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Dokumentenidentifikation DE60211698T2 21.09.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001405023
Titel WÄRMEÜBERTRAGUNGSPLATTE, FÜR EINEN PLATTENWÄRMETAUSCHER
Anmelder Alfa Laval Corporate AB, Lund, SE
Erfinder BLOMGREN, Ralf, S-239 34 Skanör, SE
Vertreter RA u. PA Volkmar Tetzner; PA Michael Tetzner; RA Thomas Tetzner, 81479 München
DE-Aktenzeichen 60211698
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 04.06.2002
EP-Aktenzeichen 027363860
WO-Anmeldetag 04.06.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/SE02/01063
WO-Veröffentlichungsnummer 2003010482
WO-Veröffentlichungsdatum 06.02.2003
EP-Offenlegungsdatum 07.04.2004
EP date of grant 24.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.09.2006
IPC-Hauptklasse F28F 3/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F28D 9/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsplatte für einen Plattenwärmetauscher, umfassend einen ersten Öffnungsabschnitt, der in einem Kantenabschnitt der ersten Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist, einen zweiten Öffnungsabschnitt, der in einem zweiten Kantenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist, und einen Wärmeübertragungsabschnitt, der zwischen den Öffnungsabschnitten angeordnet ist. Diese Erfindung betrifft zudem ein Plattenpaket und einen Plattenwärmetauscher. US-A-4,523,638 gibt diesen Stand der Technik wieder.

Erfindungshintergrund

Ein Plattenwärmetauscher umfasst ein Plattenpaket, das aus einer Zahl von zusammengesetzten Wärmeübertragungsplatten besteht, die zwischen ihnen Plattenzwischenräume bilden. Im Allgemeinen steht jeder zweite Plattenzwischenraum mit einem ersten Einlasskanal und einem ersten Auslasskanal in Verbindung, wobei Plattenzwischenraum so zurechtgemacht ist, dass er einen Fließbereich abgrenzt und einen Fluss eines ersten Fluidums zwischen den Einlass- und Auslasskanälen führt. Dementsprechend stehen die anderen Plattenzwischenräume mit einem zweiten Einlasskanal und einem zweiten Auslasskanal für den Fluss eines zweiten Fluidums in Verbindung. Auf diese Weise stehen die Platten über eine ihrer Seitenflächen mit einem Fluidum und über die andere Seitenfläche mit dem anderen Fluidum in Kontakt, was einen beträchtlichen Wärmeaustausch zwischen den zwei Fluida ermöglicht.

Moderne Plattenwärmetauscher weisen Wärmeübertragungsplatten auf, die in den meisten Fällen aus Metallblechrohlingen gefertigt sind, die gepresst und gestanzt worden sind, um ihre Endgestalt zu erhalten. Jede Wärmeübertragungsplatte ist üblicherweise mit vier oder mehr „Öffnungen" versehen, die aus Durchtrittslöchern bestehen, die an vier Ecken der Platte eingestanzt sind. Manchmal werden zusätzliche Öffnungen entlang der kurzen Seiten der Platten eingestanzt, so dass sie zwischen den Öffnungen angeordnet sind, die in die Ecken eingestanzt sind. Die Öffnungen der verschiedenen Platten grenzen die Einlass- und Auslasskanäle ab, die sich durch den Plattenwärmetauscher quer zur Ebene der Platten erstrecken. Dichtungen oder einige andere Typen von Abdichtungsmittel sind alternierend um einige der Öffnungen in jedem zweiten Plattenzwischenraum und in den anderen Plattenzwischenräumen um die anderen Öffnungen angeordnet, so dass sie jeweils die zwei separaten Kanäle für das erste und das zweite Fluidum bilden.

Da im Wärmetauscher während des Betriebs beträchtliche Druckpegel des Fluidums erhalten werden, müssen die Platten ausreichend starr sein, so dass sie nicht durch den Druck des Fluidums verformt werden. Die Verwendung von Platten, die aus Metallblechrohlingen gefertigt werden, ist nur möglich, wenn die Platten etwas abgestützt werden. Dies wird im Allgemeinen dadurch erreicht, dass die Wärmeübertragungsplatten mit einer Art von Riffelung ausgebildet werden, so dass sie sich an einer Vielzahl von Punkten gegeneinander drücken.

Die Platten werden zwischen zwei biegestarren Endplatten (oder Rahmenplatten) in einem „Rahmen" eingeklemmt und bilden auf diese Weise starre Einheiten mit Fließkanälen in jedem Plattenzwischenraum. Die Endplatten werden gegeneinander mittels einer Anzahl von Spannbolzen eingeklemmt, die beide Platten in Löchern in Eingriff bringt, die entlang dem Umfang einer jeden Endplatte ausgebildet ist.

