DE1601216C

DE1601216C - Metal sheet for plate heat exchangers with a stack of such metal sheets

Info

Publication number: DE1601216C
Authority: DE
Inventors: Johann 8021 Großhesselohe Poth Leonhard 8023 Pullach Huber
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH

Description

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Die Erfindung betrifft eine Blechtafel für Plattenwärmetauscher mit einem in Längsrichtung durchströmten Stapel solcher Blechtafeln, mit einer Umrandung, bei der von an mindestens zwei gegenüberliegenden Tafelrändern liegenden streifenförmigen Dichtbereichen der Blechtafel jeweils der eine in der Tafelhauptebene und der andere in einer anderen, zur Tafelhauptebene parallelen Tafelebene liegt, wobei die Blechtafel zwischen der Umrandung wellenartig in der Weise profiliert ist, daß die Wellenscheite! der Profilierung in zwei zur Tafelhauptebene parallelen Tafelebenen liegen, in denen sich benachbarte Blechtafeln an vielen Stellen berühren, und wobei jeweils mit einer benachbarten Blechtafel gasdicht zu verbindende Abschnitte der Dichtbereiche an im Stapel abwechselnd wiederkehrenden Stellen zu Ein- und Austrittsöffnungen für die wärmetauschenden Fluide gestaltet sind.The invention relates to a metal sheet for plate heat exchangers with a throughflow in the longitudinal direction Stack of such metal sheets, with a border, in the case of at least two opposite one another Strip-shaped sealing areas of the metal sheet lying on the edges of the sheet, each one in the Main board plane and the other one lies in another board plane parallel to the main board plane, where the sheet metal between the border is profiled like a wave in such a way that the wave logs! of the profiling lie in two board planes parallel to the main board plane, in which adjacent board planes are located Touching metal sheets in many places, and being gas-tight with an adjacent metal sheet Sections of the sealing areas to be connected to alternately recurring locations in the stack Inlet and outlet openings are designed for the heat-exchanging fluids.

Bei einem bekannten (britische Patentschrift^ 1 071 682) Wärmetauscher mit derartigen Blechtafeln* verlaufen die wellenartigen Profilierungen bei benachbarten Blechtafeln über Kreuz, und die Kreuzungsstellen sind punktförmige Berührungsstellen der benachbarten Blechtafeln. Hierdurch werden zwar eine ausreichende Abstützung der Blechtafeln und, infolge der durch die gekreuzten Wellungen hervorgerufenen intensiven Verwirbelung des wärmetauschenden Fluids, ein guter Wärmeübergang erzielt, jedoch ist der Druckverlust infolge der äußerst intensiven Verwirbelung und der ständigen Drosselung des Fluids extrem groß. Da die wellenartige Profilierung bis zu den Ein- und Austrittsöffnungen der Blechtafeln reicht, ist die Verteilung des Fluids auf den ganzen durch zwei benachbarte Blechtafeln gebildeten Strömungsquerschnitt unbefriedigend, weil keine reichlichen Verteil- und Sammelquerschnitte für das Zu- und Abströmen des wärmetauschenden Fluids vorhanden sind.In a known (British patent ^ 1 071 682) heat exchanger with such metal sheets * run the wave-like profiles in neighboring metal sheets cross, and the Crossing points are punctiform points of contact between the neighboring metal sheets. This will be Admittedly sufficient support of the metal sheets and, as a result of the crossed corrugations caused intense turbulence of the heat-exchanging fluid, a good heat transfer achieved, but the pressure loss is due to the extremely intense turbulence and the constant Throttling of the fluid extremely large. Since the wave-like profile extends to the inlet and outlet openings of the metal sheets, the distribution of the fluid unsatisfactory over the entire flow cross-section formed by two adjacent metal sheets, because there are no ample distribution and collection cross-sections for the inflow and outflow of the heat-exchanging fluids are present.

Bei dem bekannten Wärmetauscher liegen zwar bereits an zwei gegenüberliegenden Tafelrändern die streifenförmigen Dichtbereiche der Blechtafel in verschiedenen Ebenen, jedoch ist der eine Dichtbereich (z. B. Fig. 7, 8, Pos. 21) noch über die Ebene der unteren Wellenscheitel weiter heruntergezogen, so daß beim Herstellen der Blechtafel große Verformungswege auftreten und insgesamt eine komplizierte räumliche Gestaltung vorliegt. Der weit herunter gezogene Dichtbereich an den Rändern soll breite Füllstücke ermöglichen, die durch Herausnehmen das Öffnen der Wärmetauschkanäle zu Reinigungszwecken gestatten.In the known heat exchanger, the are already on two opposite edges of the panel Strip-shaped sealing areas of the sheet metal in different levels, but one is the sealing area (e.g. Fig. 7, 8, item 21) pulled down further over the level of the lower wave crest, see above that large deformation paths occur in the manufacture of the sheet metal and, overall, a complicated one spatial design is available. The sealing area at the edges, which is drawn far down, should wide filler pieces allow the opening of the heat exchange channels by removing them Allow cleaning purposes.

Bei Plattenwärmetauschern ist es auch schon bekannt (USA.-Patentschrift3 291206), daß zur Abstützung der Blechtafeln und zur Bildung von längs durchströmten einzelnen Wärmetauschkanälen die Wellenscheitel der Profllierung in Längsrichtung der Blechtafel verlaufen. Hierbei ist auch bereits ein nicht profilierter Ein- und Ausströmbereich der Blechtafeln vorgesehen, der sich in Längsrichtung an den Hauptbereich der Blechtafeln anschließt und so eine gute Durchsatzverteilung über den durch zwei Blechtafeln gebildeten Strömungsquerschnitt ergibt.In the case of plate heat exchangers, it is also already known (USA.-Patent 3 291206) that for support the metal sheets and to form individual heat exchange channels with longitudinal flow The corrugated crests of the profiling run in the longitudinal direction of the sheet metal. Here is also a non-profiled inflow and outflow area of the metal sheets is provided, which extends in the longitudinal direction the main area of the metal panels connects and so a good throughput distribution over the by two Sheet metal sheets formed flow cross-section results.

