SE530011C2 - Värmeväxlarplatta och plattvärmeväxlare - Google Patents

Description

20 25 30 35 530 011 kar, eftersom det släta området måste sträcka sig in mot port- hålets centrum från den ovan angivna korrugeringen.

GB-A-2107845 visar en värmeväxlarplatta för en plattvärme- växlare. Värmeväxlarplattan innefattar ett värmeöverföringsom- råde, ett kantområde, som sträcker sig runt och utanför värme- överföringsområdet, och ett antal porthàl, som sträcker sig ge- nom värmeväxlarplattan och är belägna innanför och i närheten av kantomràdet. Porthålen definieras av en porthålskant och har ett centrum. Porthålskanten har ett första kantavsnitt, som är vänt mot kantområdet, och ett andra kantavsnitt, som är vänt mot värmeöverföringsområdet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen. är att undanröja eller reducera ovan nämnda problem. Närmare bestämt är ändamålet att åstadkomma ett porthàl med så stor flödesarea som möjligt och samtidigt reducera risken att partiklar eller fibrer hos mediet fastnar vid porthålskanten.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna värme- växlarplattan som kännetecknas av att det första kantavsnittet har en korrugering sett från porthålets centrum och att det andra kantavsnittet har en väsentligen plan form sett från porthålets centrum.

Tack vare den plana formen längs det andra kantavsnittet mini- meras risken att partiklar och fibrer skall fastna i porthålet och tack vare det korrugerade första kantavsnittet erhålls samtidigt en tillräckligt hög hållfasthet längs värmeväxlarplattans ytter- kant. Genom att förse porthålets övre/yttre kant, dvs. den del av porthålet som vetter utåt mot värmeväxlarplattans ytterkant, med en korrugerad form och porthålets nedre/inre kant, dvs. den del av porthålet som vetter inåt mot värmeväxlarplattans värme- överföringsområde, med slät eller plan kant är det möjligt att 10 15 20 25 30 35 530 011 göra porthàlet betydligt större och reducera risken för att par- tiklar, fibrer och annat skall fastna vid porthålskanten.

Enligt en utföringsform av uppfinningen bildar korrugeringen en vågliknande form hos det första kantavsnittet. Den vågliknande formen kan med fördel sträcka sig längs hela det första kantav- snittet. Det andra kantavsnittet kan med fördel ha en plan eller väsentligen plan form längs hela det andra kantavsnittet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen omges nämn- da porthål av ett hàlkantsområde som gränsar till porthålskanten och som har ett första områdesavsnitt, som gränsar till det för- sta kantavsnittet, och ett andra områdesavsnitt som gränsar till det andra kantavsnittet, varvid det första områdesavsnittet är korrugerat genom nämnda korrugering. Med fördel kan det andra områdesavsnittet ha en väsentligen plan utsträckning i närheten av det andra kantavsnittet och en korrugering som be- finner sig mellan den plana utsträckningen och värmeöverfö- ringsområdet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen omges nämn- da porthål av ett packningsspår som är utformat för mottagande av en packning och som befinner sig utanför hålkantsomràdet sett från porthålets centrum. Med sådana packningar är det möj- ligt att styra vilka plattmellanrum som skall kommunicera med den port som bildas av porthàlen. Med fördel kan packningsspå- ret mot porthålet begränsas av väggpartier som bildas av korru- geringen hos det första områdesavsnittet och korrugeringen hos det andra områdesavsnittet. Vidare kan packningsspåret ha ett första avstånd till porthålskanten längs det första kantavsnittet och ett andra avstånd till porthålskanten längs det andra kant- avsnittet, varvid det första avståndet är kortare än det andra av- ståndet. Packningsspàrets form och sträckning kan därmed an- passas så att porthålets form och storlek optimeras. 10 15 20 25 30 35 550 011 Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda korrugering àsar och dalar som är anordnade i en om- växlande ordning och som sträcker sig i riktning mot porthålets centrum. Ändamålet uppnås också med den inledningsvis angivna platt- värmeväxlaren som kännetecknas av att det första kantavsnittet har en korrugering sett från porthålets centrum och att det andra kantavsnittet har en väsentligen plan form sett från porthålets centrum.

