DE1911728A1 - Plate heat exchanger - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Plattenwärme aus tau scher, bestehend aus identischen Wärmeaustauschplatten, die in ihren Wärmeaustauschflächen besondere Erhebungen haben, welche als turbulenzerzeugende Mittel und als Abstandmittel zwischen den Platten wirken, wenn letztere in einem Rahmen zusammengebaut sind, und die zusammen mit Randdichtungen Platten-Zwischenräume gleicher Breite für den Durchfluß von zwei Wärmeaustauschmedien bilden. Der Plattenwärmeaustauscher nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Wärmeaustauschplatten 180° relativ zu den anderen Platten um eine in der Plattenebene verlaufende Achse gedreht ist, wobei die Turbulenz bewirkenden Erhebungen in den Wärmeaustauschflächen jeder Platte unsymmetrisch geformt und/oder angeordnet sind, so daß durch das genannte Drehen einer Platte zwei Arten von Plattenzwischenräumen gebildet sind, die verschiedene Strömungsbedingungen für die ,»ärmeaustauschüiedien erzeugen. Es ist oft erwünscht, in demselben Plattenwärmeaustauscher Plattenzwischen-The present invention relates to a plate heat from tau shear, consisting of identical heat exchange plates which have special elevations in their heat exchange surfaces, which act as turbulence-generating means and as spacing means between the plates when the latter are assembled in a frame, and which together with edge seals Form plate gaps of equal width for the flow of two heat exchange media. The plate heat exchanger according to the invention is characterized in that at least one of the heat exchange plates is rotated 180 ° relative to the other plates about an axis running in the plane of the plate, the elevations causing the turbulence in the heat exchange surfaces of each plate being asymmetrically shaped and / or arranged, so that by said turning of a plate two types of plate interspaces are formed, which produce different flow conditions for the heat exchange media. It is often desirable to have plate intermediate plates in the same plate heat exchanger.
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räume mit unterschiedlichen thermischen Eigenschaften vorzusehen, so daß, so genau wie möglich, eine vorherbestimmte Endtemperatur eines der niärneaustauschmedien erreicht werden kann.Provide rooms with different thermal properties so that, as precisely as possible, one predetermined final temperature of one of the level exchange media can be reached.
Dies wurde bisher so erreicht, daß einige Plattenzwischenräume in dem Wärmeaustauscher breiter gedacht wurden als andere. Als Breite eines Plattenzwischenraumes wird, wenn keine eindeutig definierbaren jlbenen für die Wärmeaustauschabschnitte der Platten erkennbar sind,der Abstand zwischen den zwei Platten benachbarter Platten angenommen, der sich bei jeder Platte in der Witte zwischen den zwei Platten durch die obersten Lnden der ■ Turbulenz erzeugenden Erhebungen an beiden Seiten der Platte erstreckt. Breitere Blattenzwisehenräume können in einem Plattenwärmeaustauscher entweder durch Verwendung dickerer als der normalen Dichtungen oder durch Verwendung von tfärmeaustauschplatten erreicht werden, deren gesamte vvärmeaustauschabschnitte in bezug auf den umgebenden Randabschnitt senkrecht zu der Plattenebene etwas versetzt sind. In "beiden Fällen geht jedoch der gegenseitige Halt zwischen Platten, die solche breitere Zwischenräume bilden, verloren, der in einer Menge von einheitlich über die gesamten Wärmeaustauschabschnitte durch gewöhnliche Turbulenz erzeugende Erhebungen, wie Rippen oder dergleichen, in den wärmeaustauschflächen gegeben ist, wenn der Abstand zwischen den Platten normal ist.This has heretofore been achieved by thinking of some plate gaps in the heat exchanger wider than others. If there are no clearly definable planes for the Heat exchange sections of the plates can be seen, the The distance between the two plates of adjacent plates is assumed, which for each plate extends in the width between the two plates through the uppermost ends of the ■ Turbulence generating bumps extends on both sides of the plate. Wider leaf toe spaces can in a plate heat exchanger either by using thicker than normal gaskets or achieved by using thermal exchange plates whose total heat exchange sections with respect to the surrounding edge section perpendicular to the Plate level are slightly offset. In "both cases, however, there is mutual support between plates, that form such wider spaces are lost, which in an amount of uniform over the entire heat exchange sections due to ordinary turbulence Generating elevations, such as ribs or the like, is given in the heat exchange surfaces when the distance between the plates is normal.
