SE536738C2 - Värmeväxlarplatta för plattvärmeväxlare, plattvärmeväxlare innefattande sådana värmeväxlarplattor och anordning för uppvärmning innefattande plattvärmeväxlaren - Google Patents

Abstract

22SAM MAN DRAG Värmeväxlarplatta (17) för plattvärmeväxlare (12), innefattande en förstasida, en andra sida och en centrumpunkt (P) genom vilken en tänkt centru-maxel (A) löper i en riktning tvärs ett plan hos plattan (17), varvid plattan (17)innefattar en första port (30) för ett första medium, och åtminstone en andraport (31) och en tredje port (32) för ett andra medium. Plattan (17) innefattarvidare en första tätning (35) anordnad på den andra sidan kring den förstaporten (30), en andra tätning (36) anordnad på den andra sidan vid en peri-feri hos plattan (17), och en mellan den första och andra tätningen (35, 36)anordnad och sluten tredje tätning (37) under bildande av ett första värmeö-verföringsområde (38) och ett från det första värmeöverföringsområdet (38)separerat andra värmeöverföringsområde (39), varvid den andra porten (31)är anordnad i det första värmeöverföringsområdet (38) och den tredje porten(32) är anordnad i det andra värmeöverföringsområdet (39). Uppfinningenavser även en plattvärmeväxlare innefattande sådana plattor och en anord- ning för uppvärmning innefattande sådan värmeväxlare.

Description

536 738 tunga och kostsamma. Således finns ett behov av förbättrade värmeväxlare och anordningar för uppvärmning.

UPPFINNINGEN I SAMMANFATTNING Ett syfte med uppfinningen är att undvika ovan angivna nackdelar och problem av känd teknik. Uppfinningen medför en mer effektiv värmeåtervin- ning från förbränningsgaser och möjlighet att åstadkomma mer kompakta och kostnadseffektiva anordningar för uppvärmning.

Föreliggande uppfinning avser en värmeväxlarplatta för plattvärmeväx- lare, innefattande ett flertal portar, en första sida, en andra sida och en cent- rumpunkt genom vilken en tänkt centrumaxel löper i en riktning tvärs ett plan hos plattan varvid plattan innefattar en första port för ett första medium, och åtminstone en andra och tredje port för ett andra medium, kännetecknad av en första tätning anordnad på den andra sidan kring den första porten, en andra tätning anordnad på den andra sidan vid en periferi hos plattan, och en mellan den första och andra tätningen anordnad och sluten tredje tätning un- der bildande av ett första värmeöverföringsområde och ett från det första värmeöverföringsområdet separerat andra värmeöverföringsområde, varvid den andra porten är anordnad i det första värmeöverföringsområdet och den tredje porten är anordnad i det andra värmeöverföringsområdet. Genom värmeväxlarplattans utformning möjliggörs effektiv värmeöverföring från det första mediet till det andra mediet, varvid överhettning, särskilt vid en rand kring den första porten, undviks. Detta förhindrar i sin tur sprickbildning till följd av termomekaniska fenomen och alltför höga temperaturer och möjlig- gör lång livslängd hos värmeväxlare innefattande sådana plattor. Vidare möj- liggörs en värmeväxling där flödesriktning är motströms radiell och det andra mediet kan ha både parallell och sekventiell strömning genom ett plattpaket hos en värmeväxlare. Genom den effektiva värmeöverföringen kan kokning av ett andra medium iform av exempelvis vatten undvikas, vilket även kan minska utfällning av kalkbeläggningar. Vidare kan bristfällig kondensering av ett första medium i form av förbränningsgaser undvikas. 536 738 Den första porten kan vara anordnad centralt i plattan och det första värmeöverföringsområdet kan vara anordnat radiellt utanför det andra vär- meöverföringsområdet. Värmeöverföringsområdena kan vara ringformiga, varvid det andra värmeöverföringsområdet omsluter den första porten och det första värmeöverföringsområdet omsluter det andra värmeöverföringsom- rådet. Den första porten kan vara cirkulär. Plattan kan vara cirkulär.

Plattans första sida kan vara utförd med ett första mönster för att åstadkomma ett radiellt flöde hos det första mediet, varvid plattans andra sida kan vara utförd med ett annat mönster för att åstadkomma ett yttre och inre flöde hos det andra mediet.

Den andra och tredje porten är vinkelförskjutna kring centrumaxeln i förhållande till varandra. Plattan kan även innefatta en i det första värmeöver- föringsområdet anordnad och för det andra mediet utförd fjärde port och en i det andra värmeöverföringsområdet anordnad och för det andra mediet ut- förd femte port.

Föreliggande uppfinning avser även en plattvärmeväxlare innefattande ett plattpaket med en första ändplatta, en andra ändplatta och ett flertal där- emellan anordnade värmeväxlarplattor enligt ovan, varvid plattorna är anord- nade under bildande av omväxlande ett första utrymme däremellan för det första mediet och omväxlande ett andra utrymme däremellan för det andra mediet, varvid plattorna är utförda under bildande av en passage i radiell rikt- ning mellan den första porten och plattornas periferi i de första utrymmena, så att det första mediet kan flöda radiellt mellan den första porten och en po- sition utanför plattornas periferi, varvid plattvärmeväxlaren vid den andra ändplattan är utförd med en passage mellan den andra porten och den tredje porten, så att det andra mediet kan flöda däremellan. På så sätt åstadkom- mes en kompakt och effektiv värmeväxlare för värmeöverföring av värmee- nergi från ett första medium, såsom förbränningsgaser, till ett andra medium, såsom vatten.