In den vergangenen Jahren sind Plattenwärmetauscher bei Anwendungen in Gebrauch gekommen, die bei der wenigstens eines der Fluida einem Phasenübergang unterworfen wird (Kondensation oder Verdampfung). Bei vielen Prozessen wird Dampf aus zweierlei Gründen zu Erwärmungszwecken verwendet: einerseits enthält Dampf viel Energie, die bei der Kondensation freigesetzt wird, und andererseits ist die Heiztemperatur im Wesentlichen konstant. Im Fall, dass die Kondensationstemperatur 100 °C überschreitet, kann die Temperatur beispielsweise nicht mittels einer so genannten Dampffalle reguliert werden, die den Druck des abgeschiedenen Kondensats reguliert. Im Fall von Temperaturen unterhalb 100 °C arbeiten Dampffallen aus natürlichen Gründen nicht – unterhalb des Atmosphärendrucks kann kein Druck erzeugt werden. Anstelle dessen muss ein Kondensator verwendet werden, in dem Restdampf kondensiert wird.

Konventionelle Plattenwärmetauscher sind wegen ihres symmetrischen Designs nicht sehr gut auf diese Aufgabe angepasst; Öffnungen der gleichen Größe und der gleichen Kanalcharakteristik bei beiden Kanälen. Bei einer typischen Anwendung ist der Zusammenhang zwischen der Dampfströmung und der Strömung des Kühlwassers derart, dass der Durchmesser des Dampfeinlasses doppelt so groß sein sollte, wie der der Kühlwasseröffnungen. Darüber hinaus sollten die Kanäle in den Plattenzwischenräumen hochsymmetrisch sein. Der Dampf benötigt einen Kanal mit einer großen Querschnittfläche und niedrigem Reibungswiderstand, so dass der Druckabfall minimiert wird, und das Kühlwasser benötigt einen engen Kanal mit großem Reibungswiderstand, der heftige Turbulenzen verursacht.

Bei Anwendungen dieser Art sollten die Platten relativ große Dampföffnungen aufweisen, um zu verhindern, dass der Dampfphasendruckabfall an der Öffnung oder an den Öffnungen zu groß wird, was einen nachteiligen Effekt auf die Wirksamkeit des Wärmetauschers haben würde. Um die Bereitstellung von Öffnungen in einem Plattenwärmetauscher des oben erwähnten Typs zu ermöglichen, müssen die Platten breit sein. Dies setzt eine schwache Nutzung des Metallblechs voraus, was wiederum den Plattenwärmetauscher zu teuer macht.

In diesem Zusammenhang sollte auch der Typ von Plattenwärmetauscher erwähnt werden, wie er in DE-A1-19716200 beschrieben wird. Diese Veröffentlichung offenbart einen Plattenwärmetauscher, bei dem alle Öffnungen, d. h. auch die Öffnungen für die verschiedenen Fluida, entlang ein und derselben Linie positioniert sind. Die in der DE-Veröffentlichung angegebene Aufgabe ist, dass es wünschenswert ist, eine verbesserte Verteilung des Flusses über die Breite der Wärmeübertragungsplatten zu erhalten. Die Form der Platte ist im Wesentlichen lang und schmal und rechtwinklig und die zwei Öffnungen für eines der Fluida sind am äußeren Ende einer jeden kurzen Seite der Platte positioniert, wohingegen die zwei Öffnungen für das andere Fluidum innerhalb derselben positioniert sind.

Darüber hinaus offenbart GB-A-2121525 einen Verdampfer oder Kondensator, der aus Platten aufgebaut ist, die jeweils eine lange und schmale obere Öffnung und eine lange und schmale untere Öffnung aufweist, die für ein erstes Fluidum vorgesehen sind, die durch jeden zweiten Plattenzwischenraum geführt werden soll. Die zwei Öffnungen erstrecken sich über die ganze Breite der Platte. Die Platte umfasst darüber hinaus eine Zahl von Vorsprüngen, die außerhalb der Breite der Platte angeordnet sind und die aus einem dünnen Blechring bestehen, der eine entsprechende Öffnung umgibt. Diese Öffnungen sind dazu gedacht, ein zweites Fluidum zu den anderen Plattenzwischenräumen zu leiten. Bei dieser Konstruktion müssen die Rahmenplatten jedoch von einer beträchtliche Größe sein, da sie sich über die gesamte Breite der Platte erstrecken sowie die Vorsprünge erstrecken müssen.