Bei einem nach der Erfindung hergestellten Plattenwärmeaustauscher geht dieser Halt nicht verloren, da die Breite der Plattenzwischenräume, die geänderte thermische Eigenschaften ergibt, nicht verößert wird. Plattenzwischenräume mit geänderten thermischen Merkmalen werden stattdessen durch Bilden von TurbulenzIn a plate heat exchanger manufactured according to the invention this hold is not lost because the width of the gaps between the plates has changed gives thermal properties, is not increased. Plate gaps with changed thermal characteristics are instead created by creating turbulence
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bewirkenden Erhebungen der Platten geschaffen, so daß in einigen Plattenzwischenräumen eine hüftigere Turbulenz erzeugt wird als in anderen, as ist ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß identische Platten verwendet werden können, wobei die Herstellungskosten niedrig gehalten werden können.causing elevations of the plates created, so that in some plate gaps a hip more turbulence is generated than in others, as is a great one Advantage of the present invention that identical plates can be used, with the manufacturing costs can be kept low.
Eine Anzahl verschiedener Arten yon «ärmeaustauschplatten, mit denen ein .Vän.ieaustauscher nach der Erfindung hergestellt werden kann, wird unten mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschriebene In Pig. 1 ist eine Platte dieser Art un3 in Fig. 2 ist ein Teil einer abgeänderten Ausführungsform derselben dargestellt. In Fig. 3"ist eine andere .latte und in Fij. 4 ist eine Teilschnittansicht einer weiteren Platte dargestellt.A number of different types of heat exchange plates, with which a .Vän.iexauscher according to the invention In Pig. 1 is a plate of this type un3 in Fig. 2 is part of a modified embodiment of the same shown. In Fig. 3 ″ there is another slat and in Fig. 4 there is one Partial sectional view of another plate shown.
Die in der Zeichnung dargestellten Platten haben durchgehende Löcher 1 für die üärmeaustauschmedien. Ihre kurzen Seiten hieben Aussrarungen 2 und 3, die als Führungen dienen, wenn eine Anzahl Platten zu einem Paket in einem iiahmen eines näriaeaustauschers angeordnet werden sollen. In der Zeichnung sind die üblichen .ianddichtungen, die sich u::i die »Värneaustauschflachen und uu die durchgehenden Löcher erstrecken, weggelassen, da sie keinen Teil der Erfindung bilden. In der Zeichnung sind,volle Linien in den .i;'rL;eaustauschflächen der Platten gezeigt. Di^se linien stellen die obersten Enden von Erhebungen in Form von Kippen dar, die beim Herstellen der Platten gebildet und sum erzeugen von Turbulenz in den: durch den .lärneaustaus eher zwischen den zusammengebauten Platten strömenden «iärnieaustauschmedium bestimmt sind. Rippen dieser Art werden auf beiden Seiten.der Platten gebildet.The plates shown in the drawing have through holes 1 for the üärmeaustauschmedien. Their short sides cut recesses 2 and 3, which serve as guides when a number of plates are to be arranged in a package in a frame of a heat exchanger. In the drawing, the usual .and seals, which extend u :: i the varnish exchange surfaces and uu the through holes, have been omitted, since they do not form part of the invention. In the drawing are, full lines in the .i ; 'rL; ea exchange surfaces of the plates shown. These lines represent the uppermost ends of elevations in the form of cantilevers, which are formed during the manufacture of the plates and thus create turbulence in the heat exchange medium flowing between the assembled plates. Ribs of this type are formed on both sides of the panels.