Uppfinningen avser även en anordning för uppvärmning, innefattande en med katalysator försedd brännare för att åstadkomma det första mediet genom katalytisk förbränning av bränsle, och en med brännaren förbunden 536 738 plattvärmeväxlare enligt ovan för att överföra värme från det första mediet till det andra mediet. Det första mediet är således förbränningsgaser och det andra mediet kan vara vätska, såsom vatten. Den resulterande anordningen är effektiv, kan göras kompakt och med lång livslängd.

Brännaren kan innefatta en med ett inlopp för bränsle utförd yttre kåpa och en i den yttre kåpan anordnad och med en inloppsöppning för bränslet utförd inre kåpa under bildande av ett mellan den yttre och inre kåpan anord- nat utrymme för att leda inkommande bränsle kring den inre kåpan och fram till den inre kåpans inloppsöppning, varvid katalysatorn är anordnad i den inre kåpan för att åstadkomma det första mediet i form av förbränningsgaser.

På så sätt åstadkommes kylning av brännaren med hjälp av inkommande bränsle eller blandning av bränsle och luft, varvid förenklad kylning av brän- naren åstadkommes för att undvika baktändning.

Katalysatorn kan vara anordnad avsmalnande, såsom konisk eller i form av en halv sfär eller på annat lämpligt sätt, så att förbränningen åstad- kommes utifrån och in i brännaren. Anordningen kan vidare vara anordnad så att förbränningen åstadkommes uppifrån och ned. Därigenom undviks överhettning av brännarens kåpor, vilka dessutom kyls av inkommande bränsle eller blandning av bränsle och luft samt konduktivt genom kontakt med värmeväxlaren.

Ytterligare särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning framgår av beskrivningen av utföringsexempel nedan, bifogade figurer och osjälv- ständiga patentkrav.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med hjälp av utföringsexem- pel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig. 1 är en schematisk perspektivvy av en anordning för uppvärmning enligt ett utförande av föreliggande uppfinning, där en brännare, en värmeväxlare och ett hölje hos anordningen separerats från varandra, 536 738 Fig. 2 är en schematisk perspektivvy delvis i längdsektion av den i Fig. 1 vi- sade brännaren, där en katalysator hos brännaren visas separat, Fig. 3 är en schematisk vy i Iängdriktningen av den i Fig. 2 visade brännaren, där katalysatorn hos brännaren avlägsnats, Fig. 4 är en schematisk vy frän ovan av en värmeväxlarplatta enligt ett utfö- rande av uppfinningen, Fig. 5 är en schematisk vy från ovan av en värmeväxlarplatta enligt ett annat utförande av uppfinningen, Fig. 6 är en schematisk exploderad perspektivvy av ett första ändparti hos en värmeväxlare enligt ett principiellt utförande av uppfinningen, där ett flöde hos ett första medium visas med hjälp av prick-streckade linjer och ett flöde hos ett andra medium visas med hjälp av streckade linjer, Fig. 7 är en schematisk exploderad perspektivvy av ett mittparti hos en vär- meväxlare enligt Fig. 6, Fig. 8 är en schematisk exploderad perspektivvy av ett andra ändparti hos en värmeväxlare enligt Fig. 6 och 7, Fig. 9 är en schematisk vy av en andra sida hos en värmeväxlarplatta enligt ett principiellt utförande av uppfinningen, där flödet hos det andra mediet vi- sas mer i detalj, Fig. 10 är en schematisk perspektivvy delvis i längdsektion av brännaren en- ligt ett alternativt utförande, och Fig. 11 är en schematisk vy i Iängdriktningen av den i Fig. 10 visade bränna- ren, där katalysatorn hos brännaren avlägsnats. 536 738 UPPFINNINGEN Med hänvisning till Fig. 1 åskådliggörs schematiskt en anordning 10 för uppvärmning enligt ett utförande. Anordningen 10 innefattar en brännare 11, en värmeväxlare 12 och ett hölje 13 för att rymma värmeväxlaren 12. Anord- ningen 10 är exempelvis utförd för uppvärmning av ett medium, såsom en vätska eller en gas. Exempelvis är anordningen 10 utförd för värme- och varmvattenproduktion i byggnader, såsom bostadshus, industrilokaler, kon- torsbyggnader och liknande. Enligt ett utförande är anordningen 10 monterad i en panna, såsom en vägghängd panna, för värme- och varmvattenprodukt- ion.

Brännaren 11 innefattar ett inlopp 14 för att föra bränsle, såsom natur- gas eller annan lämplig typ av bränsle, in i brännaren 11. Exempelvis är in- loppet 14 utfört för att föra en blandning av bränsle och luft in i brännaren 11.

Alternativt är brännaren 11 utförd med ett separat inlopp för luft eller syre, vilket ej visas ifigurerna. Brännaren 11 innefattar vidare en katalysator 15 för katalytisk förbränning av bränslet. Katalysatorn 15 är anordnad inuti bränna- ren 11. I Fig. 1 visas dock katalysatorn 15 utanför brännaren 11. Således är brännaren 11 utförd för katalytisk förbränning av bränslet under bildande av varma förbränningsgaser. Brännaren 11 innefattar vidare ett utlopp 16 för förbränningsgaserna. Brännaren 11 beskrivs mer i detalj nedan med hänvis- ning till Fig. 2 och Fig. 3.