Schließlich sind auch schon Blechtafeln für Plattenwärmetauscher bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 003 773), die eine wellenartige Profilierung aufweisen, bei der die Tafelebene, in welcher die Scheitel der Wellentäler der Profilierung liegen, mit der Hauptebene zusammenfällt und die Tafelebene.Finally, metal sheets for plate heat exchangers are also known (German Auslegeschrift 1 003 773), which have a wave-like profile, in which the panel plane in which the The apex of the wave troughs of the profiling lie, coincides with the main plane and the plane of the table.

in der die Scheitel der Mehrzahl der Wellenberge liegen, mit einer anderen Tafelebene zusammenfällt, in welcher ein die Blechtafel geschlossen umgebender Dichtbereich der Blechtafel liegt. Hier verlaufen jedoch die Wellenscheitel der Profilierung quer zur Längsrichtung der Blechtafel, und quer überströmte Wellen der Blechtafel verursachen ähnlich wie die eingangs erwähnten, sich kreuzenden Wellen einen sehr großen Druckverlust des Wärmetauschfiuids.in which the apex of the majority of the wave crests lie, coincides with another table plane, in which a sealing area of the sheet metal sheet surrounding the sheet metal sheet is located. Here, however, run the corrugation apex of the profiling transversely to the longitudinal direction of the sheet metal, and overflowed transversely Waves of the sheet metal cause one similar to the crossing waves mentioned at the beginning very large pressure loss of the heat exchange fluid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber Wärmetauschern der eingangs bezeichneten bekannten Art eine ebenso gute Abstützung ohne den großen Druckverlust der Strömung zu erzielen, der bei der bekannten Bauweise auftritt, und dabei durch Schaffung ausreichender Verteil- und Sammelquerschnitte für das Zu- und Abströmen der wärmetauschenden Fluide eine gleichmäßige Durchsatzverteilung über den ganzen durch zwei benachbarte Blechtafeln gebildeten Strömungsquerschnitt zu erreichen. Weiter soll gegenüber der bekannten Bauweise die Blechtafel einfacher räumlich gestaltet sein, und dabei sollen bei vergleichbarer Wellenamplitude der Profilierung die Verformungswege, d. h. z. B. die Ziehtiefe, beim Herstellen der Profilierung und der Dichtbereiche an der Blechtafel kleiner als bei der bekannten Ausführung sein. Schließlich sollen für derartige Plattenwärmetauscher die Verwendungsmöglichkeiten in der Weise vermehrt werden, daß zahlreiche Stellen der Umrandung ohne Schwierigkeit zu einer Ein- und Austrittsöffnung gestaltet werden können, so daß zahlreiche verschiedene Anschlußmöglichkeiten für die wärmetauschenden Kanäle zwischen den Blechtafeln vorhanden sind.The invention is based on the problem of heat exchangers of the known type described at the outset Art to achieve an equally good support without the great pressure loss of the flow, which occurs in the known construction, and thereby by creating sufficient distribution and collection cross-sections a uniform throughput distribution for the inflow and outflow of the heat-exchanging fluids to be achieved over the entire flow cross-section formed by two adjacent metal sheets. Furthermore, compared to the known construction, the sheet metal panel should be designed spatially more simply, and with a comparable wave amplitude of the profiling, the deformation paths, i.e. H. z. B. the The drawing depth when producing the profiling and the sealing areas on the sheet metal is smaller than with the known execution. Finally, the possible uses for such plate heat exchangers should are increased in such a way that numerous points of the border without difficulty can be designed to an inlet and outlet, so that numerous different Connection options for the heat-exchanging channels between the metal sheets are available.

Die Aufgabe wird, ausgehend von der eingangs bezeichneten bekannten Art von Blechtafeln, erfindungsgemäß durch die Verbindung der folgenden Merkmale gelöst:The object is based on the known type of sheet metal mentioned at the beginning according to the invention solved by combining the following features:

a) Die Wellenscheitel der Profilierung verlaufen in Längsrichtung, und die Profilierung fehlt in einem Einströmbereich und einem Ausströmbereich der Blechtafel, wobei Ein- und Ausströmbereich in Längsrichtung an den Hauptbereich anschließen;a) The corrugation crests of the profile run in the longitudinal direction, and the profile is missing in an inflow area and an outflow area of the metal sheet, with inflow and outflow areas connect lengthways to the main area;

b) die Tafelebene, in welcher die Scheitel der Wellentäler der Profilierung liegen, fällt mit der Tafelhauptebene zusammen, und die Tafelebene, in der die Scheitel der Wellenberge liegen, fällt mit der anderen Tafelebene zusammen, in der jeweils der andere Dichtbereich liegt;b) the plane of the table, in which the apex of the wave troughs of the profiling lie, coincides with the The main plane of the table collapses, and the plane of the table, in which the crests of the waves lie, falls together with the other panel level in which the other sealing area is located;

c) die Umrandung ist, abgesehen von den die Einode r Ausströmöffnungen bildenden Abschnitten, an jedem Tafelrand zu zwei streifenförmigen Dichtbereichen ausgestaltet, von denen an jedem Tafelrand der eine in der Tafelhauptebene und der andere in der anderen Tafelebene liegt.c) the border is, apart from the sections forming the inlet and outlet openings, designed on each board edge to two strip-shaped sealing areas, of which on each The edge of the board is one in the main board level and the other in the other board level.