Noch erfüllt das in dem oben erwähnten Patent US-A-4,523,638 offenbarte Design die oben angegebenen Designanforderungen bezüglich der effizienten Ausnutzung des Metallblechs. Darüber hinaus sind die Öffnungen bei dieser US-Veröffentlichung auf herkömmliche Art und Weise angeordnet, d. h. eine Öffnung in jeder Ecke. Der Oberbegriff der beigefügten unabhängigen Ansprüche basiert auf solch einem herkömmlichen Plattenwärmetauscher.

Schließlich offenbart EP-A-411,123 einen speziellen Typ von Fallfilmkondensator, bei dem die Einlassöffnung und die Auslassöffnungen für die Flüssigkeit der unteren Kante benachbart angeordnet sind. Dieser besondere Typ von Kondensator ist für Prozesse gedacht, die wärmeempfindliche Produkte mit sich bringen, wie etwa Fruchtsaft, unraffinierte Zuckerlösungen oder dergleichen, und bietet keine Lösung für die oben angegebenen Probleme.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung für die oben genannten Probleme bereitzustellen. Es ist eine besondere Aufgabe der Erfindung, ein Design bereitzustellen, das eine verbesserte Ausnutzung des Materials der Wärmeübertragungsplatten ermöglicht. Darüber hinaus muss das Design derart sein, dass eine zufrieden stellende Verteilung des Flüssigkeitsstroms über die Breite der Platte erhalten wird. Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt werden die Aufgaben der Erfindung mittels einer Wärmeübertragungsplatte gelöst, die vom oben genannten Typ ist und die dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Öffnungsabschnitt eine erste Dampfeinlassöffnung umfasst, die für ein erstes Fluidum in Dampfform gedacht ist und sich über die im Wesentlichen ganze Breite der Platte erstreckt, dass der zweite Öffnungsabschnitt wenigstens eine erste Auslassöffnung umfasst, die für kondensierten Dampf vorgesehen ist, dass der erste Öffnungsabschnitt eine zweite Auslassöffnung umfasst, die zwischen der Dampfeinlassöffnung und dem zweiten Öffnungsabschnitt angeordnet ist und der für ein zweites Fluidum gedacht ist, und dass der zweite Öffnungsabschnitt eine zweite Einlassöffnung umfasst, die für das zweite Fluidum vorgesehen ist und die zwischen der wenigstens einen ersten Auslassöffnung, die für das erste Fluidum vorgesehen ist, und dem ersten Öffnungsabschnitt angeordnet ist. Diese Öffnungskonfiguration ist zur Nutzung bei Anwendungen vorgesehen, bei denen das Fluidum einen Phasenübergang von Dampf zu Kondensat durchmacht, d. h. der Wärmetauscher als ein Kondensator wirkt.

Die Erfindung gemäß diesem ersten Gesichtspunkt kann auch für den entgegengesetzten Phasenübergang verwendet werden, d. h. von einer Flüssigkeit zu Dampf. In diesem Fall wird der Wärmetauscher als ein Verdampfer wirken. Die Platte wird in beiden Fällen im Wesentlichen das gleiche Design aufweisen. Die oben genannten Aufgaben werden mittels der Platte gelöst, die für einen Phasenübergang von einer Flüssigkeit zu Dampf vorgesehen ist, welche Platte vom oben erwähnten Typ ist und die dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Öffnungsabschnitt eine erste Dampfauslassöffnung umfasst, die für ein erstes Fluidum in Dampfform gedacht ist und sich über die im Wesentlichen ganze Breite der Platte erstreckt, dass der zweite Öffnungsabschnitt wenigstens eine erste Einlassöffnung umfasst, die für das erste Fluidum in flüssiger Form vorgesehen ist, dass der erste Öffnungsabschnitt eine zweite Einlassöffnung umfasst, die zwischen der Dampfauslassöffnung und dem zweiten Öffnungsabschnitt angeordnet ist und der für ein zweites Fluidum gedacht ist, und dass der zweite Öffnungsabschnitt eine zweite Auslassöffnung umfasst, die für das zweite Fluidum vorgesehen ist und die zwischen der wenigstens einen ersten Einlassöffnung, die für das erste Fluidum vorgesehen ist, und dem ersten Öffnungsabschnitt angeordnet ist.