Bei der in Fi,-;. 1 dargestellten Platte bilden eine An-At the in Fi, - ;. 1 shown plate form an
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zahl paralleler erster Rippen 4 einen v/inkel mit parallelen zweiten Hippen 5. Die Rippen 4 und 5 erstrekken sich an jeder Seite einer senkrechten Linie 6 durch die Mitte der Platte nach Fig. 1· An dieser Mittellinie 6 ist jede Rippe 4 in der Mitte zwischen zwei Rippen und jede Rippe 5 in der Mitte zwischen zwei Rippen 4 gelegen« Zwischen den Rippen 4» wie auch zwischen den Rippen 5, erstrecken sich eine Anzahl Brücken 7.number of parallel first ribs 4 a square with parallel second ribs 5. The ribs 4 and 5 extend on each side of a vertical line 6 through the center of the plate according to FIG. 1. At this center line 6, each rib 4 is in the middle Between two ribs and each rib 5, located in the middle between two ribs 4, “between the ribs 4” as well as between the ribs 5, a number of bridges 7 extend.
Nach Fig. 1 hergestellte Platten können in folgender Weise verwendet werden:Plates produced according to Fig. 1 can be used in the following way:
Wenn ein Plattenzwischenraura vorgesehen werden soll, der den Durchfluß von Wärmeaustauschmedium einen verhältnismäßig kleinen Widerstand bietet, können zwei Platten so zusammengesetzt werden, daß eine davon in der in Fig. 1 dargestellten Lage gehalten wird, während die andere darauf 100° um die Mittellinie 6 gewendet angeordnet wird. Dann werden die Rippen 4 der gewendeten Platte an die Brücken 7 zwischen den Rip^· pen 5 der darunterliegenden Platte und die Rippen 5 der gewendeten Platte an die Brücken 7 zwischen den Rippen 4 der darunterliegenden Platte grenzen. Die Rippen 4 und 5 der darunterliegenden Platte werden entsprechend anr;die Brücken 7 der gewendeten Platte angrenzen. Auf diese .Yeise wird ein Plattenzwischenraum geschaffen, bei dem die parallelen Rippen einer Platte parallel mit den entsprechenden Rippen der anderen Platte verlaufen.If an intermediate plate space is to be provided which offers a relatively small resistance to the flow of heat exchange medium, two plates can be put together in such a way that one of them is held in the position shown in FIG is arranged. Then the ribs 4 of the inverted plate will adjoin the bridges 7 between the ribs 5 of the underlying plate and the ribs 5 of the inverted plate will adjoin the bridges 7 between the ribs 4 of the underlying plate. The ribs 4 and 5 of the underlying plate are corresponding to r; the bridges 7 of the turned plate adjoin. In this way, a plate gap is created in which the parallel ribs of one plate run parallel to the corresponding ribs of the other plate.
Wenn jedoch auf einer Platte nach Fig. 1 eine andere Platte derselben Art angeordnet wird, die 180° um eine Achse gedreht ist, die sich durch die Mitte der Platte senkrecht zur Plattenebene erstreckt, wird ein Plattenzwischenraum anderer Art mit anderen ther-However, if on a plate according to FIG. 1 another Plate of the same kind rotated 180 ° about an axis passing through the center of the Plate extends perpendicular to the plane of the plate, a plate gap of a different kind with other thermal
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mischen Merkmalen erhalten. Dann kreuzen und liegen die Hippen der einen Platte an den Rippen der anderen Platte. Dies bedeutet, daß der Plattenzwischenraum dem Durchfluß eines Wärmeaustauschmediums einen wesentlich größeren Widerstand bietet als ein Plattenzwischenraum, bei dem die Rippen der zwei Platten parallel zueinander verlaufen.mix characteristics preserved. Then the ribs of one plate cross and lie on the ribs of the other Plate. This means that the plate gap significantly affects the flow of a heat exchange medium offers greater resistance than a plate gap, in which the ribs of the two plates are parallel to each other get lost.