Durch die Beschränkung der räumlichen Gestaltung auf zwei Tafelebenen wird die Form der Blechtafel verhältnismäßig einfach, und es treten bei der Herstellung der Dichtbereiche keine größeren Verformungswege auf, als sie durch die Höhe der Wellenberge gegeben sind.By restricting the spatial design to two board levels, the shape of the Sheet metal relatively simple, and there are no larger areas in the production of the sealing areas Deformation paths than they are given by the height of the wave crests.

Durch das Vorhandensein von jeweils zwei streifenförmigen. in den verschiedenen Tafelebenen liegenden Dichtbereichen an jedem Tafelrand kann durch das wahlweise Verwenden jeweils eines Dichtbereiches zur Dichtung jede den Ein- oder Ausströmbereich der Blechtafel umgebende Stelle der Umrandung zum Bilden einer Ein- oder Ausström-By the presence of two strip-shaped each. in the different board levels lying sealing areas on each edge of the board can be achieved by the optional use of one sealing area for sealing each point surrounding the inflow or outflow area of the sheet metal Border to form an inflow or outflow

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öffnung herangezogen werden. Dies eröffnet die Mög- lenkung um 90° die sechseckigen Einzelkanäle zwi-opening can be used. This opens up the possibility of steering the hexagonal individual channels by 90 ° between

lichkeit, auch mehr als zwei Fluide durch den Stapel sehen den Wellungen 2 und strömt nach einer noch-possibility, even more than two fluids through the stack see the corrugations 2 and flows after a further-

zu führen und die Fluide in wiederkehrender Reihen- maligen Umlenkung um 90° aus einer seitlichenand the fluids in a recurring series of deflections by 90 ° from a side

folge den durch die aufeinanderfolgenden Blech- Austrittsöffnung 19 zwischen den Blechtafeln aus.follow the through the successive sheet metal outlet opening 19 between the sheet metal.

tafeln gebildeten Wärmetauschkanälen zuzuordnen. 5 Statt des in der Zeichnung dargestellten U-förmigenassigned to panels formed heat exchange channels. 5 Instead of the U-shaped shown in the drawing

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Strömungswegs kann dieser auch Z-förmig sein. EinAdvantageous refinements of the invention are the flow path, this can also be Z-shaped. A

in den Unteransprüchen niedergelegt. zweites Fluid 20 kann z. B. im Gegenstrom zumlaid down in the subclaims. second fluid 20 may e.g. B. in countercurrent to the

Die Erfindung sei an Hand der in den Figuren Fluid 17 strömen und durch die Blechtafel 1 hin-The invention is based on the flow of fluid 17 in the figures and through the metal sheet 1.

schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher durch mit diesem im Wärmetausch stehen. Für dasschematically illustrated embodiments in more detail by being in heat exchange with this. For the

erläutert. Es zeigt io zweite Fluid 20 befinden sich die Eintrittsöffnung 18'explained. It shows io second fluid 20 is the inlet opening 18 '

F i g. 1 eine Ansicht von zwei aufeinanderzulegen- und die Austrittsöffnung 19' auf der gegenüber-F i g. 1 a view of two to be placed on top of one another and the outlet opening 19 'on the opposite

den gleichen erfindungsgemäßen Blechtafeln, liegenden Längsseite der aufeinandergelegten Blech-the same metal sheets according to the invention, lying longitudinal side of the stacked sheet metal

F i g. 2 eine auseinandergezogen dargestellte tafeln.F i g. 2 an exploded panel.

Schrägansicht eines Stapels mit vier aufeinander- Aus F i g. 2 ist ersichtlich, wie man durch Auffolgenden gleichen Blechtafeln gemäß Fig. 1, 15 einanderlegen vollkommen gleicher Blechtafeln la', 1, Oblique view of a stack with four on top of one another from FIG. 2 it can be seen how, by following the same metal sheets according to FIGS. 1, 15, completely identical metal sheets la ', 1,

Fig. 3 eine auseinandergezogen dargestellte 1', la einen Stapel erhalten kann. Dabeiist jede zweiteFig. 3 shows an exploded 1 ', la can receive a stack. This is every second

Schrägansicht eines anderen Stapels mit vier auf- Blechtafel in ihrer Ebene um 180° verdreht, so daßOblique view of another stack with four on-sheet metal sheets rotated in their plane by 180 °, so that

einanderfolgenden Blechtafeln, die Blechtafeln 1 a' und 1' sowie die Blechtafeln 1successive metal sheets, the metal sheets 1 a ' and 1' as well as the metal sheets 1

Fig. 4 eine auseinandergezogen dargestellte, und la im Stapel jeweils die gleiche Lage ein-Fig. 4 is an exploded view, and la in each case the same position in the stack

Schrägansicht eines weiteren Stapels mit vier auf- 20 nehmen. Beim Aufeinanderlegen der Blechtafeln la'Take up an oblique view of another stack of four. When laying the metal sheets on top of one another la '

einanderfolgenden Blechtafeln und und 1 kommen die in der Tafelhauptebene liegendensuccessive metal sheets and and 1 come the ones lying in the main sheet level

F i g. 5 ausschnittsweise einen Querschnitt durch streifenförmigen Dichtungsbereiche 12,13,14,15 derF i g. 5 shows a section of a cross section through strip-shaped sealing areas 12,13,14,15 of the

einen erfmdungsgemäßen Stapel. Blechtafel 1 mit den vorspringenden Dichtungs-a stack according to the invention. Sheet metal 1 with the protruding sealing