Durch Entwerfen der Wärmeübertragungsplatte auf diese Art und Weise werden eine außerordentlich vorteilhafte Ausnutzung des Metallblechs sowie ein sehr hoher Wirkungsgrad des Kondensators oder Verdampfers erreicht. Die große Dampföffnung, die sich über im Wesentlichen die ganze Breite der Platte erstreckt, stellt eine Dampfströmung bereit, bei der im Wesentlichen kein Abfall des Drucks auftritt. Durch Anordnen der Öffnung für das zweite Fluidum im ersten Öffnungsabschnitt zwischen der Dampföffnung und zweiten Öffnungsabschnitt kann ein Nutzen aus der Tatsache gezogen werden, dass in Verbindung mit dem Phasenübergang nur ein relativ kleiner Abstand in der Richtung der Strömung erforderlich ist, wo der Wärmeaustausch stattfindet. Durch Anordnen der Öffnungen in zwei entgegengesetzten Öffnungsabschnitten wird die dazwischen liegende Plattenfläche optimal ausgenutzt, um den gewünschten Wärmeaustausch zu erreichen.

Ein zweiter Gesichtspunkt der Erfindung wird in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 7 und 8 definiert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden aus den abhängigen Ansprüchen ersichtlich werden.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die zweite Einlassöffnung und die zweite Auslassöffnung im Wesentlichen die gleiche Öffnungsfläche auf. Da keine in dem Fluid, das durch diese Öffnungen hindurch tritt, kein Phasenübergang auftritt, ist die Fließrate durch die zwei Öffnungen gleich. Dieses Ausführungsbeispiel gewährt den niedrigsten Druckabfall und ist auf diese Weise das wirksamste.

Zweckmäßigerweise weist die zweite Einlassöffnung eine Öffnungsfläche von 10 bis 50 %, vorzugsweise 15 bis 40 % und am besten 20 bis 30 % der entsprechenden Öffnungsfläche der Dampfeinlass- oder der Dampfauslassöffnung auf. Dies gewährt eine besonders gute Beziehung zwischen dem zugeführten oder abgeführten Dampf in der Form von Dampf und der zugeführten oder abgeführten Flüssigkeit in der Form von Flüssigkeit, was zu einem hohen Wirkungsgrad des Plattenwärmetauschers führt. Darüber hinaus wird der Dampf infolge der großen Dampföffnung keinem nennenswerten Druckabfall unterworfen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die wenigstens eine erste Auslassöffnung, die für kondensierten Dampf vorgesehen ist, oder die erste Einlassöffnung, die für ein erstes Fluidum in flüssiger Form vorgesehen ist, zwei Öffnungen, die in zwei Ecken der Wärmeübertragungsplatte angeordnet sind. Auf diese Art und Weise kann von den kleinen Ecken der Platte Gebrauch gemacht werden, die andernfalls nicht genutzt worden wären. Während des Phasenübergangs zu Flüssigkeit setzt der dampf eine große Menge an Wärme pro Gewichtseinheit an das zweite Fluidum frei, was bedeutet, dass es möglich ist, eine Fließrate zu nutzen, die relativ klein ist, wenn sie in kondensiertem Zustand gemessen wird. Dies ermöglicht die Nutzung der relativ kleinen Öffnungen, die auf solche Art und Weise angeordnet sein können, dass die beste mögliche Nutzung der Metallblechoberfläche geschaffen wird.

Zweckmäßigerweise ist die Öffnung, die im zweiten Öffnungsabschnitt angeordnet ist und für das zweite Fluidum vorgesehen ist, zwischen der wenigstens einen Öffnung, die für das erste Fluidum vorgesehen ist, und dem ersten Öffnungsabschnitt angeordnet. Dies bedeutet, dass eine zufrieden stellende Strömungsverteilung des kondensierten Dampfes oder der zu verdampfenden Flüssigkeit über die ganze Breite der Platte erreicht wird, da die Öffnung, die für das zweite Fluidum vorgesehen ist, an sich den Flussstrom dazu drängt, verteilt zu werden, sowie er neben der Öffnung fließt.

Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel sind wobei die Öffnungen im zweiten Öffnungsabschnitt, die für das erste Fluidum und das zweite Fluidum vorgesehen sind, nebeneinander in im Wesentlichen gleichen Abstand vom ersten Öffnungsabschnitt angeordnet sind. Dieses Design impliziert eine vorteilhafte Nutzung der Plattenoberfläche.

Gemäß einem noch anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Öffnung, die im ersten Öffnungsabschnitt angeordnet ist und für das zweite Fluidum vorgesehen ist, in Bezug auf die Dampfeinlass- oder Dampfauslassöffnung auf solche Art und Weise versetzt, dass sie entlang einer Kante der Platte angeordnet ist. Es ist auf diese Weise möglich, sicherzustellen, dass ein minimaler Druckabfall für die Dampföffnung erreicht wird, die im ersten Öffnungsabschnitt ausgebildet ist, was es wiederum möglich macht, einen höheren Wirkungsgrad des Plattenwärmetauschers zu erreichen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Platte um ihre Längsachse symmetrisch. Dies wird aus dem Herstellungsblickwinkel bevorzugt, da es ermöglicht, durch abwechselndes Drehen jeder zweiten Platte eine halbe Drehung um ihre Symmetrieachse einen einzigen Plattentyp zu verwenden.

