fördelaktigt sätt med avseende på ström- ningsmotstånd och värmeöverföring hos de partier som befin- ner sig nära intill plattornas portar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen sträcker sig nämnda àsar och dalar hos det andra värmeväxlingspartiet hos den andra halvan väsentligen med en andra lutningslinje, som lu- tar med en icke rät vinkel 3 mot den längsgående centrumax- eln och med en icke rät vinkel d mot en av nämnda ström- ningslinjer som sträcker sig mot nämnda andra port belägen på den första halvan. Med en sådan utformning av det andra värmeväxlingspartiet är det möjligt att uppnå att åsarna och dalarna hos båda de plattor som gränsar till ett plattmel- lanrum hos en plattvärmeväxlare sträcker med en gynnsam vin- kel i förhållande till nämnda strömningslinje. Vidare kan 10 15 20 25 30 35 uu» uvu u u uu n u uu uu u u 4 o u u n o ou uu u n u u u u u u u u u u u u u n u u u n e uuu n u u u u u p u u u n u u u u - u v u u u u u u u u u u u u 5 2 3 5 8 1 u I o u u uuu u u u u u u u u . uu den första lutningslinjen sträcka sig på så sätt att den är väsentligen vinkelrät mot den andra lutningslinjen hos en intilliggande, vänd platta i nämnda plattvärmeväxlare.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar plattan två första portar, en hos den första halvan och en hos den andra halvan. Med fördel kan då nämnda åsar och dalar hos det första värmeväxlingspartiet hos den andra hal- van också sträcka sig parallellt med en tredje lutningslin- je, som lutar med en icke rät vinkel e mot den längsgående centrumaxeln och med en icke rät vinkel f mot en av nämnda strömningslinjer som sträcker sig mot nämnda första port hos den andra halvan. Vidare kan absolutvärdet hos vinkeln a och e vara väsentligen lika och absolutvärdet hos vinkeln Q och f vara väsentligen lika. Företrädesvis kan plattan också in- nefatta två andra portar, en hos den första halvan och en hos den andra halvan, varvid nämnda åsar och dalar hos det andra värmeväxlingspartiet hos den första halvan sträcker sig parallellt med en fjärde lutningslinje, som lutar med en icke rät vinkel g mot den längsgående centrumaxeln och med en icke rät vinkel h mot en av nämnda strömningslinjer som sträcker sig mot nämnda andra port hos den första halvan. Även här kan absolutvärdet hos vinkeln E och g vara väsent- ligen lika och absolutvärdet hos vinkeln Q och h är väsent- ligen lika.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är vin- keln f, Q, Q och h är väsentligen 35-55°. En sådan vinkel är väsentligen optimal med avseende på strömningsmotståndet och värmeöverföringen.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen har nämnda port en begränsningskant som sträcker sig runt por- ten, varvid nämnda kant har ett avsnitt som är väsentligt rätlinjigt och som befinner sig närmast nämnda centrala om- råde. En sådan kant är gynnsam för flödet av värmeöverfö- lO 15 20 25 30 35 523 581 .... .. 4 ringsmediet in i och ut ur porten. Med fördel sträcker sig nämnda avsnitt väsentligen vinkelrätt mot portens ström- ningslinje. Vidare kan nämnda avsnitt luta väsentligen 35- 55° mot lutningslinjen. hos de åsar och dalar sonx gränsar till porten. Ändamålet uppnås också med den inledningsvis angivna platt- värmeväxlaren, varvid. plattorna är anordnade bredvid var- andra i en omväxlande ordning på så sätt att den första än- den hos varannan platta pekar i samma riktning och den för- sta änden hos de mellan dessa plattor liggande plattorna pe- kar i en motsatt riktning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare med hjälp av en utföringsform, som beskrivs enbart såsom ett exempel, och med hänvisning till bifogade ritningar.

Fig l visar en schematisk sidovy av en plattvärmeväxla- re.

Fig 2 visar en schematisk planvy av en första utförings- form av en platta hos plattvärmeväxlaren i Fig 1.

Fig 3 visar en schematisk planvy av en andra utförings- form av en platta hos plattvärmeväxlaren i Fig 1.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig l visar schematiskt en plattvärmeväxlare som innefattar ett antal värmeväxlarplattor l som bildar ett plattpaket.

Värmeväxlarplattorna l är pressade till en sådan form att när de anordnas bredvid varandra till nämnda plattpaket bil- das ett plattmellanrunx 2 mellan varje par av plattor l.

Plattmellanrummen 2 är inrättade att bilda första passager för ett första medium och andra passager för ett andra medi- 10 15 20 25 30 35 anno n» .»nu~ - - . . u - . ~ . a. 523 581 5 um, varvid de första passagerna är separerade från de andra passagerna. Plattvärmeväxlaren innefattar vidare två gavel- plattor 3 och 4, mellan vilka plattpaketet är anordnat.