Nach F i g. 1 besteht eine Blechtafel 1 des Stapels bereichen 7 α', 8 a', 9 a', 10 α' der Blechtafel 1 α' in aus einem gepreßten rechteckigen Blech. Die Blech- 25 Berührung. Die Wellenberge 3 a' der trapezförmigen tafel 1 weist an ihrem Mittelteil parallele Wellungen 2 Wellungen 2 a' von Blechtafel 1 a' kommen mit den auf, die einen Querschnitt in Form eines an der Wellentälern 16 der Wellungen 2 von Blechtafel 1 breiten Basis offenen Trapezes haben. Die Wellen- zur Anlage, wodurch zwischen den Blechtafeln berge 3 dieser Wellungen springen aus der Tafel- sechseckige Einzelkanäle gebildet werden. Die nicht hauptebene in Richtung vom Betrachter weg vor. 30 gewellten Ein- und Ausströmbereiche 4 und 5 der Außerdem weist die Blechtafel 1 einen nicht ge- Blechtafeln sind bei einer großen Druckdifferenz der welken Einströmbereich 4 und einen nicht gewellten wärmetauschenden Fluide besonders einer Ver-Ausströmbereich 5 auf. Diese Bereiche sind mit ein- formungsgefahr ausgesetzt und daher mit Warzen gepreßten Warzen 6 versehen. In den Rand der versehen, die abgeplattet und abwechselnd vor-Blechtafel 1 sind streifenförmige Dichtbereiche 7,8,9, 35 springend und zurückspringend ausgebildet sind, wo-10 eingepreßt, die mit den vorspringenden Wellen- bei z. B. die zurückspringende Warze 6 ζ der Blechbergen 3 der Wellungen 2 in einer Ebene liegen. tafel 1 mit der vorspringenden Warze 6va' derAccording to FIG. 1 consists of a sheet metal 1 of the stack areas 7 α ', 8 a', 9 a ', 10 α' of the sheet metal 1 α 'in a pressed rectangular sheet. The sheet metal touch. The wave crests 3 a 'of the trapezoidal sheet 1 has parallel corrugations 2 corrugations 2 a' of sheet metal sheet 1 a ' come with a cross section in the form of a wide base at the wave troughs 16 of the corrugations 2 of sheet metal 1 wide base to have. The corrugation to the plant, whereby mountains 3 of these corrugations jump out of the sheet, hexagonal individual channels are formed between the metal sheets. The non-main plane facing away from the viewer. 30 corrugated inflow and outflow areas 4 and 5 of the In addition, the sheet metal sheet 1 has a non-corrugated sheet metal sheets are the withered inflow area 4 and a non-corrugated heat-exchanging fluid especially an outflow area 5 when there is a large pressure difference. These areas are exposed to the risk of deformation and are therefore provided with warts 6 pressed in. In the edge of the provided, which are flattened and alternately in front of sheet metal 1, strip-shaped sealing areas 7,8,9, 35 are formed jumping and springing back, where-10 are pressed in, with the protruding shafts at z. B. the receding wart 6 ζ of the sheet metal mountains 3 of the corrugations 2 lie in one plane. panel 1 with the protruding wart 6va ' der

Mit der Blechtafel 1' ist eine in ihrer Ebene um Blechtafel 1 a' in Berührung kommt. Durch diese 180° verdrehte Blechtafel 1 dargestellt. Wird nun Ausbildung der Blechtafeln wird ermöglicht, daß die Blechtafel 1 in der gezeichneten Lage vor der 40 jede Blechtafel die benachbarte Blechtafel an vielen Zeichenebene auf die Blechtafel 1' gelegt, so bildet Berührungsstellen abstützt, wodurch sich in einfachsich zwischen diesen Blechtafeln ein Wärmetausch- ster Weise ein druckfester Stapel eines Plattenkanal mit U-förmigem Strömungsweg. Dabei kommen Wärmetauschers ergibt. Dabei sind die Blechtafeln an die vorspringenden Dichtbereiche 7, 8, 9, 10 der sämtlichen Berührungsflächen, nämlich an Dicht-Blechtafel 1 mit entsprechenden, in der Tafelhaupt- 45 bereichen, Wellenbergen und Wellentälern und an ebene liegenden Dichtbereichen 12', 13', 14', 15' der den einander zugewandten abgeplatteten Warzen, Blechtafel 1' in Berührung und werden miteinander miteinander verklebt.With the metal sheet 1 'is in its plane to a sheet metal panel 1' comes into contact. This sheet metal sheet 1 rotated by 180 ° is shown. If the sheet metal panels are now formed, the sheet metal sheet 1 in the position shown in front of each sheet metal sheet is placed on the sheet metal sheet 1 'at many levels of the drawing Way, a pressure-tight stack of a plate channel with a U-shaped flow path. This comes from the heat exchanger. The metal sheets are attached to the protruding sealing areas 7, 8, 9, 10 of all contact surfaces, namely to sealing sheet metal 1 with corresponding, in the main areas of the sheet, wave peaks and troughs and on flat sealing areas 12 ', 13', 14 ', 15' of the flattened warts facing each other, sheet metal sheet 1 'in contact and are glued to one another.