Brännarens 11 utlopp 16 är anordnat i anslutning till värmeväxlaren 12, så att förbränningsgaserna förs till värmeväxlaren 12. I det visade utförandet är brännaren 11 och värmeväxlaren 12 anordnade utmed en genom bränna- ren 11 och värmeväxlaren 12 sig sträckande centrumaxel A. Exempelvis är brännaren 11 anordnad i anslutning till en första ände hos värmeväxlaren 12.

Såsom framgår av Fig. 1 är katalysatorn 15 koniskt utformad. Alternativt är katalysatorn 15 utförd i form av en halv sfär eller liknande. Exempelvis är ka- talysatorn 15 utförd i form av ett nät. Värmeväxlaren 12 innefattar ett flertal värmeväxlarplattor 17 under bildande av ett plattpaket. Värmeväxlarplattorna beskrivs mer i detalj nedan. Värmeväxlaren 12 är utförd för att överföra vär- meenergi från ett första medium, såsom förbränningsgaserna från brännaren 536 738 11, och ett andra medium, såsom vatten eller annat lämpligt medium. I det visade utförandet är värmeväxlaren 12 utförd i form av en cylinder, såsom en cylinder med cirkulära eller elliptiska basytor, varvid brännaren 11 är ansluten till en basyta hos värmeväxlaren 12. Värmeväxlaren 12 innefattar ett inlopp 18 och ett utlopp 19 för det andra mediet. Exempelvis sträcker sig inloppet 18 och utloppet 19 axiellt. I det visade utförandet sträcker sig inloppet 18 och utloppet 19 parallellt med varandra och utskjuter från en andra ände hos värmeväxlaren 12.

I det visade utförandet innefattar anordningen 10 ett tändningsdon 20, såsom ett tändstift, glödstift eller liknande, för att initiera förbränningen.

Tändningsdonet 20 är exempelvis anordnat vid värmeväxlarens andra ände, dvs. på motsatt ände som brännaren 11.

Höljet 13 är utfört för upptagning av värmeväxlaren 12. Höljet 13 om- sluter värmeväxlaren 12 i radiell riktning. I det visade utförandet är höljet 13 utfört som en cylinder med en värmeväxlaren 12 omslutande mantelyta, var- vid höljet 13 är anordnat koncentriskt med värmeväxlaren 12. Höljet 13 inne- fattar ett inlopp 21 för förbränningsgaser och ett utlopp 22. Exempelvis är höljets 13 utlopp 22 utfört för avkylda förbränningsgaser och kondensat från avkylda förbränningsgaser. Alternativt innefattar höljet 13 ett separat kon- densatutlopp för kondensat från avkylda förbränningsgaser, vilket ej visas i figurerna. Höljets 13 inlopp 21 är anordnat i en första ände hos höljet 13, såsom i en första basyta hos höljet 13, för att föra varma förbränningsgaseri axiell riktning in i höljet 13. Höljets 13 utlopp 22 är exempelvis anordnat i en andra ände hos höljet 13, såsom i en andra basyta hos höljet 13, varvid ut- loppet 22 sträcker sig axiellt. Förekommande kondensatutlopp är exempelvis anordnade i ett nedre parti hos höljet 13, så att kondensatet kan rinna ut med hjälp av gravitation.

Med hänvisning till Fig. 2 och Fig. 3 visas brännaren 11 mer i detalj. I Fig. 2 visas katalysatorn 15 separerat och i Fig. 3 har katalysatorn 15 av- lägsnats. Brännaren 11 innefattar en yttre kåpa 23 och en innanför den yttre kåpan 23 anordnad inre kåpa 24 under bildande av ett utrymme 25 mellan den yttre kåpan 23 och den inre kåpan 24. Brännarens 11 inlopp 14 är an- 536 738 ordnat i den yttre kåpan 23 för att föra bränsle eller en blandning av luft och bränsle till utrymmet 25. Den inre kåpan 24 är utförd med en öppning 26 som förbinder utrymmet 25 med en kammare 27, såsom en brännkammare, inn- anför den inre kåpan 24, så att bränslet eller blandningen av bränsle och luft kan föras från utrymmet 25 och in i kammaren 27. Katalysatorn 15 är anord- nad inne i kammaren 27 innanför den inre kåpan 24 för förbränning av bräns- let. Utrymmet 25 sträcker sig kring den inre kåpan 24, så att inkommande bränsle eller blandning av bränsle och luft kommer i anliggning mot en yttre sida hos den inre kåpan 24 och kyler den inre kåpan 24 innan bränslet eller blandningen av luft och bränsle förs in i kammaren 27 genom öppningen 26.

Således är öppningen 26 i den inre kåpan 24 anordnad i vinkel mot bränna- rens 11 inlopp 14. Den yttre kåpan 23 är exempelvis utförd iform av en cy- linder, varvid den inre kåpan 24 är utförd i form av en cylinder med mindre diameter än den yttre kåpan 23. I det visade utförandet är den inre kåpan 24 anordnad koncentriskt med den yttre kåpan 23 under bildande av utrymmet mellan en yttre mantelyta hos den inre kåpan 24 och en inre mantelyta hos den yttre kåpan 23. Således sträcker sig utrymmet 25 i radiell riktning.

Vidare är den inre kåpan 24 i det visade utförandet anordnad på ett avstånd från en första ände 28 eller första basyta hos den yttre kåpan 23, varvid ut- rymmet 25 är anordnat även mellan den första änden 28 hos den yttre kåpan 23 och en första ände 29 hos den inre kåpan 24. Utrymmet 25 sträcker sig således även i axiell riktning mellan den yttre kåpans 23 första ände 28 och den inre kåpans 24 första ände 29. Öppningen 26 i den inre kåpan 24 är ex- empelvis anordnad iden inre kåpans 24 första ände 29. Öppningen 26 är exempelvis cirkulär och är exempelvis anordnad centralt i den första änden 29 hos den inre kåpan 24. Exempelvis är den yttre kåpans 23 första ände 28 en övre ände hos anordningen 10.