Die obigen Aufgaben werden auch mittels eines Plattenpakets gelöst, eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten des oben erwähnten Typs umfasst.

Bei dem Plattenpaket bildet die erste Einlassöffnung der Wärmeübertragungsplatten einen ersten Einlasskanal durch das Plattenpaket, bildet die erste Auslassöffnung einen ersten Auslasskanal durch das Plattenpaket, bildet die zweite Einlassöffnung der Wärmeübertragungsplatten einen zweiten Einlasskanal durch das Plattenpaket und bildet die zweite Auslassöffnung einen zweiten Auslasskanal durch das Plattenpaket, wobei der erste Einlasskanal und der erste Auslasskanal miteinander über einen ersten Satz von Plattenzwischenräumen in Fließverbindung stehen und der zweite Einlasskanal und der zweite Auslasskanal miteinander über einen zweiten Satz von Plattenzwischenräumen in Fließverbindung stehen.

Zweckmäßigerweise weist jeder der Plattenzwischenräume im ersten Satz eine Kanalhöhe auf, die größer ist als jeder der Plattenzwischenräume im zweiten Satz. Dies ermöglicht es, einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen. Der Dampfdruckabfall wird klein sein und eine große Dampfmenge kann zugeführt werden, was wünschenswert ist, da der Dampf ein beträchtlich größeres Volumen als die Flüssigkeit aufweist. Darüber hinaus wird das zweite Fluidum einem größeren Druckabfall unterworfen sein, das zweite Fluidum wird turbulenter fließen und Wärmeübertragung wird effizienter sein.

Die oben genannten Aufgaben werden zudem mittels eines Plattenwärmetauschers, der eine Zahl von Wärmeübertragungsplatten des oben genannten Typs umfasst, und mittels eines Plattenwärmetauschers gelöst, das eine Zahl von Plattenpaketen des oben genannten Typs umfasst.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird im Folgenden detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben werden, die beispielhaft derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.

1 zeigt eine Wärmeübertragungsplatte gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung.

2 zeigt eine Wärmeübertragungsplatte gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, weist die Wärmeübertragungsplatte gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen eine lange und schmale, im Wesentlichen rechtwinklige Gestalt auf. An beiden kurzen Seiten ist ein Öffnungsabschnitt A, B vorgesehen. In den entsprechenden Öffnungsabschnitten A, B sind Durchtrittslöcher, Öffnungen 1 bis 4 genannt, vorgesehen. Diese Wärmeübertragungsplatten sind so zurechtgemacht, dass sie auf herkömmliche Art und Weise zu einem Plattenpaket zusammengebaut werden können, so dass jede der Öffnungen einen Kanal bildet, der sich durch das Plattenpaket des (nicht gezeigten) Platenwärmetauschers erstreckt.

Der Einfachheit halber werden die unten beschriebenen Wärmeübertragungsplatten zur Verwendung bei Anwendungen geeignet sein, bei denen das Fluidum einen Phasenübergang von Dampf zu Kondensat durchmacht. Mit anderen Worten, die beschriebenen Wärmeübertragungsplatten werden zur Verwendung in einem Kondensator geeignet sein. Für den entgegengesetzten Phasenübergang, d. h. von Flüssigkeit zu Dampf (Verdampfer), werden die Wärmeübertragungsplatten im Wesentlichen das gleiche Design aufweisen.

Die erste Öffnung 1 bildet einen ersten Einlasskanal, der für ein erstes Fluidum gedacht ist, während die zweite Öffnung 2 einen ersten Auslasskanal bildet, der für das genannte Fluidum vorgesehen ist. Die dritte Öffnung 3 bildet einen zweiten Einlasskanal, der für ein zweites Fluidum vorgesehen ist, und die vierte Öffnung 4 bildet einen zweiten Auslasskanal, der für das genannte Fluidum vorgesehen ist. Im Allgemeinen steht jeder zweite Plattenzwischenraum mit dem ersten Einlasskanal und dem ersten Auslasskanal in Verbindung, wobei jeder Plattenzwischenraum so zurechtgemacht ist, dass er einen Strömungsbereich abgrenzt und einen Strom des ersten Fluidums zwischen den Einlass- und Auslasskanälen leitet. Entsprechenderweise stehen die anderen Plattenzwischenräume mit dem zweiten Einlasskanal und dem zweiten Auslasskanal für einen Strom des zweiten Fluidums in Verbindung. Auf diese Weise stehen die Platten über eine ihrer Seitenoberflächen mit einem Fluidum in Kontakt und über deren andere Seitenoberfläche mit dem anderen Fluid, was einen erheblichen Wärmeaustausch zwischen den zwei Fluida erlaubt.