gasdicht verbunden. Außerdem berühren die vor- Es kommen jeweils einander zugewandte Dichtspringenden Wellenberge 3 der Blechtafel 1 die bereiche der Blechtafeln zur Anlage, z. B. Dicht-Wellentäler 16' der Blechtafel 1', so daß sich sechs- 50 bereiche 12 und 7 0! der Blechtafeln 1 und 1 a' und eckige Einzelkanäle bilden, die in F i g. 5 zu sehen Dichtbereiche 12 α und 7' der Blechtafeln 1 α und 1'! sind. Die Warzen 6 der Ein- bzw. Ausström- In die Lücken an je zwei verbundenen, aufeinanderbereiche 4 bzw. 5 sind so angeordnet, daß immer folgenden inneren Dichtbereichen des Stapels, z. B. eine vorspringende Warze der Blechtafel 1 mit einer in die Lücke 41 zwischen den Blechtafeln 1 und 1', zurückspringenden Warze der Blechtafel 1' in Be- 55 sind Fülleisten oder Kämme eingelegt, die dem Profil rührung kommt. Die Blechtafeln 1 und 1' werden an dieser Lücken angepaßt sind.gas-tight connected. In addition, the pre- There are each facing tightly jumping wave crests 3 of the metal sheet 1, the areas of the metal sheets to the plant, z. B. Sealing wave troughs 16 'of sheet metal 1', so that six 50 areas 12 and 7 0! of the metal sheets 1 and 1a ' and form angular individual channels that are shown in FIG. 5 to see sealing areas 12 α and 7 'of the metal sheets 1 α and 1'! are. The warts 6 of the inflow and outflow in the gaps at two connected, one on top of the other areas 4 and 5 are arranged so that the following inner sealing areas of the stack, z. B. a protruding protrusion of the metal sheet 1 with a protruding protrusion of the metal sheet 1 'into the gap 41 between the metal sheets 1 and 1' in loading 55 filler strips or combs are inserted that come into contact with the profile. The metal sheets 1 and 1 'are adapted to these gaps.

allen Berührungsflächen miteinander verklebt. Durch In F i g. 5 sind solche Fülleisten 91 dargestellt, dieall contact surfaces glued together. Through In F i g. 5 such filling strips 91 are shown, which

die erfindungsgemäße Ausbildung der Blechtafeln ist in die Lücken einer Längsseite eines Stapels gelegtthe inventive design of the sheet metal is placed in the gaps on a long side of a stack

es möglich, diese unmittelbar ohne Abstandshalter sind. Die Fülleisten sind in die Lücken eingeklebt,it is possible to do this directly without spacers. The filling bars are glued into the gaps,

aufeinanderzulegen, wobei trotzdem alle Strömungs- 60 Diese Fülleisten 91 tragen erheblich zur Festigkeitplaced on top of one another, although all flow 60 These filling strips 91 contribute significantly to the strength

kanäle zwischen den Wellungen 2 mit einem wärme- und Dichtheit des ganzen Wärmetauschers bei.channels between the corrugations 2 with a heat and tightness of the whole heat exchanger.

tauschenden Fluid beschickt werden können. Eine nicht dargestellte Fülleiste, die in die Lückeexchanging fluid can be charged. A filler bar, not shown, that fits into the gap

Im Beispiel der F i g. 1 strömt, nachdem Blech- zwischen den linken äußeren Dichtbereichen derIn the example of FIG. 1 flows after sheet metal between the left outer sealing areas of the

tafel 1 auf Blechtafel Γ gelegt ist, ein erstes Fluid 17 Blechtafeln 1 α und 1 eingefügt ist, läßt an derBoard 1 is placed on sheet metal Γ, a first fluid 17 sheet metal sheets 1 α and 1 is inserted, leaves on the

in eine seitliche Eintrittsöffnung 18 zwischen den 65 linken Längsseite des Stapels für das zweite wärme-into a side inlet opening 18 between the 65 left long side of the stack for the second heat

Blechtafeln ein, umströmt unter Erhöhung der tauschende Fluid 20, das zwischen den BlechtafelnSheet metal sheets flow around, increasing the exchanging fluid 20 between the sheet metal sheets

Turbulenz und des Wärmeüberganges die zusammen- 1 a' und 1 strömt, eine Eintrittsöffnung 18 a! undTurbulence and the heat transfer that flows together 1 a ' and 1, an inlet opening 18 a! and

geklebten Warzen 6, durchströmt nach einer Um- eine Austrittsöft'nung 19 a' frei. Das erste wärme-glued warts 6, flows through a discharge opening 19 a 'after a round. The first heat

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tauschende Fluid 17 strömt durch die an der rechten stoff, bei einem Umkehrbetrieb ohne weiteres verLängsseite des Stapels befindliche Eintrittsöffnung 18 tauscht werden.Exchanging fluid 17 flows through the fabric on the right, in the case of reverse operation, easily along the longitudinal side of the stack located inlet opening 18 are exchanged.

und die Austrittsöffnung 19 zwischen den Blech- Das Einlegen von Fülleisten in die Lücken derand the outlet opening 19 between the sheet metal. The insertion of filling strips into the gaps in the

tafeln 1 und 1' im Gegenstrom zum zweiten Fluid 20. Seiten des Stapels geschieht in der gleichen Weise Diese Strömungswege wiederholen sich abwechselnd 5 und zum gleichen Zweck wie beim Stapel gemäß zwischen sämtlichen Blechtafeln des Stapels. Die in Fig. 2. Der Stapel der Fig. 3 benötigt je zwei F i g. 2 nicht dargestellten Fülleisten bzw. Kämme Sammelhauben für die Fluide 62 bzw. 68 an seiner weisen zur Begrenzung der seitlichen Ein- und Aus- rechten bzw. linken Längsseite und für das Fluid 65 trittsöffnungen nach außen weisende Ansätze auf, an je eine Sammelhaube an seiner unteren und oberen welche die Sammelhauben für die wärmetauschenden io Schmalseite. Wenn dieser Stapel Blechtafeln enthält, Fluide geschweißt sind. die im Gegensatz zur Blechtafel 51 die Ein- und diepanels 1 and 1 'in countercurrent to the second fluid 20. Sides of the stack is done in the same way These flow paths repeat themselves alternately 5 and for the same purpose as in the stack according to FIG between all the metal sheets in the stack. The one in Fig. 2. The stack of Fig. 3 requires two each F i g. 2 filling strips or combs, not shown, collecting hoods for the fluids 62 and 68 on its point to the delimitation of the lateral entry and exit right and left long sides and for the fluid 65 openings pointing outwards on a collecting hood each on its lower and upper one which are the collecting hoods for the heat exchanging io narrow side. If this stack contains metal sheets, Fluids are welded. in contrast to the sheet metal 51 the one and the