Katalysatorn 15 skjuter in i kammaren 27 från en andra ände, såsom en nedre ände, hos den inre kåpan 24. Katalysatorn 15 är exempelvis anord- nad koncentriskt med den inre kåpan 24. Katalysatorn 15 är i det visade utfö- randet utförd avsmalnande, såsom konisk eller i form av en halv sfär eller liknande, så att ett smalare parti hos katalysatorn 15 är anordnad längre in i kammaren 27 än ett bredare parti hos katalysatorn 15. Exempelvis är kataly- 536 738 satorns 15 bredare parti anordnat i anslutning till den inre kåpans 24 andra ände och i riktning mot värmeväxlaren 12.

Med hänvisning till Fig. 4 visas en värmeväxlarplatta 17 enligt ett utfö- rande. Plattan 17 är exempelvis utförd av metallplåt. Exempelvis är plattan 17 utförd av stål, såsom 304, 304L, 316 eller liknande stålkvalitet, aluminium eller annat lämpligt material. En tjocklek hos metallplåten är exempelvis 0,2-1 mm, 0,4-0,6 mm eller 0,5 mm. Plattan 17 är exempelvis formad genom pressning. Plattan 17 är i det visade utförandet cirkulär. Alternativt är plattan 17 elliptisk.

Plattan 17 innefattar en första sida, en andra sida och en centrum- punkt P genom vilken centrumaxeln A hos värmeväxlaren 12 löper, vilken centrumaxel A visas i Fig. 1. Således sträcker sig centrumaxeln A tvärs ett plan hos plattan 17. Den första sidan, vilken ej visas i Fig. 4, är utförd för an- liggning mot det första mediet, medan den andra sidan, vilken visas i Fig. 4, är utförd för anliggning mot det andra mediet. Exempelvis är plattan 17 utförd med ett första mönster på den första sidan och ett andra mönster på den andra sidan.

Plattan 17 innefattar en första port 30, en andra port 31 och en tredje port 32. I det visade utförandet innefattar plattan 17 även en fjärde port 33 och en femte port 34. Den första porten 30 är utförd för det första mediet me- dan övriga portar 31-34 är utförda för det andra mediet. Den första porten 30 är anordnad centralt i plattan 17 och är exempelvis cirkulär. Exempelvis är den första porten 30 anordnad koncentriskt i plattan 17. Övriga portar 31-34 är anordnade mellan den första porten 30 och en periferi hos plattan 17.

Den första sidan är utförd för att hos det första mediet åstadkomma ett radiellt flöde mellan den första porten 30 och förbi plattans periferi, vilket be- skrivs mer i detalj nedan. Den andra sidan innefattar en kring den första por- ten 30 anordnad första tätning 35, en vid plattans 17 periferi anordnad andra tätning 36 och en mellan den första tätningen 35 och den andra tätningen 36 anordnad tredje tätning 37. Den första tätningen 35 omsluter den första por- ten 30 för att förhindra att det första mediet kommer i anliggning mot den andra sidan hos plattan 17. Den andra tätningen 36 löper obruten kring plat- 536 738 tans 17 periferi för att förhindra att det andra mediet läcker ut i radie|| riktning.

Den tredje tätningen 37 löper i en obruten ring under bildande av ett första värmeöverföringsområde 38 och ett från det första värmeöverföringsområdet 38 separerat andra värmeöverföringsområde 39. Den andra porten 31 och, i förekommande fall, den fjärde porten 33 är anordnade i det första värmeöver- föringsområdet 38. Den tredje porten 32 och, i förekommande fall, den femte porten 34 är anordnade i det andra värmeöverföringsområdet 39. Det första och andra värmeöverföringsområdet 38, 39 är utförda för det andra mediet.

Det andra värmeöverföringsområdet 39 är således anordnat mellan den första porten 30 och det första värmeöverföringsområdet 38. Exempelvis är det första och andra värmeöverföringsområdet 38, 39 ringformiga, där det första värmeöverföringsområdet 38 omsluter det andra värmeöverföringsom- rådet 39, så att det första värmeöverföringsområdet 38 är anordnat radiellt utanför det andra värmeöverföringsområdet 39. Således bildar det första värmeöverföringsområdet 38 ett radiellt sett yttre värmeöverföringsområde medan det andra värmeöverföringsområdet 39 bildar ett radiellt sett inre värmeöverföringsområde. De andra och fjärde portarna 31, 33 anordnade radiellt utanför de tredje och femte portarna 32, 34.

I det visade utförandet är den andra och fjärde porten 31, 33 anord- nade motstående varandra på respektive sida om centrumpunkten P och centrumaxeln A. Centrumaxeln A löper genom centrumpunkten P. Den första och andra porten 31, 33 är anordnade på en genom centrumpunkten P och i plattans 17 plan sig sträckande tänkt första linje B. Även den tredje och femte porten 32, 34 är anordnade motstående varandra på respektive sida om centrumpunkten P. Den tredje porten 32 och den femte porten 34 är anord- nade på en genom centrumpunkten P och i plattans 17 plan sig sträckande tänkt andra linje C. Den andra linjen C ärförskjuten kring centrumpunkten P i förhållande till den första linjen B under bildande av en vinkel oi däremellan, så att den tredje och femte porten 32, 34 är vinkelförskjutna kring centrum- punkten P i förhållande till den andra och fjärde porten 31, 33. Vinkeln oi mel- lan den första linjen B och den andra linjen C är mellan 0 och 90 grader, 10- 80 grader eller 20-70 grader. 536 738 Det första värmeöverföringsområdet 38 är i det visade utförandet för- sett med en första avdelare 40 och en andra avdelare 41 under bildande av två väsentligen parallella stråk på respektive sida om centrumpunkten P och mellan den andra porten 31 och den fjärde porten 33.