In den 1 und 2 sind Dichtungen 5, die sich um die zweite Einlassöffnung 3 und die zweite Auslassöffnung 4 erstrecken, durch durchgezogene Linien angedeutet. Eine ähnliche Dichtung ist an jeder zweiten Wärmeübertragungsplatte des Plattenpakets vorgesehen. An den dazwischen liegenden Wärmeübertragungsplatten ist eine Dichtung vorgesehen, die sich um die erste Einlassöffnung 1 und die erste Auslassöffnung 2 herum erstrecken. Diese Dichtungen tragen zur Bildung von separaten Kanälen durch den Plattenwärmetauscher bei, einen für das erste Wärmetauscherfluidum und einen für das zweite Wärmetauscherfluidum.

Die obige Beschreibung, bei der spezielle Ausführungsbeispiele nicht besonders in Betracht gezogen worden sind, ist auf die unten beschriebenen Ausführungsbeispiele anwendbar, soweit es in Verbindung mit der Beschreibung der entsprechenden Ausführungsbeispiele nicht anders angegeben ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, umfasst die Wärmeübertragungsplatte eine erste Dampfeinlassöffnung 1 im oberen Öffnungsabschnitt A. Die Dampfeinlassöffnung 1 ist für ein erstes Fluidum in Dampfform gedacht und erstreckt sich über die im Wesentlichen ganze Breite der Wärmeübertragungsplatte. Darüber hinaus umfasst der Öffnungsabschnitt A eine zweite Auslassöffnung 4, die entlang der gleichen geometrischen Mittellinie angeordnet ist wie die Dampfeinlassöffnung 1 und zwischen der ersten Einlassöffnung 1 und dem unteren Öffnungsabschnitt B angeordnet ist.

Der untere Öffnungsabschnitt B umfasst eine zweite Einlassöffnung 3, die entlang der geometrischen Mittellinie angeordnet ist. Wie es in 1 gezeigt ist, weisen die zweite Einlassöffnung 3 und die zweite Auslassöffnung 4 im Wesentlichen die gleiche Öffnungsfläche auf. Die Öffnungen 3, 4 weisen Öffnungsflächen von etwa 10 bis 50 %, vorzugsweise 15 bis 40 % und noch besser 20 bis 30 % der entsprechenden Öffnungsfläche des Dampfeinlasses 1 auf.

Der untere Öffnungsabschnitt B umfasst darüber hinaus zwei erste Auslassöffnungen 2, die in zwei Ecken der Wärmeübertragungsplatte angeordnet sind. Die Auslassöffnungen 2 bilden Auslasskanäle für ein Kondensat durch das Plattenpaket.

2 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel der in 1 gezeigten Wärmeübertragungsplatte. Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die Wärmeübertragungsplatte eine Dampfeinlassöffnung 1, die im oberen Öffnungsabschnitt A angeordnet ist. Der Öffnungsabschnitt A umfasst darüber hinaus eine zweite Auslassöffnung 4, die bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Dampfeinlassöffnung 1 versetzt ist. Die zweite Auslassöffnung 4 ist entlang einem Seitenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet.

Der untere Öffnungsabschnitt B umfasst eine erste Auslassöffnung 2 und eine zweite Einlassöffnung 3. Die Auslass- und die Einlassöffnung 2, 3 sind nebeneinander in zwei Ecken der Wärmeübertragungsplatte angeordnet.

Die zweite Einlassöffnung 3 und die zweite Auslassöffnung 4 weisen auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen die gleiche Öffnungsfläche auf. Die Größe der Öffnungen entspricht der beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Größe.

Man wird einsehen, dass verschiedene Modifikationen der Ausführungsbeispiele der oben beschriebenen Erfindung innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich sind, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert wird. Beispielsweise können die Position der Öffnungen auf der Wärmeübertragungsplatte und ihre relative Größe bei verschiedenen Anwendungen ein wenig eingestellt werden.