Die Wärmetauschkanäle der Fluide 20 und 17 Austrittsöffnung statt auf der linken auf der rechten können ohne weiteres bei einem Umkehrbetrieb ver- Seite haben, was durch Verdrehen der Blechtafel 51 tauscht werden, da die Strömungsquerschnitte zwi- in ihrer Ebene um 180° erreicht werden kann, so sehen sämtlichen Blechtafeln gleich groß sind. In 15 lassen sich vier Fluide in Wärmetausch bringen, z. B. dem in F i g. 2 dargestellten Stapel können Vorzugs- Luft, Stickstoff, Sauerstoff und anzuwärmendes weise zwei Fluide in Wärmetausch gebracht werden, Turbinengas für eine Tieftemperatur-Expansionswobei der Plattenwärmetauscher an der linken turbine. Ein derartig aufgebauter Stapel benötigt Längsseite zwei Hauben für das Fluid 20 und an de* dann acht Sammelhauben, je zwei an den beiden rechten Längsseite zwei Hauben für das Fluid 17 er- 20 Längsseiten und je zwei an den beiden Schmalseiten, hält. In F i g. 4 ist ein Stapel mit den vier BlechtafelnThe heat exchange channels of the fluids 20 and 17 exit opening instead of on the left on the right can easily have a ver-side in reverse operation, which can be achieved by rotating the metal sheet 51 be exchanged, since the flow cross-sections can be reached between 180 ° in their plane, so see all metal sheets are the same size. In FIG. 15, four fluids can be brought into heat exchange, e.g. B. the one shown in FIG. 2 stacks can be preferred air, nitrogen, oxygen and to be heated wise two fluids are brought into heat exchange, turbine gas being for a cryogenic expansion the plate heat exchanger on the left turbine. A stack constructed in this way is required Two hoods on the long side for the fluid 20 and then eight collection hoods, two on each of the two right long side two hoods for the fluid 17, 20 long sides and two each on the two narrow sides, holds. In Fig. 4 is a stack with the four metal sheets

In F i g. 3 ist ein Stapel der Blechtafeln 1', 51, 52', 70, 71, 70 a, 71 α dargestellt, wobei die Blechtafeln 52 gezeigt, die zusammengesetzt einen Platten- 70 und 70 α und die Blechtafeln 71 und 71 α in Form wärmetauscher ergeben, mit dem drei verschiedene und Lage gleich sind. Das unmittelbare Aufeinander-Fluide in Wärmetausch treten können. Die Blech- 25 legen der Blechtafeln und die Bildung von Wärmetafeln bestehen dabei grundsätzlich wie die Blech- tauschkanälen geschieht im Prinzip in derselben Art tafeln der F i g. 1 und 2 aus einem trapezförmig ge- wie bei dem in F i g. 2 beschriebenen Stapel. Die wellten Hauptbereich und einem nicht gewellten, mit trapezförmigen Wellungen 2 sind hier aus der Tafel-Warzen versehenen Ein- und Ausströmbereich. Beim hauptebene zum Betrachter hin vorspringend ge-Aufeinanderlegen der Blechtafeln 1' und 51 kommen 30 zeichnet. Die aus der Tafelhauptebene vorspringendie vorspringenden Dichtbereiche 7', 8', 9', 10' der den Dichtbereiche 74, 75, 76, 77 der Blechtafel 71 Blechtafel 1' mit den in der Tafelhauptebene liegen- kommen mit entsprechenden, in der Tafelhauptebene den Dichtbereichen 58, 59, 60, 61 der Blechtafel 51 liegenden Dichtbereichen der Blechtafel 70 in Bein Berührung; ebenso berühren sich die Wellungen rührung, so daß zwischen diesen Blechtafeln ein und Warzen in derselben Weise wie bei den Blech- 35 U-förmiger Wärmetauschkanal gebildet wird, der tafeln der F i g. 1 und 2. Nach dem Zusammenkleben eine Eintrittsöflnung 78 und eine Austrittsöffnung 79 der Blechtafeln 1' und 51 bildet sich zwischen den für ein erstes Fluid 80 hat. Zwischen den Blechtafeln Blechtafeln ein U-förmiger Wärmetauschkanal für 71 und 70 a entsteht beim Aufeinanderlegen ein ein Fluid 62, das in die zugehörige Eintrittsöffnung geradliniger Wärmetauschkanal, der nach außen 63 einströmt und aus der zugehörigen Austritts- 40 durch die in Blechtafel 70 a eingepreßten Dichtöffnung 64 ausströmt. Die Dichtbereiche der Blech- bereiche 81 und 82 begrenzt ist und in dem ein tafel 51 sind so ausgebildet, daß sich zwischen den zweites Fluid 83 von unten nach oben im Gegen-Blechtafeln 51 und 52' nach dem Aufeinanderlegen strom zum Fluid 80 strömt. Zwischen den Blechein geradliniger Wärmetauschkanal ergibt. Dabei tafeln 70 α und 71 α strömt wieder das erste Fluid 80 kann ein weiteres Fluid 65 in die weitere Eintritts- 45 und zwischen der Blechtafel 70 und einer davoröffnung 66 einströmen, welche sich an der Schmal- liegenden, nicht gezeichneten Blechtafel das zweite seite des Stapels befindet, und im Gegenstrom zum Fluid 83.In Fig. 3 shows a stack of metal sheets 1 ', 51, 52', 70, 71, 70 a, 71 α , the metal sheets 52 being shown, which are composed of a plate 70 and 70 α and the metal sheets 71 and 71 α in the form of a heat exchanger result, with which three different and position are the same. The direct contact fluids can enter into heat exchange. The sheet metal laying of the sheet metal sheets and the formation of heat sheets basically exist like the sheet metal exchange channels, in principle, in the same way as the sheets shown in FIG. 1 and 2 from a trapezoidal shape as in the case of FIG. 2 described stack. The corrugated main area and a non-corrugated, with trapezoidal corrugations 2 are provided here from the panel warts inflow and outflow area. When the main plane protrudes towards the viewer, the sheet metal panels 1 'and 51 come 30 on top of one another. The protruding sealing areas 7 ', 8', 9 ', 10' of the sealing areas 74, 75, 76, 77 of the sheet metal sheet 71. Sheet metal sheet 1 'with those lying in the main sheet plane come with corresponding sealing areas in the main sheet plane 58, 59, 60, 61 of the metal sheet 51 lying sealing areas of the metal sheet 70 in contact; likewise, the corrugations touch each other, so that between these metal sheets a U-shaped heat exchange channel is formed between these sheet metal sheets in the same way as with the sheet metal 35, the sheets of FIG. 1 and 2. After the gluing together, an inlet opening 78 and an outlet opening 79 of the metal sheets 1 ′ and 51 are formed between which a first fluid 80 has. Between the metal sheets, sheet metal sheets, a U-shaped heat exchange channel for 71 and 70 a is created when a fluid 62 is placed on top of one another, which flows into the associated inlet opening of a straight heat exchange channel that flows outward 63 and from the associated outlet 40 through the sealing opening pressed into sheet metal 70 a 64 flows out. The sealing areas of the sheet metal areas 81 and 82 are delimited and in which a sheet 51 is designed so that flow to the fluid 80 flows between the second fluid 83 from bottom to top in the counter sheet metal sheets 51 and 52 'after they have been laid one on top of the other. A straight heat exchange channel results between the sheets. Panels 70 α and 71 α flows again the first fluid 80, a further fluid 65 can flow into the further inlet 45 and between the sheet metal 70 and an opening 66 in front, which is located on the narrow, not shown sheet metal on the second side of the Stack is located, and in countercurrent to the fluid 83.