Den första sidan hos plattan 17, vilken ej visas i Fig. 4, är exempelvis försedd med en tätning kring den andra, tredje, fjärde och femte porten 31-34 för att förhindra att det andra mediet blandas med det första mediet.

Med hänvisning till Fig. 5 visas ett annat utförande av plattan 17, där plattan 17 är försedd med ett mönster för att åstadkomma specifika värmeö- verförings- och flödesegenskaper. I det i Fig. 5 visade utförandet visas plat- tans 17 andra sida. Plattan 17 är i det i Fig. 5 visade utförandet försedd med fördjupningar 42 och upphöjningar 43.

Den andra sidan hos plattan 17 är utförd för anliggning mot det andra mediet. Det andra mediet är exempelvis utfört för upptagning av värme från det första mediet. Plattans 17 andra sida är exempelvis försedd med ett po- röst skikt, såsom ett poröst metalliskt eller keramiskt material, under bildande av en större specifik yta hos plattans 17 andra sida för effektiv värmeöverfö- ring och effektiv kylning av värmeväxlaren 12. Exempelvis är en katalysator anordnad i det porösa skiktet, såsom för framställning av vätgas.

Med hänvisning till Fig. 6-8 visas schematiskt ett plattpaket hos en värmeväxlare 12, där ett första ändparti hos plattpaketet visas i Fig. 6, ett mittparti hos plattpaketet visas i Fig. 7 och ett andra ändparti hos plattpaketet visas i Fig. 8. I Fig. 6-8 är plattorna 17 benämnda i ordningsföljd med p1-p12.

I Fig. 6-8 visas det första mediets flöde med hjälp av prick-streckade linjer medan det andra mediets flöde visas med hjälp av streckade linjer. I Fig. 9 visas det andra mediets flöde på ett tydligare sätt utmed plattans 17 andra sida.

Värmeväxlaren 12 innefattar ett flertal plattor 17, vilka är anordnade under bildande av utrymmen däremellan för det första och andra mediet.

Plattorna 17 är anordnade för att omväxlande däremellan bilda första utrym- men för det första mediet och andra utrymmen för det andra mediet. lntillig- gande plattor 17 samverkar för att bilda nämnda utrymmen. Exempelvis är 11 536 738 plattorna 17 anordnade med sina första sidor mot varandra och sina andra sidor mot varandra. Plattorna 17 är exempelvis inbördes förbundna genom svetsning, såsom lasersvetsning, under bildande av en svetsad värmeväx- lare 12, såsom en lasersvetsad värmeväxlare. Alternativt är plattorna 17 in- bördes förbundna genom lödning under bildande av en lödd värmeväxlare 12. Exempelvis innefattar värmeväxlaren 12 ett korrosionsbeständigt lod för att klara ett surt kondensat i värmeväxlaren, såsom till följd av kylning av för- bränningsgaser från förbränning av naturgas eller liknande. I det fall värme- växlaren 12 är utförd så att kondensat ej bildas eller kylningen ej resulterar i surt kondensat kan reguljärt lod användas. Alternativt är plattorna 17 för- sedda med en polymer som hos intilliggande plattor 17 smälts ihop för att förbinda plattorna 17 med varandra och bilda värmeväxlaren 12.

Värmeväxlaren 12 innefattar en första ändplatta p1, en andra ändplatta p12 och ett flertal däremellan anordnade mellanliggande plattor p2-p11. De mellanliggande plattorna p2-p11 är exempelvis utförda i enlighet med de i Fig. 4 eller Fig. 5 beskrivna utförandena.

Plattorna p2-p12 är anordnade så att de första portarna 30 är anord- nade motstående varandra under bildande av en kanal för det första mediet, så att det första mediet förs i axiell riktning in i värmeväxlaren 12, såsom ge- nom den andra ändplattan p12, och i axiell riktning genom värmeväxlaren 12 via de första portarna 30, såsom visas med hjälp av pilarna D i Fig. 6-8. Al- ternativt förs det första mediet in i värmeväxlaren 12 i annan valfri riktning. I värmeväxlaren 12 förs det första mediet i radiell riktning genom de första ut- rymmena mellan plattorna p1-p12, såsom visas med hjälp av pilarna E i Fig. 6-8. Således saknar de första utrymmena den första tätningen 35 och den andra tätningen 36 samtidigt som de är utrustade med tätningar kring de andra, tredje, fjärde och femte portarna 31-34. Den första ändplattan p1 sak- nar exempelvis den första porten 30 för att tvinga det första mediet i radiell riktning ut från värmeväxlaren 12 genom de första utrymmena. Exempelvis är det axiella flödet hos det första mediet riktat väsentligen vertikalt nedåt. Det första mediet förs exempelvis från brännaren 11 och in i värmeväxlaren 12 genom höljets 13 inlopp 21, såsom visas i Fig. 1. Efter att ha lämnat plattor- 12 536 738 nas p1-p12 periferi samlas det första mediet exempelvis upp i höljet 13 och förs ut genom höljets 13 utlopp 22.

