DE2228003A1

DE2228003A1 - Plattenwaermetauscher

Info

Publication number: DE2228003A1
Application number: DE2228003A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Dr Ing Becker
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1972-06-08
Publication date: 1973-12-20
Also published as: FR2188131A1; JPS4957443A; FR2188131B3

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(H 626) H 72/030

Ulb/bd

6. Juni 1972

Plattenwärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher für zwei Fluide, von denen mindestens eines unter einem bedeutenden 'fberdruck steht, die Platten eine längliche, von sechseck- bis linsenförmig gestaltete Umrißform und dazwischen derart schräg gerichtete Wellenbildungen aufweisen, daß diese beim Aufeinanderlegen von um eine Achse in der Plattenebene um l80 gegeneinander verdrehten, ansich im wesentlichen gleich auegebildeten Platten über Kreuz verlaufen, so daß benachbarte Platten sich an vielen Stellen abstutzbar berühren und zwischen sich je eine Strömungskammer bilden. Im Sinne der Erfindung soll dabei ein

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bedeutender überdruck dann vorliege.n, wenn infolge seines grossen Nominalwertes und/oder seiner Wirkung auf eine große Fläche als hoch anzusehende Kräfte und Belastungen auf die Teile des Wärmetauschers ausgeübt werden.

Aus der GB-PS 1 071 682 ist ein Plattenwärmetauscher bekannt geworden, der eine Reihe der vorstehenden Merkmale aufweist, dessen Platten jedoch in Rhombusform gestaltet sind, so daß die erzielbare Länge des Strömungsweges nicht unabhängig von dessen Breite ausführbar ist. Außerdem ist er nur für Fluide geeignet, deren Drucke untereinander und zum Druck der Umgebung nicht nennenswert unterschiedlich sind. Dadurch ist die Verwendbarkeit dieser Wärmetauscher erheblich eingeschränkt. Die CA-PS 739 8?5 zeigt einen Wärmetauscher, der aus einem Stapel von nur in einer Mittelpartie in Längsrichtung profilierter Platten und einem diesen umgebenden dünnwandigen Bleohmantel besteht. Abgesehen von der wesentlich komplizierteren Plattenform und ihrem Herstellungsaufwand 1st dieser Wärmetauscher auch nur für Fluide ohne nennenswerte Druckunterschiede zueinander und zur Umgebung geeignet.

Der Erfindung ist die Aufgabe vorangestellt, einen Plattenwärmetauscher mit den vorstehend angeführten baulichen Merkmalen und für einen bedeutenden überdruck, der also hohe Spannungen und Belastungen auslöst, mit vergleichsweise sehr

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dünnen Platten und in einer von der Breite des Strömungsweges unabhängigen Länge zu finden, wobei alle Teile durch Schweißen (und/oder Löten) zu einem kompakten Block zu vereinigen sind und der Aufbau im besonders betonten Maße schweißgünstig ist, indem Weiterleitungen der vom Druckunterschied ausgelösten hohen Kräfte auf einzelne Stellen der dünnwandigen Platten, vermieden werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der zu einem Plattenstapel vereinigten Platten an den gegenüberliegenden Längskanten nur mit Je einer der benachbarten Platten und die dermaßen freibleibenden Längskanten der beiden äußersten Platten des Plattenstapels sowie die durch die aufeinanderfolgenden Ecken an den Enden der Längskanten gebildeten Querkanten mit einem diesen umgebenden druckfesten Gehäuse gasdicht verbunden sind, in das die Außenwände der Headers durch Winkelbildung an den Verbindungskanten mit den anderen Gehäusewänden diese versteifend einbezogen sind.

Damit ist jede Platte nur mit je einer von den Ecken der Längskanten ausgehenden, mit je einer benachbarten Platte verbindenden Schweißnaht versehen, so daß die besondere Sorgfalt erfordernden Verbindungen der Schweißnähte an den Ecken auf ein Minimum reduziert sind. Außerdem ergibt die Aufeinanderfolge dieser verschwej ßten Ecken eine Querkante des Plattenstapels, längs

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der eine fest und dichte Schweißverbindung mit dem druckfesten Gehäuse in besonders günstiger Weise anbringbar ist. Es ist außerdem von großem Vorteil, daß die Außenwände der Header und des Gehäuses winkelig und damit versteifend aneinanderkanten.

Eine besonders hoch beanspruchbare und dabei einfache Weiterbildung ist dadurch erzielbar, daß zumindest ein Paar von gegenüberliegenden Verbindungskanten Jedes Headers mit den Gehäusewänden mittels mindestens einer im wesentlichen ebenen, die Strömungsverbindung zwischen Strömungskammer und Header offenlassenden Versteifungsplatte verbunden ist. Um eine eventuelle unerwünscht große Strömung zwischen der zwischen den Verbindungskanten zweie¹ Header angeordneten Gehäusewand und dem Plattenstapel zu vein indem, wird als eine vorteilhafte Weiterbildung die Anbringung von strömungshemmenden Mitteln vorgeschlagen.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform kann je eine die beiden äußersten gewellten Platten abdeckende, mit ihren Rändern über die Ränder der gewellten Platten vorstehende, im wesentlichen ebene Platte als Deckplatte des Plattenstapels vorgesehen sein, deren vorstehende Ränder in die die Gehäusewände verbindenden Schweißnähte einbezogen sind.