Anspruch[de]
  1. Wärmeübertragungsplatte für einen Plattenwärmetauscher zur Verwendung als ein Kondensator, wobei die Platte folgendes umfasst:

    einen ersten Öffnungsabschnitt (A), der in einem Kantenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist,

    einen zweiten Öffnungsabschnitt (B), der in einem zweiten Kantenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist, und

    einen Wärmeübertragungsabschnitt, der zwischen den Abschnitten (A, B) angeordnet ist,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass der erste Öffnungsabschnitt (A) eine erste Dampfeinlassöffnung (1) umfasst, die für ein erstes Fluidum in Dampfform gedacht ist und die sich über die im Wesentlichen ganze Breite der Platte erstreckt,

    dass der zweite Öffnungsabschnitt (B) wenigstens eine erste Auslassöffnung (2) umfasst, die für kondensierten Dampf vorgesehen ist,

    dass der erste Öffnungsabschnitt (A) eine zweite Auslassöffnung (4) umfasst, die zwischen der Dampfeinlassöffnung (1) und dem zweiten Öffnungsabschnitt (B) angeordnet ist und die für ein zweites Fluidum gedacht ist, und

    dass der zweite Öffnungsabschnitt (B) eine zweite Einlassöffnung (3) umfasst, die für das zweite Fluidum vorgesehen ist und die zwischen der wenigstens einen ersten Auslassöffnung (2), die für das erste Fluidum vorgesehen ist, und dem ersten Öffnungsabschnitt (A) angeordnet ist.
  2. Wärmeübertragungsplatte für einen Plattenwärmetauscher zur Verwendung als ein Verdampfer, wobei die Platte folgendes umfasst:

    einen ersten Öffnungsabschnitt (A), der in einem Kantenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist,

    einen zweiten Öffnungsabschnitt (B), der in einem zweiten Kantenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist, und

    einen Wärmeübertragungsabschnitt, der zwischen den Abschnitten (A, B) angeordnet ist,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass der erste Öffnungsabschnitt (A) eine erste Dampfauslassöffnung (1) umfasst, die für ein erstes Fluidum in Dampfform gedacht ist und die sich über die im Wesentlichen ganze Breite der Platte erstreckt,

    dass der zweite Öffnungsabschnitt (B) wenigstens eine erste Einlassöffnung (2) umfasst, die für das erste Fluidum in flüssiger Form vorgesehen ist,

    dass der erste Öffnungsabschnitt (A) eine zweite Einlassöffnung (4) umfasst, die zwischen der Dampfauslassöffnung (1) und dem zweiten Öffnungsabschnitt (B) angeordnet ist und die für ein zweites Fluidum gedacht ist, und

    dass der zweite Öffnungsabschnitt (B) eine zweite Auslassöffnung (3) umfasst, die für das zweite Fluidum vorgesehen ist und die zwischen der wenigstens einen ersten Einlassöffnung (2), die für das erste Fluidum vorgesehen ist, und dem ersten Öffnungsabschnitt (A) angeordnet ist.
  3. Wärmeübertragungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Öffnungen (3, 4) für das zweite Fluidum im Wesentlichen die gleiche Öffnungsfläche aufweisen.
  4. Wärmeübertragungsplatte nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Öffnung (3) für das zweite Fluidum des zweiten Öffnungsabschnitts (B) eine Öffnungsfläche aufweist, die 10 bis 50 %, vorzugsweise 15 bis 40 % und am besten 20 bis 30 % der entsprechenden Öffnungsfläche der Dampfeinlass- oder der Dampfauslassöffnung (1) beträgt.
  5. Wärmeübertragungsplatte nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die wenigstens eine erste Auslassöffnung, die für kondensierten Dampf vorgesehen ist, oder die erste Einlassöffnung (2), die für ein erstes Fluidum in flüssiger Form vorgesehen ist, zwei Öffnungen umfasst, die in zwei Ecken der Wärmeübertragungsplatte angeordnet sind.
  6. Wärmeübertragungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die um ihre Längsachse symmetrisch ist.
  7. Wärmeübertragungsplatte für einen Plattenwärmetauscher zur Verwendung als ein Kondensator, wobei die Platte folgendes umfasst:

    einen ersten Öffnungsabschnitt (A), der in einem Kantenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist,

    einen zweiten Öffnungsabschnitt (B), der in einem zweiten Kantenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist, und

    einen Wärmeübertragungsabschnitt, der zwischen den Abschnitten (A, B) angeordnet ist,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass der erste Öffnungsabschnitt (A) eine erste Dampfeinlassöffnung (1) umfasst, die für ein erstes Fluidum in Dampfform gedacht ist und die sich über die im Wesentlichen ganze Breite der Platte erstreckt,