Plattorna p1-p11 är i det visade utförandet anordnade så att de andra portarna 31 är anordnade motstående varandra under bildande av en kanal i axiell riktning för det andra mediet. Alternativt är plattorna anordnade parvis och roterade 180 grader i sina plan. Den andra porten 31 hos den första ändplattan p1 är ansluten till inloppet 18 hos värmeväxlaren 12, så att det andra mediet kan föras in i värmeväxlaren 12 och genom den av de andra portarna 31 bildade kanalen, såsom visas med hjälp av pilarna F. Exempelvis förs det andra mediet väsentligen vertikalt uppåt genom de andra portarna 31. Det andra mediet passerar de första utrymmena på konventionellt sätt med hjälp av tätningar kring portarna och förs in i de andra utrymmena. I de andra utrymmena förs det andra mediet utmed plattornas plan, längs det första värmeöverföringsområdet 38 och fram till de fjärde portarna 33, såsom visas med hjälp av pilarna G. Alternativt är plattorna p1-p12 anordnade par- vis där vartannat par roterats 180 grader i sina plan, varvid de fjärde portarna 33 kan utgå. I det visade utförandet är de fjärde portarna 33 anordnade mot- stående varandra under bildande av en axiellt sig sträckande kanal för det andra mediet, så att det andra mediet kan föras därigenom, såsom visas med hjälp av pilarna H, till den andra ändplattan p12. Den andra ändplattan p12 är naturligtvis täckt av en ramplatta eller liknande, vilket ej visas i Fig. 8. I det visade utförandet innefattar den andra ändplattan p12 den fjärde porten 33 men saknar den tredje tätningen 37, så att det andra mediet förs från den fjärde porten 33 i en riktning utmed den andra ändplattans p12 plan och i en riktning radiellt inåt till den tredje porten 32 och, i det visade utförandet även den femte porten 34, såsom visas med hjälp av pilarna I i Fig. 8. Således är värmeväxlaren 12 i en ände utförd med en passage mellan det förta värmeö- verföringsområdet 38 och det andra värmeöverföringsområdet 39, så att det andra mediet kan föras från den andra och fjärde porten 31, 33 till den tredje och femte porten 32, 34. De tredje portarna 32 och de femte portarna 34 är anordnade motstående varandra hos två intilliggande plattor, så att det andra mediet kan föras i axiell riktning genom de första utrymmena och till de andra utrymmena, såsom visas med hjälp av pilarna J. I de andra utrymmena förs 13 536 738 det andra mediet utmed plattornas plan längs det andra värmeöverförings- området 39, såsom visas med hjälp av pilarna K. Således bringas flödet hos det andra mediet att svänga 180 grader i axiell riktning samtidigt som flödet förs i radiell riktning, såsom radiellt inåt. Värmeväxlaren 12 är således utförd för att åstadkomma ett radiellt sett yttre flöde i en första axiell riktning av det andra mediet genom den andra porten 31, det första värmeöverföringsområ- det 38 och den fjärde porten 33, och ett radiellt sett inre flöde i en motsatt andra axiell riktning av det andra mediet genom det andra värmeöverförings- området 39, den tredje porten 32 och den femte porten 34. Exempelvis flödar det andra mediet genom en radiellt sett yttre del av värmeväxlaren 12 i mot- satt riktning som det första mediet medan det andra mediet flödar genom en radiellt sett inre del av värmeväxlaren 12 i samma riktning som det första mediet. Exempelvis är flödet av det andra mediet genom en radiellt sett yttre del av värmeväxlaren 12 ett uppåtgående flöde medan flödet av det andra mediet genom en radiellt sett inre del av värmeväxlaren 12 är ett nedåtgå- ende flöde.

I det visade utförandet är plattorna p1-p12 anordnade parvis där de tredje och femte portarna 32, 34 är anordnade motstående varandra, så att det andra mediet kan passera de första utrymmena. Hos intilliggande par av plattor är dock de tredje och femte portarna 32, 34 vin kelförskjutna kring värmeväxlarens 12 centrumaxel A i förhållande till varandra, så att det andra mediet tvingas igenom åtminstone en del av det andra värmeöverföringsom- rådet 39 innan det fortsätter till nästa andra utrymme. Exempelvis bildas par- vis mellanliggande plattor p2-p11 av med avseende på den tredje och femte porten 32, 34 spegelvända plattor.

Den tredje porten 32 hos den första ändplattan p1 är ansluten till ut- loppet 19 hos värmeväxlaren 12. Exempelvis innefattar den första ändplattan p1 även den femte porten 34, vilken femte port 34 är ansluten till utloppet 19 eller ett andra utlopp hos värmeväxlaren 12, vilket andra utlopp ej visas i figu- Fefna.

Med hänvisning till Fig. 9 visas flödet av det andra mediet i de andra utrymmena mellan plattorna 17 eller utmed plattornas 17 andra sida på ett 14 536 738 tydligare sätt. I det visade utförandet bringas det andra flödet att passera ge- nom den andra porten 31, varvid en del av det andra mediet leds från den andra porten 31, utmed det första värmeöverföringsomrädet 38, såsom visas med hjälp av pilarna G, och ut genom den fjärde porten 33 hos en intillig- gande platta 17 under bildande av det radiellt sett yttre flödet av det andra mediet. En del av det andra mediet kan även bringas att passera genom den fjärde porten 33. Genom den första avdelaren 40, som sträcker sig mellan den andra och fjärde porten 31, 33, delas flödet av det andra mediet i det första värmeöverföringsområdet 38 upp i två parallella och väsentligen halv- cirkelformiga stråk mellan den andra och fjärde porten 31, 33. Den andra av- delaren 41 resulterar på motsvarande sätt i två parallella stråk av det andra mediet på andra sidan om den första porten 30.