I den plattvärmeväxlare som visas i. Fig ]. är plattorna 1 pressade mot varandra mellan de två gavelplattorna 3 och 4 med hjälp av bultar 5 som sträcker sig genom plattorna l och gavelplattorna 3, 4. Plattvärmeväxlaren kan emellertid också hållas samman av andra organ än genomgående bultar, exempel- vis làngsträckta element som spänns runt plattpaketet och gavelplattorna 3, 4. Vidare kan packningar (ej visade) vara anordnade mellan plattorna l för att separera nämnda passa- ger fràn varandra. Plattorna 1 kan också var mer permanent förbundna med varandra, exempelvis genom lödning eller lim- ning.

Plattvärmeväxlaren innefattar vidare fyra stycken portkana- ler, av vilka två 7, 8 framgår av Fig 1. Varje portkanal 7, 8 sträcker sig genom alla plattorna 1 och åtminstone en av gavelplattorna 3, 4. Två av portkanalerna 7, 8 kommunicerar med de första passagerna och de två andra portkanalerna kom- municerar med de andra passagerna. Det skall noteras att plattvärmeväxlaren enligt uppfinningen också kan vara av en typ som har ett annat antal portkanaler 7, 8, exempelvis två eller sex portkanaler och/eller ett annat antal passager för värmeöverföringsmedia.

Varje portkanal 7, 8 bildas av en port ll, 12, 13 och 14, eller öppning, i varje platta l och den ena gavelplattan 3, se fig 2 och 3. Portarna ll-14 är i den i Fig 2 visade utfö- ringsformen ungefär triangulära och i den i Fig 3 visade ut- föringsformen väsentligen cirkulära sedda i. portkanalernas 7, 8 riktning. Varje portkanal 7, 8 ansluter till rör som sträcker sig från plattvärmeväxlaren och bildar inloppskana- ler och utloppskanaler för värmeöverföringsmedia. angav namn; 10 15 20 25 30 35 vu- non u nu a u uu vu n 1 n a a 523 581 :dÉv“É¿'¿k 6 :non n . o - -- Varje platta 1 har i de visade utföringsformerna en väsent- ligen rektangulär form med en första ände la och en andra ände lb. Varje platta 1 har också en längsgående centrumaxel x, som sträcker sig mellan den första änden la och den andra änden lb. Centrumaxeln x delar plattan 1 i första halva och en andra halva. Portarna 11-14 är anordnade med en port i varje hörn av den väsentligen rektangulära plattan 1, dvs. en port 11, 13 på var halva vid den första änden la och en port 12, 14 på var halva vid den andra änden lb. Värmeöver- föringsmediet är således avsett att strömma till eller från nämnda portar 11-14 i en respektive huvudsaklig strömnings- riktning som är parallell med en strömningslinje 21-24, vil- ka sträcker sig mellan respektive port 11-14 och ett cent- ralt område hos plattan 1. Flödet är avsett att strömma till eller från respektive port på så sätt att det breder ut sig över väsentligen hela plattans yta. Nämnda strömningslinjer är således parallell med den respektive tillhörande huvud- sakliga strömningsriktningen och kan sägas bilda en ungefär- lig symmetrilinje som delar flödet i två delar.

Varje platta 1 har vidare ett första värmeväxlingsparti A närheten av den första änden la, ett andra värmeväxlingspar- ti B i närheten av den andra änden lb, och ett centralt vär- meväxlingsparti C, som är anordnat mellan det första värme- växlingspartiet A och det andra värmeväxlingspartiet B. Åt- minstone de första och andra värmeväxlingspartierna A, B in- nefattar var sin korrugering av åsar och dalar. I de visade även det centrala värmeväx- utföringsformerna innefattar lingspartiet C en korrugering av åsar och dalar.

Korrugeringen av åsar och dalar hos det första värmeväx- lingspartiet A hos den första halvan sträcker sig parallellt med en första lutningslinje 31, som lutar med en icke rät vinkel a mot den längsgående centrumaxeln x och med en icke rät vinkel b mot strömningslinjen 21 som sträcker sig mot den första porten ll på den första halvan. anno» 10 15 20 25 30 35 523 581 7 - . n ~ q . . ~ . n- Korrugeringen av ásar och dalar hos det andra värmeväxlings- partiet B hos den andra halvan sträcker sig parallellt med en andra lutningslinje 32, som lutar med en icke rät vinkel c mot den längsgående centrumaxeln x och med en icke rät vinkel Q mot strömningslinjen 22 som sträcker sig mot den andra porten 12 på den andra halvan.

Korrugeringen av àsar och dalar hos det första värmeväx- lingspartiet A hos den andra halvan sträcker sig parallellt med en tredje lutningslinje 33, som lutar med en icke rät vinkel Q mot den längsgående centrumaxeln x och med en icke rät vinkel f mot strömningslinjen 23 som sträcker sig mot den första porten 13 hos den andra halvan.