KORT BESKRIVNING AV RlTNlNGARNA Uppfinningen skall nu förklaras närmare genom en beskrivning av olika utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritning- ar.

Fig. 1 visar schematiskt en sidovy av plattvärmeväxlare.

Fig. 2 visar schematiskt en planvy av plattvärmeväxlaren i Fig. 1.

Fig. 3 visar schematiskt en värmeväxlarplatta hos plattvär- meväxlaren i Fig. 1.

Fig. 4 visar värmeväxlarplattan i Fig.3 med anordnade packningar.

Fig. 5 visar schematiskt ett porthål hos värmeväxlarplattan i Fig. 3.

Fig. 6 visar schematiskt en delvis snittad perspektivvy av en portkanal hos plattvärmeväxlaren längs linjen Vl-Vl i Fig. 5.

Fig. 7 visar schematiskt en delvis snittad perspektivvy av en portkanal hos plattvärmeväxlaren längs linjen Vll-Vll i Fig. 5.

Fig. 8 visar en vy fràn portkanalen mot ett andra kantavsnitt hos värmeväxlarplattorna.

Fig. 9 visar en vy från portkanalen mot ett första kantavsnitt hos värmeväxlarplattorna. 10 15 20 25 30 35 530 011 DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFlNNlNGEN Fig. 1 och 2 visar en plattvärmeväxlare 1 innefattande ett platt- paket 2 med värmeväxlarplattor 3 som är anordnade intill var- andra. Plattpaketet 2 är anordnat mellan två ändplattor 4 och 5 som kan bilda en stativplatta respektive en tryckplatta. Ändplatt- orna 4 och 5 är pressade mot plattpaketet 2 och mot varandra med hjälp av dragbultar 6 som sträcker sig genom ändplattorna 4 och 5. Dragbultarna 6 innefattar skruvgängor och plattpaketet 2 kan således komprimeras genom att muttrar 7 gängas på dragbultarna 6 på i sig känt sätt. I den visade utföringsformen indikeras fyra dragbultar 6. Det skall noteras att antalet drag- bultar 6 kan variera och vara olika i olika applikationer.

Plattvärmeväxlaren 1 innefattar enligt de beskrivna utförings- formerna också en första inloppsport 8 och en första utloppsport 9 för ett första medium samt en andra inloppsport 10 och en andra utloppsport 11 för ett andra medium. lnlopps- och ut- loppsportarna 8-11 sträcker sig i de visade utföringsformerna genom den ena ändplattan 4 och plattpaketet 2. Portarna 8-11 kan arrangeras på en mängd olika sätt och även genom den andra ändplattan 5.

Varje värmeväxlarplatta 3 är tillverkad av en formpressad me- tallplåt, exempelvis rostfritt stål, titan eller något annat material som är lämpligt för den tänkta tillämpningen. Varje värmeväxlar- platta 3 innefattar ett värmeöverföringsområde 15 och ett kant- område 16, som sträcker sig runt och utanför värmeöverförings- området 15. Värmeöverföringsområdet 15 är i den visade utfö- ringsformen väsentligen centralt placerat på värmeväxlarplattan 3 och på i sig känt sätt försett med en korrugering 17 av åsar och dalar. Korrugeringen 17 erhålls genom formpressning av metallplåten. I den visade utföringsformen har korrugeringen 17 endast indikerats schematiskt såsom sträckande sig snett över 10 15 20 25 30 35 530 011 värmeöverföringsomràdet 15. Det skall noteras att korrugeringen 17 kan innefatta väsentligt mer komplicerade sträckningar av åsarna och dalarna, exempelvis längs det i sig kända fiskbens- mönstret. Åven värmeväxlarplattor 3 med ett väsentligen plant värmeöverföringsomràde kan utnyttjas inom ramen för denna uppfinning.