Efter det att det andra mediet bringats att vända 180 grader i axiell riktning förs det andra flödet in i de andra utrymmena och utmed det andra värmeöverföringsomrädet 39, såsom visas med hjälp av pilarna K, under bildande av det radiellt sett inre flödet av det andra mediet. Det inre flödet av det andra mediet är således i motsatt axiell riktning som det yttre flödet därav och exempelvis i samma riktning som det axiella flödet av det första mediet.

Det inre flödet av det andra mediet bringas in i de andra utrymmena och i anliggning mot nästkommande plattas 17 andra värmeöverföringsområde 39 i positioner X som är förskjutna i förhållande till den tredje och femte porten 32, 34. Positionerna X är således anordnade mellan den tredje och femte porten 32, 34, varvid det andra mediet tvingas att flöda från positionerna X i en första riktning mot den tredje porten 32 och i motsatt riktning mot den femte porten 34 och därefter vidare till nästa andra utrymme pä samma sätt.

Ett utförande innefattar en metod för uppvärmning med hjälp av an- ordningen 10. Exempelvis är metoden avsedd för uppvärmning av det andra mediet, såsom en vätska eller vatten för varmvattenproduktion i en panna eller liknande. Metoden innefattar exempelvis stegen att i en brännare 11 bränna ett bränsle eller en blandning av bränsle och luft katalytiskt för att åstadkomma det första mediet i form av varma förbränningsgaser, att föra in det första mediet i värmeväxlare 12 och bringa det första mediet i axiell rikt- ning genom värmeväxlaren 12 och i radiell riktning genom de första utrym- 536 738 mena hos värmeväxlaren 12, och att föra in det andra mediet i de andra ut- rymmena hos värmeväxlaren 12 och bringa det andra mediet att flöda genom värmeväxlaren i en första axiell riktning och därefter radiellt förskjutet i mot- satt axiell riktning. Exempelvis bringas det andra mediet att först flöda i ett radiellt sett yttre flöde och därefter i ett inre flöde samtidigt som det första mediet leds från den centralt placerade första porten 30 och utåt i radiell rikt- ning. Exempelvis leds det andra mediet genom värmeväxlaren 12 så att vär- meenergi från det första mediet först överförs till det radiellt sett inre flödet av det andra mediet och därefter till det yttre flödet därav. Exempelvis innefattar metoden steg för att leda in bränslet i brännaren 11 under samtidig kylning av brännarens inre kåpa 24, såsom beskrivs med hänvisning till Fig. 2 och Fig. 3. Metoden innefattar exempelvis steg för att leda det första och andra me- diet genom värmeväxlaren 12 och längs plattorna 17 såsom beskrivs med hänvisning till Fig. 4-9.

Med hänvisning till Fig. 10 och Fig. 11 visas brännaren 11 enligt ett al- ternativt utförande. Brännaren 11 innefattar inloppet 14, katalysatorn 15, ut- loppet 16, den yttre kåpan 23, den inre kåpan 24, utrymmet 25 och den ut- rymmet och kammaren 27 förbindande öppningen 26, såsom beskrivits ovan med hänvisning till Fig. 2 och 3. I det i Fig. 10 och 11 visade utförandet är en styranordning 44 anordnad inuti den inre kåpan 24 framför öppningen 26. Öppningen 26 visas med hjälp av streckad linje i Fig. 11. Styranordningen 44 är utförd för att styra inkommande flöde av bränsle mot den inre kåpans 24 periferi för att åstadkomma effektiv förbränning och undvika baktändning av bränslet samtidigt som den inre kåpans 24 periferi kyls och kåpornas 23, 24 första ände 28, 29 avskärmas från förbränningen. Styranordningen 44 är ex- empelvis utförd i form av en innanför den inre kåpans 24 första ände 29 och koaxialt med öppningen 26 anordnad platta under bildande av en spalt 45 mellan styranordningen 44 och den inre kåpans 24 första ände 29. Således är styranordningen 44 anordnad på ett avstånd i axiell riktning från den inre kåpans 24 första ände 29 under bildande av spalten 45, så att inkommande bränsle kan strömma axiellt genom öppningen 26 fram till styranordningen 44, varefter bränslet tvingas att strömma radiellt mot den inre kåpans 24 inre mantelyta innan bränslet når fram till katalysatorn 15. Styranordningen 44 är 16 536 738 exempelvis en cirkulär platta med en diameter som är mindre än den inre kåpans 24 diameter. Exempelvis är spalten 1-10 mm eller 2-5 mm. 17

Claims (16)

10 15 20 25 30 536 738 PATENTKRAV

1. Värmeväxlarplatta (17) för plattvärmeväxlare (12), innefattande en första sida, en andra sida och en centrumpunkt (P) genom vilken en tänkt centru- maxel (A) löper i en riktning tvärs ett plan hos plattan (17), varvid plattan (17) innefattar en första port (30) för ett första medium, och åtminstone en andra port (31) och en tredje port (32) för ett andra medium, kännetecknad av en första tätning (35) anordnad på den andra sidan kring den första porten (30), en andra tätning (36) anordnad pä den andra sidan vid en periferi hos plattan (17), och en mellan den första och andra tätningen (35, 36) anordnad och sluten tredje tätning (37) under bildande av ett första värmeöverföringsområde (38) och ett från det första värmeöverföringsomrädet (38) separerat andra värme- överföringsområde (39), varvid den andra porten (31) är anordnad i det första värmeöverföringsomrädet (38) och den tredje porten (32) är anordnad i det andra värmeöverföringsområdet (39).