Korrugeringen av ásar och dalar hos det andra värmeväxlings- partiet B hos den första halvan sträcker sig parallellt med en fjärde lutningslinje 34, som lutar med en icke rät vinkel g mot den längsgående centrumaxeln x och med en icke rät vinkel h mot strömningslinjen 24 som sträcker sig mot den andra porten 14 hos den första halvan.

Såsom indikeras i Fig 2 och 3 är absolutvärdet hos vinkeln a och e är väsentligen lika, dvs. lutningslinjen 31 lutar med en lika stor vinkel mot centrumaxeln x som lutningslinjen 33 men med omvänt tecken. På motsvarande sätt är absolutvärdet hos vinkeln Q lika med absolutvärdet hos vinkeln f, absolut- värdet hos vinkeln Q lika med absolutvärdet hos vinkeln g och absolutvärdet hos vinkeln d lika med absolutvärdet hos vinkeln h. I de visade utföringsformerna är absolutvärdet av vinklarna b, d, f och h hos lutningslinjerna 31-34 i förhål- lande till respektive strömningslinje 21-24 väsentligen 35- 55°, företrädesvis väsentligen 40-50° och i synnerhet cirka 45°. 10 15 20 25 30 35 523 581 ~ . ~ ~ u n . - . s» Plattorna 1 är anordnade bredvid varandra i plattpaketet hos plattvärmeväxlaren i. en omväxlande ordning på. så sätt att den första änden la hos varannan platta l pekar i samma riktning och den första änden la hos de mellan dessa plattor 1 liggande plattorna 1 pekar i en motsatt riktning. Med ett sådant plattarrangemang kommer den första lutningslinjen 31 och den tredje lutningslinjen 33 hos en platta l att sträcka sig på så sätt att de är väsentligen vinkelräta mot den andra lutningslinjen 32 respektive den fjärde lutningslinjen 34 hos en intilliggande, vänd platta l i nämnda plattvärme- växlare.

I de 'visade utföringsformerna sträcker sig också korruge- ringen av åsar och dalar hos det centrala värmeväxlingspar- tiet C hos den första halvan och den andra halvan parallellt med var sin lutningslinje 35 respektive 36, vilka lutar med en icke rät vinkel mot den längsgående centrumaxeln x. Vida- re sträcker sig dessa lutningslinjer 35 och 36 parallellt med lutningslinjerna 32 respektive 34. Det skall emellertid noteras att det centrala värmeväxlingspartiet C inom ramen för denna uppfinning kan ha en annan utformning med avseende på korrugeringen.

Enligt den utföringsform som visas i Fig 2 har portarna ll- l4 har en begränsningskant som definierar och sträcker sig runt respektive port ll-14. Varje sådan kant har ett avsnitt 41-44 närmast det centrala området av plattan l. Varje avsnitt 41- soni är väsentligen rätlinjigt och sonx befinner sig 44 sträcker sig väsentligen vinkelrätt mot respektive ström- ningslinje 21-24. Vidare lutar varje sådant avsnitt 4l-44 väsentligen 35-55°, företrädesvis väsentligen 40-50° och i synnerhet cirka 45° mot respektive lutningslinje 31-34.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsfor- merna utan kan modifieras och varieras inom ramen för de ef- terföljande patentkraven. nnn no n n nn nn n. n n n n n I n nn nn n n n - n n n n n n n n n n n n n n n n n non n n n n n n n n n , , , . . , n n n n v n n . n , , , , , c n n n n nnn Det skall noteras att åsarna och dalarna hos de olika korre- geringarna kan ha en annan design än den som indikeras på ritningarna. Exempelvis skall noteras att åsarna och dalarna ej behöver vara kontinuerliga över hela sin längd utan kan innefatta ett eller flera avbrott. Det är också möjligt, inom ramen för uppfinningen, att låta àsarna och dalarna ha en viss krökning, varvid nämnda första till fjärde lutnings- linjer kommer att ha en motsvarande krökning.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 523 581 10 Patentkrav