Für eine günstige Herstellung des Plattenstapels

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mit wenig Schweißnahtlänge können mehrere Platten zusammenhängend aus einer Blechtafel gefertigt, gewellt und geschnitten, und anschließend um ihre Längskanten zu einem Stapel gefaltet sein«

In den Figuren sind AuafUhrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Figur 1, 2 und > zeigen Ausschnitte aus einem Längs-, bzw. einem Querschnitt und einem 3eitenriß eines Plattenwärmetauschers, wobei die sich entsprechenden Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Die zu einem Stapel vereinigten Platten 1, 2, 3 sind jeweils an den gegenüberliegenden Längskanten nur mit je einer der benachbarten Platten gasdicht verbunden, wie verschweißt, und zwar die Längskariten 4a, 4b der Platten 1 und 2 bzw. die Längskanten 5a, 5b der Platten 2 und jj bzw. die Längskanten 6a, 6b der Platten 1 und la. Die beiden dermaßen freibleibenden Längskanten 7a und Tb der äußersten Platte Ib des Plattenstapels sowie die durch die aufeinanderfolgenden Ecken 8, 9# 10 bzw. 8a, 8b an den Enden der Längskanten 4a, 5a, 6a bzw. 7a gebildeten Querkanten sind mit einem den Plattenstapel umgebenden, aus den Wänden 11, 12, 13, den Leisten 14, I5 und den

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Außenwänden 16, 17-der Header gebildeten druckfesten Gehäuse gasdicht verbunden. Dabei 1st durch die Winkelbildungen an den VeTbindungskantexi zwischen den Gehäuse te ilen 11» ϊ6> 19 bzw. l6, 14, 15, 17 eine beachtliche gegenseitige Versteifung der Platten ausgebildet. Die Ausführung des Plattenstapels ist erfindungsgemäß so getroffen, daß jede Platte nur mit Je einer von den Ecken der Längskanten ausgehenden Schweißnaht mit je einer der benachbarten Platten verbunden ist, so daß die besondere Sorgfalt erfordernden Verbindungen der Schweißnähte an den Ecken 8, 9, 10, 8a und 8b auf ein Kleinstmaß vermindert sind. Außerdem ergibt die Aufeinanderfolge dieser verschweißten Ecken eine Querkante des Plattenstapels* längs der eine feste und dichte Schweißverbindung 18 mit den druckfesten Gehäuseteilen in besonders günstiger Weise anbringbar ist. Um eine besonders hohe Beanspruchung auf einfache Weise aufnehmen und übertragen au können, sind beidseits je eine Versteifungsplatte 19» 20 angeordnet, die die in der Schweißnaht 18 liegenden V'irbindungskanten der Header l6 und 17 mit den Gehäusewänden 11 bzw. 12 direkt und verformungsfest verbinden, ohne die StrÖmungsverbindungen gemäß der Pfeile 21 und 22 zwischen dem Inneren des Wärmetauschers und den Headers 16, 17 zu unterbrechen. Der Plattenstapel 1st an seinem Ende mittels einer ebenen Deckplatte 2} abgeschlossen, deren Ränder über die sechseckige Plattenform der gewellten Wärmetauschplatten vor-

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stehen und dermaßen in die die beiden Strömungsräume gegenein·» ander und gegen die Umgebung abdichtende Schweißnähte 24, 25 zwischen den Gehäusewänden 11 und IJ bzw. 12 und 13 einbezogen sind. Um in den Räumen 26 e.ne Art Kurzschlußströmung längs der an der Gehäusewand 11, 12 anliegenden und abgestützten Längskanten der Wärmetauschplatten zu verhindern, können an sich bekannte Schikanen, wie eingelegte Drahtwendel 27 vorgesehen sein.

5 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen

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Claims

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Patentansprüche

!./Plattenwärmetauscher für zwei Fiuide, von denen mindestens eines unter einem bedeutenden überdruck steht, die Platten eine längliche, von sechseck- bis linsenförmig gestaltete Umrißform und dazwischen derart schräg gerichtete Wellenbildungen aufweisen, daß diese beim Aufeinanderlegen von um eine Achse inofer Plattenebene um l80° gegeneinander verdrehten, an sich im wesentlichen gleich ausgebildeten Platten über Kreuz verlaufen, so daß benachbarte Platten sich an vielen Steil η abstützbar berühren und zwischen sich je eine Strömungskammer bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zu einem Plattenstapel vereinigten Platten an den gegenüberliegenden Längskanten nur mit je einer der benachbarten Platten und die dermaßen freibleibenden Längskanten der beiden äußersten Platten des Plattenstapels sowie die durch die aufeinanderfolgenden Ecken an den Enden der Längskanten gebildeten Querkanten mit einem diesen umgebenden druckfesten Gehäuse gasdicht verbunden sind, in das die Außenwände der Headers durch Winkelbildung an den Verbindungskanten mit den anderen Gehäusewänden diese versteifend einbezogen sind.

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2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Paar von gegenüberliegenden Vorbindungskanten jedes Headers mit den Gehäusewänden mittels mindestens einer im wesentlichen ebenen, die Strömungsverbindung zwischen Strömungskammer und Header offen lassenden Versteifungsplatte (19j 20) verbunden ist.
J). Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zwischen den Verbindungskanten zweier Header angeordneten zu den Platten senkrechten Gehäusewand (11, 12) und dem Plattenstapel strömungshemmende Mittel (27) vorgesehen sind.
4. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine die beiden äußersten gewellter. Platten (Ib) abdeckende, mit ihren Rändern über die Ränder der gewellten Platten vorstehende, im wesentlichen ebene Platte (2>) als Deckplatte des Plattenstapels vorgesehen ist, deren vorstehende Ränder in die die Gehäusewände verbindenden Schweißnähte (24, 25) einbezogen sind.
5. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Platten zusammenhängend aus einer Blechtafel gefertigt, gewellt und geschnitten und anschließend

\_Λ um ihre Längskanten zu einem Stapel gefaltet sind.

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