Bei der Ausführungsform nach Pig. 2 verlaufen die die Turbulenz erzeugenden Rippen etwas anders. Bestimmte Rippenabschnitte 8 erstrecken sich in derselben Richtung wie die Rippen 4 und 5 der Platte nach Figo 1, während andere Rippenabschnitte 9 in anderen Richtungen verlaufen. Die letztgenannten Hippenabschnitte haben denselben Zweck wie die Brücken 7 der Platte nach Pig. 1. Wenn daher zwei Platten nach Fig. 2 zusammengesetzt werden, wovon eine mit Bezug auf die andere 180° um eine der Mittellinie 6 in Pig. 1 entsprechende Achse gewendet ist, verlaufen alle Rippenabschnitte 8 der zwei Platten auf beiden Seiten der genannten Linie zueinander parallel, während die Rippenabschnitte 9 der einen Platte die entsprechenden Rippenabschnitte 9 der anderen Platte kreuzen und an diese grenzen. Dies ist in Pig. 2 dargestellt, in der die gestrichelten Linien 8a und 9a die Brücken in dem hier in Frage stehenden Bereich einer umgewendeten und in der oben beschriebenen Weise angeordneten Platte bezeichnen. In Pig. 1 bezeichnen gestrichelte Linien 10 und 11 die Bereiche, die in Pig. 2 einander gegenüberliegen.In the Pig. 2 run the those Turbulence-generating ribs a little different. Certain rib sections 8 extend in the same direction like the ribs 4 and 5 of the plate according to Figo 1, while other rib sections 9 in other directions get lost. The latter hip sections have the same purpose as the bridges 7 of the plate according to Pig. 1. Therefore, when two panels are assembled according to Fig. 2, one with respect to the other 180 ° around one of the center line 6 in Pig. 1 corresponding axis is turned, all rib sections run 8 of the two plates on either side of said line are parallel to each other, while the rib sections 9 of one plate cross the corresponding rib sections 9 of the other plate and adjoin them. This is in Pig. 2, in which the dashed lines 8a and 9a represent the bridges in the one in question denote standing area of an inverted plate arranged in the manner described above. In Pig. 1, dashed lines 10 and 11 denote the Areas in Pig. 2 face each other.
',ienn zwei Platten nach Pig ο 2 zusammengesetzt werden,, von denen die eine 180° gegenüber der anderen um eine sich senkrecht zur Plattenebene erstreckende Achse durch die Mitte der Platte gedieht ist, kreuzen und liegen die Rippenabschnitte 8 der einen Platte an den ', ienn two plates are put together according to Pig o 2, one of which is 180 ° relative to the other about an axis extending perpendicular to the plane of the plate through the center of the plate, cross and the rib sections 8 of one plate are on the
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.Rippenabschnitten 8a der anderen Platte in dem gesamten Plattenzwischenraum, wobei der V/iderstand gegen den Durchfluß des wärrneaust aus chmediums größer ist und dementsprechend der Plattenzwischenraum andere thermische Merkmale bekommt..Rib sections 8a of the other plate throughout Plate gap, where the V / resistance against the flow of heat exchanged from the medium is greater and, accordingly, the space between the plates is different thermal Features.