Varje värmeväxlarplatta 3 innefattar också ett antal porthål 18, i den visade utföringsformen fyra porthål 18, vilka sträcker sig genom värmeväxlarplattan 3 och är belägna innanför och i när- heten av kantområdet 16. Varje porthål 18 definieras av en port- hâlskant 19, se Fig. 3, och har ett centrum. Porthàlen 18 befin- ner sig i närheten av var sitt hörn av värmeväxlarplattan 3 och väsentligen koncentriskt med de ovan nämnda inlopps- och ut- loppsportarna 8-11 hos plattvärmeväxlaren 1.

Värmeväxlarplattorna 3 är anordnade på så sätt i plattpaketet 2 att det bildas första plattmellanrum 21, som kommunicerar med den första inloppsporten 8 och den första utloppsporten 9, och andra plattmellanrum 22, som kommunicerar med den andra in- loppsporten 10 och den andra utloppsporten 11, se Fig. 1 och 6.

De första och andra plattmellanrummen 21 och 22 är anordnade i en omväxlande ordning i plattpaketet 2.

En sådan separering av plattmellanrummen 21, 22 kan åstad- kommas med hjälp av en eller flera packningar som sträcker sig i packningsspår 23 som är utformade under formpressningen av värmeväxlarplattorna 3. Packningsspâret 23 hos varje värme- växlarplatta 3 sträcker sig, såsom visas i Fig. 3, runt värme- överföringsomràdet 15 och runt vart och ett av porthålen 18. Vid varje värmeväxlarplatta 3 är i de beskrivna utföringsformerna en packning 25 anordnad före monteringen av plattvärmeväxlaren 1. Packningen 25 sträcker sig i en del de packningsspåret 23 på så sätt att packningen 25 dels innesluter värmeöverföringsom- rådet 15 och två av porthålen 18 och dels innesluter vart och ett av de två övriga porthålen 18. Packningen 25 bildar således tre 10 15 20 25 30 35 530 011 separata områden som avgränsas från varandra med hjälp av packningen 25. Det skall noteras att packningen 25 inte nöd- vändigtvis behöver utformas som en enda packning utan även kan bestå av flera olika packningar.

Vi monteringen kan varannan värmeväxlarplatta 3 roteras 180°, exempelvis runt en central normalaxel eller runt en central längdaxel. Därefter komprimeras värmeväxlarplattorna 3 så att de önskade första och andra plattmellanrummen erhålles. l plattpaketet 2 kan det första mediet införas genom den första inloppsporten 8, genom de första plattmellanrummen 21 och ut genom den första utloppsporten 9. Det andra mediet kan införas genom den andra inloppsporten 10, genom de andra plattmel- lanrummen 22 och ut genom den andra utloppsporten 11. De tvà medierna kan exempelvis ledas motströms, såsom indikeras i Fig. 2 och 3, eller medströms i förhållande till varandra.

Porthålskanten 19 har, se Fig. 3 och 5, ett första kantavsnitt 19', som är vänt utåt från värmeöverföringsområdet 15 och mot när- belägna kantområdet 16, och ett andra kantavsnitt 19", som är vänt inåt mot värmeöverföringsområdet 15 och från det närbe- lägna kantområdet 16. Det första kantavsnittet 19' har en korru- gering 29' sett från porthålets 18 centrum, se Fig. 9. Det andra kantavsnittet 19" har en plan eller väsentligen plan form sett från porthålets 18 centrum se Fig. 8. Korrugeringen 29' bildar en vågliknande eller väsentligen vågliknande form hos det första kantavsnittet 19' sett från porthålets 18 centrum, se Fig. 9, me- dan den plana formen hos det andra kantavsnittet 19" bildar en väsentligen rät linje sedd från porthålets 18 centrum. Korruge- ringen 29' och den vågliknande formen sträcker sig längs hela det första kantavsnittet 19'.