Fluid 62 den Wärmetauschkanal zwischen den Blech- Ein Plattenwärmetauscher, der aus dem in derFluid 62 the heat exchange channel between the sheet metal A plate heat exchanger, which consists of the in the

tafeln 51 und 52' durch die weitere Austrittsöffnung F i g. 4 gezeichneten Stapel besteht, ist gut als Ver-67 wieder verlassen. Die Blechtafel 52 ist im Ver- 50 dampfer-Kondensator geeignet, der z. B. bei der gleich zur Blechtafel 52' im Stapel in ihrer Ebene um Luftzerlegung in der Obersäule eines Dopp'el-180° verdreht. Der zwischen den Blechtafeln 52 und rektifikators angebracht ist. Dabei werden durch ein 52' gebildete Wärmetauschkanal kann von einem zentrisches Rohr aus der Untersäule aufsteigende dritten Fluid 68 im Gleichstrom zum weiteren Fluid Stickstoffdämpfe den Eintrittsöffnungen 78 zugeleitet 65 durchströmt werden. Zwischen der Blechtafel 52 55 und als erstes Fluid 80 kondensiert, und im anderen und einer im Stapel folgenden, nicht mehr gezeichne- Wärmetauschkanal, der an der unteren und oberen ten Blechtafel, die wie Blechtafel 1' ausgebildet ist Schmalseite des Wärmetauschers offen ist, wird und deren Lage hat, ergibt sich ein Wärmetausch- flüssiger Sauerstoff als zweites Fluid 83 verdampft, kanal wieder für das Fluid 62. Bei Verwendung eines Klebstoffes, der bei Be-panels 51 and 52 'through the further outlet opening F i g. 4 drawn pile is good as Ver-67 leave again. The metal sheet 52 is suitable in the evaporator-condenser, which z. B. at the equal to sheet metal 52 'in the stack in its plane around air separation in the upper column of a double 180 ° twisted. Which is attached between the metal sheets 52 and rectifier. In doing so, a 52 'formed heat exchange channel can ascending from a central tube from the lower column third fluid 68 is supplied to the inlet openings 78 in cocurrent with the further fluid nitrogen vapors 65 are flowed through. Between the metal sheet 52 55 and the first fluid 80 condenses, and in the other and one in the stack following, no longer drawn heat exchange channel, the one at the lower and upper th sheet metal, which is designed like sheet metal 1 ', narrow side of the heat exchanger is open and its position, there is a heat exchange - liquid oxygen evaporates as the second fluid 83, channel again for the fluid 62. When using an adhesive that is