In Fig. 3 ist eine Platte dargestellt, die eine Anzahl paralleler Rippen 12 hat, welche im Vergleich zu den Rippen der Platten in Fig. 1 und 2 anders verlaufen. Die Rippen 12, zwischen denen sich, wie bei der Platte nach ^'ig. 1, eine Anzahl Brücken 7 erstreckt, sind so angeordnet, daß beim Zusammensetzen von zwei Platten, von denen die eine mit Bezug auf die andere um 180° um eine senkrecht zur Plattenebene durch die Plattenmitte verlaufende Achse gedreht ist, ein Plattenzwischenraum gebildet wird, bei dem die Rippen der einen Platire mit Bezug auf die Rippen der anderen Platte parallel verlaufen, wobei die Brücken 7 dazwischen aneinandergrenzen. Wenn jedoch die genannte Platte relativ zu der anderen 180° um die Mittellinie 6 gedreht wird, wird ein Plattenzwischenraum gebildet, bei dem die Rippen der einen Platte die Rippen der anderen Platte kreuzen und an diese grenzen. Bei den zwei Arten von Plattenzwischenräumen, die mittels der Platten nach Fig. 3 erzielbar sind, wird die Strömung unterschiedlich beeinflußt und dementsprechend haben die verschiedenen Plattenzwischenräume unterschiedliche thermische Eigenschaften.In Fig. 3, a plate is shown which has a number has parallel ribs 12 which, compared to the ribs of the plates in FIGS. 1 and 2, run differently. The ribs 12, between which, as in the case of the plate after ^ 'ig. 1, extending a number of bridges 7, are so arranged that when assembling two panels, one of which with respect to the other around 180 ° about an axis running perpendicular to the plane of the plate through the middle of the plate, a plate gap is formed in which the ribs of the one Platire are parallel with respect to the ribs of the other plate, the bridges 7 adjoining one another therebetween. However, if said plate is rotated 180 ° about the center line 6 relative to the other is formed, a plate gap is formed in which the ribs of one plate are the ribs of the other Cross the plate and border on it. In the case of the two types of inter-plate gaps created by means of the plates can be achieved according to Fig. 3, the flow is influenced differently and accordingly have the different spaces between the panels thermal properties.
Pig. 4 ist eine Teilschnittansicht einer Platte,'die Turbulenz erzeugende Rippen 13 auf der einen Seite hat, welche im Vergleich zu den Turbulenz erzeugenden Rippen 14 an der anderen Seite der Platte anders ausgebildet sind. Die mittlere Kbene der Platte ist durchPig. Fig. 4 is a partial sectional view of a plate which Has turbulence-generating ribs 13 on one side, which compared to the turbulence-generating ribs 14 are designed differently on the other side of the plate. The middle level of the plate is through
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eine strichpunktierte Linie 15 dargestellt. Alle Scheitel der Hippen an beiden Seiten der Platte sind mit demselben Abstand von dieser mittleren Ebene gelegen. Die Hippen einer Platte mit einem Querschnitt nach Fig. 4 können sich quer über die vVärmeaustauschflächen, wie in Fig· 2 dargestellt, erstrecken, wobei die den Rippenabschnitten 8 entsprechenden Abschnitte vorzugsweise eine dichtung parallel1 mit den kurzen Seiten der Platte haben. Durch zwei Platten dieser Art können in derselben Weise wie durch Platten nach Fig. 1,2 oder 3 Plattenzwischenräume mit verschiedenen thermischen Eigenschaften durch Drehen der einen Platte relativ zu der anderen erhalten werden.a dash-dotted line 15 is shown. All the vertices of the hips on either side of the plate are equidistant from this median plane. The ribs of a plate with a cross-section according to Fig. 4 can extend across the heat exchange surfaces as shown in Fig. 2, the sections corresponding to the rib sections 8 preferably having a seal parallel 1 with the short sides of the plate. With two plates of this kind, in the same way as with plates according to FIGS. 1, 2 or 3, plate gaps with different thermal properties can be obtained by rotating one plate relative to the other.
Es wurden oben nur einige verschiedene Plattenarten beschrieben, durch die ein Plattenwärmeaustauscher nach der Erfindung aufgebaut werden kann. In den Bereich der anliegenden Ansprüche fallen auch verschiedene andere Plattenarten.Only a few different types of plates have been described above, through which a plate heat exchanger can be constructed according to the invention. Various claims also fall within the scope of the appended claims other types of panels.
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