Varje porthàl 18 omges av ett hålkantsområde 30 som gränsar till porthålskanten 19. Hålkantsområdet 30 har ett första områ- desavsnitt 30' som gränsar till det första kantavsnittet 19' och ett andra områdesavsnitt 30" som gränsar till det andra kantav- 10 15 20 25 30 35 550 011 snittet 19". Såsom framgår av Fig. 5 sträcker sig korrugeringen 29' hos det första kantavsnittet 19' utåt från porthålets 18 cent- rum och således in i det första områdesavsnittet 30”. Det första områdesavsnittet 30' är således korrugerat genom den ovan nämnda korrugeringen 29' hos det första kantavsnittet 19'.

Det andra områdesavsnittet 30" har en väsentligen plan ut- sträckning 31 som gränsar till det andra kantavsnittet 19". Det andra områdesavsnittet 30" har vidare en korrugering 29" som befinner sig mellan den plana utsträckningen 31 och värme- överföringsomràdet 15, och närmare bestämt mellan den plana utsträckningen 31 och packningsspåret 23. Både korrugeringen 29' och korrugeringen 29” innefattar åsar och dalar som är an- ordnade i en omväxlande ordning och som sträcker sig i riktning mot porthålets 18 centrum, dvs. i en radiell eller väsentligen ra- diell riktning med avseende på porthålets 18 centrum.

Såsom indikeras ovan omges två av porthålen 18 av en del av packningsspåret 23 som är utformat för mottagande av en del av packningen 25. Dessa delar av packningsspåret 23 och pack- ningen 25 befinner sig utanför hålkantsområdet 30 sett från porthålets 18 centrum. Packningsspåret 23 begränsas här mot porthålet 18 av väggpartier som bildas av korrugeringen 29' hos det första områdesavsnittet 30' och av korrugeringen 29" hos det andra områdesavsnittet 30". När det gäller de två andra porthålen 18, som också omges av packningsspåret 23 och packningen 25, sträcker sig packningen 25 enbart till den del av packningsspåret 23 som gränsar till det första områdesavsnittet 30”.

Det första områdesavsnittet 30', som innefattar enbart korruge- ringen 29', är smalare än det andra områdesavsnittet 30" som innefattar både den plana utsträckningen 31 och korrugeringen 29". Packningsspåret 23 har således ett första avstånd till port- hålskanten 19 längs det första kantavsnittet 19' och ett andra 10 15 20 25 30 530 011 avstånd till porthålskanten 19 längs det andra kantavsnittet 19".

Det första avståndet är kortare än det andra avståndet.

Den del av packningsspåret 23, som mottager motsvarande del av packningen 25 och som gränsar till det första omràdesav- snittet 30', har ett avstånd till kantavsnittet 19' som är lika med eller väsentligen lika med det första avståndet. Det innebär att packningarna 25 i de olika plattmellanrummen 21 och 22 kom- mer att befinna sig mitt för varandra längs det första områdes- avsnittet 30', se även Fig. 7.

Uppfinningen är inte begränsad till de beskrivna utföringsfor- merna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de ef- terföljande patentkraven.

Det skall noteras att uppfinningen är tillämplig inte bara på plattvärmeväxlare med packningar i alla plattmellanrum 21, 22 men även på permanent förbundna plattvärmeväxlare, exempel- vis lödda eller limmade plattvärmeväxlare, och pä plattvärme- växlare med parvis permanent förbundna värmeväxlarplattor, exempelvis par av värmeväxlarplattor som är svetsade med var- andra.