    dass der zweite Öffnungsabschnitt (B) wenigstens eine erste Auslassöffnung (2) umfasst, die für kondensierten Dampf vorgesehen ist,

    dass der erste Öffnungsabschnitt (A) eine zweite Auslassöffnung (4) umfasst, der für ein zweites Fluidum gedacht ist,

    dass der zweite Öffnungsabschnitt (B) eine zweite Einlassöffnung (3) umfasst, die für das zweite Fluidum vorgesehen ist,

    dass die Öffnungen (3, 4) für das zweite Fluidum im Wesentlichen die gleiche Öffnungsfläche aufweisen, und

    dass wenigstens eine der Öffnungen (3, 4) für das zweite Fluidum zwischen den Öffnungen (1, 2) für das erste Fluidum angeordnet ist.
  8. Wärmeübertragungsplatte für einen Plattenwärmetauscher zur Verwendung als ein Verdampfer, wobei die Platte folgendes umfasst:

    einen ersten Öffnungsabschnitt (A), der in einem Kantenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist,

    einen zweiten Öffnungsabschnitt (B), der in einem zweiten Kantenabschnitt der Wärmeübertragungsplatte angeordnet ist, und

    einen Wärmeübertragungsabschnitt, der zwischen den Abschnitten (A, B) angeordnet ist,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass der erste Öffnungsabschnitt (A) eine erste Dampfauslassöffnung (1) umfasst, die für ein erstes Fluidum in Dampfform gedacht ist und die sich über die im Wesentlichen ganze Breite der Platte erstreckt,

    dass der zweite Öffnungsabschnitt (B) wenigstens eine erste Einlassöffnung (2) umfasst, die für das erste Fluidum in flüssiger Form vorgesehen ist,

    dass der erste Öffnungsabschnitt (A) eine zweite Einlassöffnung (4) umfasst, die für ein zweites Fluidum gedacht ist,

    dass der zweite Öffnungsabschnitt (B) eine zweite Auslassöffnung (3) umfasst, die für das zweite Fluidum vorgesehen ist,

    dass die Öffnungen (3, 4) für das zweite Fluidum im Wesentlichen die gleiche Öffnungsfläche aufweisen, und

    dass wenigstens eine der Öffnungen (3, 4) für das zweite Fluidum zwischen den Öffnungen (1, 2) für das erste Fluidum angeordnet ist.
  9. Wärmeübertragungsplatte nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Abstand zwischen den Öffnungen (3, 4) für das zweite Fluidum kleiner ist als der Abstand zwischen den Öffnungen (1, 2) für das erste Fluidum.
  10. Wärmeübertragungsplatte nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Öffnungen (2, 3) im zweiten Öffnungsabschnitt (B), die für das erste Fluidum und das zweite Fluidum vorgesehen sind, nebeneinander in im Wesentlichen gleichen Abstand vom ersten Öffnungsabschnitt (A) angeordnet sind.
  11. Wärmeübertragungsplatte nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Öffnung (4) für das zweite Fluidum, die im ersten Öffnungsabschnitt (A) angeordnet ist, in Bezug auf die Dampfeinlass- oder Dampfauslassöffnung (1) auf solche Art und Weise versetzt ist, dass sie entlang einer Kante der Platte angeordnet ist.
  12. Plattenpaket für einen Plattenwärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten des Typs umfasst, die in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert sind, und wobei die erste Einlassöffnung (1) der Wärmeübertragungsplatten einen ersten Einlasskanal durch das Plattenpaket bildet, die erste Auslassöffnung (2) einen ersten Auslasskanal durch das Plattenpaket bildet, die zweite Einlassöffnung (3) der Wärmeübertragungsplatten einen zweiten Einlasskanal durch das Plattenpaket bildet und die zweite Auslassöffnung (4) der Wärmeübertragungsplatten einen zweiten Auslasskanal durch das Plattenpaket bildet, wobei der erste Einlasskanal und der erste Auslasskanal miteinander über einen ersten Satz von Plattenzwischenräumen in Fließverbindung stehen und der zweite Einlasskanal und der zweite Auslasskanal miteinander über einen zweiten Satz von Plattenzwischenräumen in Fließverbindung stehen und ferner jeder der Plattenzwischenräume im ersten Satz eine Kanalhöhe aufweist, die größer ist als jeder der Plattenzwischenräume im zweiten Satz.
  13. Plattenwärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Zahl von Wärmeübertragungsplatten des Typs umfasst, die in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert sind.
  14. Plattenwärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Zahl von Plattenpaketen des Typs umfasst, die in Anspruch 12 definiert sind.
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