1. Platta för en plattvärmeväxlare, som är inrättad att medge strömning av åtminstone ett medium genom plattvärme- växlaren, varvid plattan (1) innefattar en längsgående centrumaxel som sträcker sig mellan (la) (1b) hos plattan och som delar plattan i en första halva och en andra (X) , en första ände hos plattan och en andra ände halva, åtminstone en första port (11) anordnad i närheten av den första änden (la), åtminstone en andra port (12) anordnad i närheten av den andra änden (lb), ett första värmeväxlingsparti (A) i närheten av den första änden (la), ett andra värmeväxlingsparti (B) i närheten av den andra änden (lb), och ett centralt värmeväxlingsparti (C), som. är anordnat mellan, det första värmeväxlingspartiet (A) och det andra värmeväxlingspartiet (B), varvid nämnda första och andra värmeväxlingspartier innefat- tar var sin korrugering av åsar och dalar, varvid nämnda medium är avsett att strömma till eller från nämnda portar (11, 12) i en respektive huvudsaklig ström- ningsriktning som är parallell med en strömningslinje (21, 22), vilka sträcker sig mellan respektive port (11, 12) och ett centralt område hos plattan (1), varvid nämnda åsar och dalar hos det första värmeväxlings- partiet (A) hos den första halvan sträcker sig parallellt (31), vinkel a mot den längsgående centrumaxeln (x), och med en första lutningslinje som lutar med en icke rät varvid, att nämnda åsar och dalar~ hos det andra värmeväx- lingspartiet (B) hos den andra halvan sträcker sig paral- (32), rät vinkel Q mot den längsgående centrumaxeln (x), lellt med en andra lutningslinje som lutar med en icke 10 15 20 25 30 35 523 581 ll (31) en icke rät vinkel Q mot en av nämnda strömningslinjer (ll) första halvan och att den andra lutningslinjen lutar med (21) belägen på den (32) med en icke rät vinkel d mot en av nämnda strömningslinjer (22) (12) den andra halvan, kännetecknad av att den första lutningslinjen som sträcker sig mot nämnda första port lutar som sträcker sig mot nämnda andra port belägen på varvid var och en av vinklarna Q och Q är väsentligen 35- 55°.

2. Platta enligt krav l, (31) sentligen vinkelrät mot den andra lutningslinjen kännetecknad av att den första lutningslinjen sträcker sig på så sätt att den är vä- (32) i nämnda plattvärmeväxlare. hos en intilliggande, vänd platta (l)

3. Platta enligt något av kraven l och 2, kännetecknad av att plattan (l) (ll, 13), en hos den första halvan och en hos den andra halvan. innefattar två första portar

4. Platta enligt krav 3, kännetecknad av att nämnda àsar och dalar hos det första värmeväxlingspartiet (A) hos den andra halvan sträcker sig parallellt med en tredje lutnings- (33), längsgående centrumaxeln (x) linje soul lutar med en icke rät vinkel e mot den och med en icke rät vinkel f (23) (l3) hos den andra halvan. mot en av nämnda strömningslinjer som sträcker sig mot nämnda första port

5. Platta enligt krav 4, kännetecknad av att absolutvärdet hos vinkeln a och e är väsentligen lika och att absolutvär- det hos vinkeln Q och f är väsentligen lika.

6. Platta enligt något av kraven 4 och 5, att plattan (1) den första halvan och en hos den andra halvan. kännetecknad av innefattar två andra portar (12, 14), en hos 10 15 2Û 25 30 35 525 581 12

7. Platta enligt krav 6, och dalar hos det andra värmeväxlingspartiet (B) kännetecknad av att nämnda åsar hos den första halvan sträcker sig parallellt med. en fjärde lut- (34), längsgående centrumaxeln (x) ningslinje som lutar med en icke rät vinkel g mot den och med en icke rät vinkel h (24) hos den första halvan. mot en av nämnda strömningslinjer (14) som sträcker sig mot nämnda andra port

8. Platta enligt krav 7, kännetecknad av att absolutvärdet hos vinkeln c och g är väsentligen lika och att absolutvär- det av vinkeln d och h är väsentligen lika.

9. Plattan enligt något av kraven 4 till 7, kännetecknad av att vinkeln f är väsentligen 35-55°.

10. Plattan enligt krav 7, kännetecknad av att vinkeln h är väsentligen 35-55°.

11. ll. Plattan enligt något av de föregående kraven, (ll-14) som sträcker sig runt porten, varvid nämnda kant har ett av- (41-44) sig närmast nämnda centrala område. känne- tecknad av att nämnda port har en begränsningskant snitt som är väsentligt rätlinjigt och som befinner

12. Plattan enligt krav ll, (41-44) (ll-14) strömningslinje (21-24). kännetecknad av att nämnda av- snitt sträcker sig väsentligen vinkelrätt mot por- tens

13. l3. Plattan enligt något av kraven ll och 12, (41-44) hos de åsar och dalar som. gränsar kännetecknad av att nämnda avsnitt lutar väsentligen 35-55° mot lutningslinjen (31-34) till porten (ll-14).

14. Plattvärmeväxlare innefattande att antal plattor (1) enligt något av de föregående kraven, varvid plattorna (1) är anordnade bredvid varandra i en omväxlande ordning på så 523 581 13 sätt att den första änden (la) hos varannan platta (l) pekar i samma riktning och den första änden (lb) hos de mellan dessa plattor liggande plattorna (1) pekar i en motsatt riktning.