2. Värmeväxlarplatta enligt krav 1, varvid den första porten (30) är anordnad centralt i plattan (17) och varvid det andra värmeöverföringsomrädet (39) är anordnat mellan den första porten (30) och det första värmeöverföringsområ- det (38).

3. Värmeväxlarplatta enligt krav 1 eller 2, varvid plattan (17) och värmeöver- föringsområdena (38, 39) är ringformiga och varvid den första porten (30) är cirkulär.

4. Värmeväxlarplatta enligt något av föregående krav, varvid plattans (17) första sida är utförd med ett första mönster och den andra sidan är utförd med ett från det första mönstret skiljt andra mönster.

5. Värmeväxlarplatta enligt något av föregående krav, innefattande en i det första värmeöverföringsområdet (38) anordnad och för det andra mediet ut- 18 10 15 20 25 30 536 738 förd fjärde port (33) och en i det andra värmeöverföringsområdet (39) anord- nad och för det andra mediet utförd femte port (34), varvid den andra porten (31) och fjärde porten (33) är anordnade på en genom centrumaxeln (A) och i plattans (17) plan sig sträckande tänkt första linje (B) och på motstående si- dor om centrumaxeln (A), varvid den tredje porten (32) och femte porten (34) är anordnade på en genom centrumaxeln (A) och i plattans (17) plan sig sträckande tänkt andra linje (C) och på motstående sidor om centrumaxeln (A), och varvid den andra linjen (C) ärförskjuten kring centrumaxeln (A) i för- hållande till den första linjen (B) under bildande av en vinkel (d) däremellan.

6. Värmeväxlarplatta enligt krav 5, varvid vinkeln (d) mellan den första och andra linjen är mellan 0 och 90 grader, 10-80 grader eller 20-70 grader.

7. Värmeväxlarplatta enligt något av föregående krav, varvid den första si- dan är utförd för att åstadkomma ett radiellt flöde hos det första mediet från den första porten (30) och förbi plattans (17) periferi.

8. Plattvärmeväxlare (12) innefattande ett plattpaket med en första ändplatta (p1), en andra ändplatta (p12) och ett flertal däremellan anordnade värme- växlarplattor (p2-p11) enligt något av föregående krav, varvid plattorna (p1-p12) är anordnade under bildande av omväxlande ett första utrymme däremellan för det första mediet och omväxlande ett andra utrymme däremellan för det andra mediet, varvid plattorna (p1-p12) är utförda under bildande av en passage i ra- diell riktning mellan de första portarna (30) och plattornas (p1-p12) periferi i de första utrymmena, så att det första mediet kan flöda radiellt mellan de första portarna (30) och en position utanför plattornas (p1-p12) periferi i de första utrymmena, varvid plattvärmeväxlaren vid den andra ändplattan (p12) är utförd med en passage mellan den andra porten (31) och den tredje porten (32), så att det andra mediet kan flöda däremellan. 19 10 15 20 25 30 536 738

9. Plattvärmeväxlare enligt krav 8, varvid den första porten (30) hos respek- tive platta (p2-p12) är anordnad motstående den första porten (30) hos en intilliggande platta och varvid den andra porten (31) hos respektive platta (p1-p11) är anordnad motstående den andra porten hos en intilliggande platta.

10. Plattvärmeväxlare enligt krav 8 eller 9, varvid plattorna är anordnade parvis och varvid de tredje portarna (32) är anordnade motstående varandra hos ett par av intill varandra anordnade plattor och är hos intilliggande par av plattor inbördes förskjutna kring centrumaxeln (A).

11. Plattvärmeväxlare enligt något av krav 8-10, varvid plattornas första si- dor är anordnade mot varandra och varvid plattornas andra sidor är anord- nade mot varandra.

12. Anordning för uppvärmning, innefattande en med katalysator (15) för- sedd brännare (11) för att åstadkomma det första mediet genom katalytisk förbränning av bränsle, och en med brännaren (11) förbunden plattvärmeväx- lare (12) enligt nägot av krav 8-11 för att överföra värme frän det första me- diet till det andra mediet.

13. Anordning enligt krav 12, varvid brännaren (11) innefattar en med ett inlopp (14) för bränsle utförd yttre käpa (23) och en i den yttre käpan (23) anordnad och med en inloppsöppning (26) för bränslet utförd inre käpa (24) under bildande av ett mellan den yttre och inre käpan (23, 24) anordnat ut- rymme (25) för att leda inkommande bränsle kring den inre käpan (24) och fram till den inre käpans (24) inloppsöppning (26), varvid katalysatorn (15) är anordnad i den inre käpan (24) för att åstadkomma det första mediet i form av förbränningsgaser.

14. Anordning enligt krav 13, varvid den yttre och inre käpan (23, 24) är cy- linderformade, varvid den inre käpan (24) är anordnad koncentriskt i den yttre käpan (23), varvid inloppet (14) är anordnat i en mantelyta hos den yttre kä- 20 10 536 738 pan (23) och varvid inloppsöppningen (26) är anordnad i en första basyta hos den inre kåpan (24) medan en andra basyta hos den inre kåpan (24) är öp- pen och anordnad i riktning mot plattvärmeväxlaren (12).

15. Anordning enligt något av krav 12-14, varvid katalysatorn (15) är anord- nad avsmainande.

16. Anordning enligt krav 15, varvid katalysatorn (15) är konisk eller halvsfä- risk. 21