I de beskrivna utföringsformerna har porthålen 18 en cylindrisk eller väsentligen cirkulär form. Porthâlen 18 kan emellertid ha någon annan lämplig regelbunden eller oregelbunden form, ex- empelvis en oval form eller en polygonal form, exempelvis en trehörnig, fyrhörnig, femhörnig etc. form lämpligen med något avrundade hörn.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 530 011 10 Patentkrav

1. Värmeväxlarplatta (3) för plattvärmeväxlare (1), innefat- tande ett värmeöverföringsomràde (15), ett kantområde (16), som sträcker sig runt och utanför värme- överföringsomràdet (15), och ett antal porthàl (18), som sträcker sig genom värmeväxlarplat- tan och är belägna innanför och i närheten av kantområdet (16), varvid nämnda porthål (18) definieras av en porthålskant (19) och har ett centrum, varvid porthålskanten (19) har ett första kantavsnitt (19'), som är vänt mot kantområdet (16), och ett andra kantavsnitt (19"), som är vänt mot värmeöverföringsomràdet (15), kännetecknad av att det första kantavsnittet (19') har en korru- gering sett från porthålets (18) centrum och att det andra kant- avsnittet (19") har en väsentligen plan form sett från porthålets (18) centrum.

2. Värmeväxlarplatta enligt krav 1, _ att kor- rugeringen bildar en vågliknande form hos det första kantav- snittet (19').

3. Värmeväxlarplatta enligt krav 2, att den vågliknande formen sträcker sig längs hela det första kantav- snittet (19').

4. Värmeväxlarplatta enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att nämnda porthâl (18) omges av ett hål- kantsområde (30) som gränsar till porthålskanten (19) och som har ett första omràdesavsnitt (30') som gränsar till det första kantavsnittet (19') och ett andra omràdesavsnitt (30") som grän- sar till det andra kantavsnittet (19"), varvid det första områdes- avsnittet (30') är korrugerat genom nämnda korrugering. 10 15 20 25 30 35 530 011 11

5. Värmeväxlarplatta enligt krav 4, att det andra områdesavsnittet (30") har en väsentligen plan utsträck- ning (31), som gränsar till det andra kantavsnittet (19"), och en korrugering (29") som befinner sig mellan den plana utsträck- ningen (31) och värmeöverföringsområdet (15).

6. Värmeväxlarplatta enligt något av kraven 4 och 5, kägge; tecknad av att nämnda porthàl (18) omges av ett packningsspàr (23) som är utformat för mottagande av en packning (25) och som befinner sig utanför hàlkantsområdet (30) sedd från port- hålets (18) centrum.

7. Värmeväxlarplatta enligt kraven 5 och 6, att packningsspäret (23) begränsas mot porthålet (18) av vägg- partier som bildas av korrugeringen (29') hos det första områ- desavsnittet (30') och korrugeringen (29") hos det andra områ- desavsnittet (30").

8. Värmeväxlarplatta enligt något av kraven 6 och 7, kärmg; tecknad av att packningsspàret (23) har ett första avstånd till porthålskanten (19) längs det första kantavsnittet (19') och ett andra avstånd till porthålskanten (19) längs det andra kantav- snittet (19"), varvid det första avståndet är kortare än det andra avståndet.

9. Värmeväxlarplatta enligt något av de föregående karven, kännetecknad av att nämnda korrugering (29', 29") innefattar åsar och dalar som är anordnade i en omväxlande ordning och som sträcker sig i riktning mot porthålets (18) centrum.

10. Plattvärmeväxlare (1) innefattande ett antal värmeväxlar- plattor (3) som var och en innefattar ett värmeöverföringsomràde (15), ett kantområde (16), som sträcker sig runt och utanför värme- överföringsområdet (15), och 10 15 530 011 12 ett antal porthål (18), som sträcker sig genom värmeväxlarplat- tan (3) och är belägna innanför och i närheten av kantområdet (16), varvid nämnda porthål (18) definieras av en porthålskant (19) och har ett centrum, varvid porthålskanten (19) har ett första kantavsnitt (19'), som är vänt mot kantomrädet (16), och ett andra kantavsnitt (19"), som är vänt mot värmeöverföringsområdet (15), kännetecknad av att det första kantavsnittet (19') har en korru- gering (29') sett från porthåiets (18) centrum och att det andra kantavsnittet (19") har en väsentligen plan form sett från port- håiets (18) centrum.

11. Plattvärmeväxlare enligt krav 10, g_ay att den innefattar särdrag från något av kraven 2 till 9.