Ein aus dem Stapel gemäß F i g. 3 aufgebauter 60 rührung mit flüssigem Sauerstoff zu einer Oxydation Plattenwärmetauscher kann z. B. bei der Luft- neigt, sind immer die zwei Blechtafeln, welche zwizerlegung zum Wärmetausch von Luft, Stickstoff und sehen sich einen Wärmetauschkanal für Sauer-Sauerstoff verwendet werden, wobei zweckmäßiger- stoff einschließen, durch Ultraschallschweißung mitweise das Fluid 62 Luft, das weitere Fluid 65 Sauer- einander verbunden, im Beispiel der F i g. 4 also die stoff und das dritte Fluid 68 Stickstoff ist. Nach- 6₅ Blechtafeln 71 und 70 a. Die Blechtafeln 70 und 71 dem die Strömungsquerschnitte zwischen sämtlichen bzw. 70 α und 71 α können dagegen mit herkömm-Blechtafeln gleich groß sind, können das eine Fluid liehen Methoden miteinander verbunden werden.
62, z. B. Luft, und das dritte Fluid 68, z. B. Stick- F i g. 5 zeigt ausschnittsweise den erfindungs-One from the stack according to FIG. 3 built-up 60 stirring with liquid oxygen to an oxidation plate heat exchanger can, for. B. in the case of air tends, the two metal sheets are always used, which are intermediate for the heat exchange of air, nitrogen and a heat exchange channel for acid oxygen, whereby it is expedient to include material, by means of ultrasonic welding with the fluid 62, air, the other Fluid 65 acidically connected to one another, in the example in FIG. 4 is the substance and the third fluid 68 is nitrogen. After- 6 ₅ metal sheets 71 and 70 a. The metal sheets 70 and 71 which the flow cross-sections between all or 70 α and 71 α can, however, be the same size with conventional metal sheets, the one fluid borrowed methods can be connected to one another.
62, e.g. B. air, and the third fluid 68, e.g. B. Stick- F i g. 5 shows a section of the invention

gemäßen Stapel im Schnitt, der durch den gewellten Hauptbereich der Blechtafeln gelegt ist. Die Wellungen haben einen Querschnitt in Form eines an der breiten Basis offenen Trapezes, wobei immer die Wellenberge 3 einer oberen Blechtafel mit den Wellentälern 16 einer darunterliegenden Blechtafel in Berührung kommen und an diesen Stellen verklebt sind. Ein Wärmetauschkanal zwischen einem Blechtafelpaar setzt sich aus sechseckigen Einzelkanälen 90 zusammen, wobei das Sechseck auch gleichseitig sein kann mit einer Seitenlänge von vorzugsweise 3 mm. In die Lücken an je zwei verklebten, aufeinanderfolgenden inneren Dichtbereichen 15 des Stapels sind Fülleisten 91 eingelegt, die dem Profil der Lücke angepaßt sind und dem ganzen Wärmetauscher Festigkeit und bessere Dichtheit verleihen. Der Stapel ist an jeder der beiden Endflächen von einer dickwandigen Deckplatte 92 begrenzt, deren dem Stapel zugewandte Seite der Wellung d*er anschließenden Blechtafel angepaßt ist.appropriate stack in the section that is laid through the corrugated main area of the metal sheets. The corrugations have a cross-section in the form of a trapezoid open at the broad base, always with the Wave crests 3 of an upper sheet metal sheet with the wave troughs 16 of a sheet metal sheet below come into contact and are glued in these places. A heat exchange channel between one The pair of metal sheets is composed of hexagonal individual channels 90, with the hexagon also can be equilateral with a side length of preferably 3 mm. In the gaps on two glued successive inner sealing areas 15 of the stack filler strips 91 are inserted, which the Profile of the gap are adapted and give the whole heat exchanger strength and better tightness. The stack is delimited at each of the two end faces by a thick-walled cover plate 92, whose side facing the stack is adapted to the corrugation of the adjoining sheet metal.

Zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche können in die sechseckigen Einzelkanäle 90 Wärmeübertragungselemente 93, 94 eingeklemmt sein.To enlarge the heat exchange surface, 90 heat transfer elements can be installed in the hexagonal individual channels 93, 94 may be pinched.

Claims

Claims: 25

1. Metal sheet for plate heat exchangers with a stack with a longitudinal flow such metal sheets, with a border, in the case of at least two opposite ones Strip-shaped sealing areas of the metal sheet lying on the edges of the sheet, each one in the Main board plane and the other one lies in another board plane parallel to the main board plane, wherein the sheet metal between the border is profiled wave-like in such a way that the The corrugation vertices of the profile lie in two sheet planes parallel to the main sheet plane, in where adjacent metal sheets touch in many places, and each with an adjacent one Metal sheet to be connected gas-tight sections of the sealing areas alternately in the stack recurring points to inlet or outlet openings for the heat exchangers Fluids designed are characterized by the combination of the following features: a) The corrugation crests of the profile run in the longitudinal direction, and the profile is missing in an inflow area (4) and an outflow area (5) of the metal sheet (1), wherein Connect the inflow and outflow area to the main area in the longitudinal direction;

b) the plane of the table in which the apex of the wave troughs (16) of the profile lie falls with the main board level (40, Fig. 5) together, and the board level in which the vertices of the wave crests (3) lie falls with it the other panel plane (50) together in which the other sealing area (8) is located;

c) the border is apart from those forming the inlet or outlet openings (18, 19) Sections, on each board edge to two strip-shaped sealing areas (8, 15; 12, 9; 13.10; 7.14), of which one (15) in the Main board level (40) and the other (8) lies in the other board level (50).

2. Sheet metal sheet according to claim 1, characterized in that in the inflow and / or outflow area (4,5) flattened, alternately recessed (6 z) and protruding (6 ν α ') provided warts are embossed, in such an arrangement that the recessed lugs (6 z) of a metal sheet (1) and the projecting lugs (6 ν α ') of the adjacent metal sheet (1 a') touch each other in a supporting manner.

3. Stack of metal sheets according to claim 1 or 2, characterized in that in the Gaps between two outer sealing areas that are twice the clear sheet metal spacing Filling strips (91) are inserted.

4. Stack according to claim 3, characterized in that on the filling strips (91) for limiting the inlet or outlet openings outwardly directed approaches for attaching Collection or distribution hoods are provided.

5. Stack of metal sheets according to claim 1 or 2 or according to claim 3 or 4, characterized characterized in that inlet and outlet openings (63, 65, 68; 64, 67) are provided for more than two fluids are and the fluids (62,65,68) in recurring order by the successive Metal sheets (1 ', 51,52', 52) formed heat exchange channels are assigned.

For this purpose 2 sheets of drawings