DE2029399A1

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Info

Publication number: DE2029399A1
Application number: DE19702029399
Authority: DE
Priority date: 1969-06-16
Filing date: 1970-06-15
Publication date: 1970-12-23
Also published as: DE2029399B2; GB1252319A; BE751883A; FR2046797B1; ES380769A1; DE2029399C3; CA954120A; DK125815B; SE350832B; AT308949B; CS188112B2; FR2046797A1

Description

. 06, h

Svenska Rotor Maskiner AB in Stockholm (Schweden)

Stapel yon wärmeübertragenden Flatten für regenerative Wärme austauscher

Die Erfindung bezieht sich auf regenerative Wärmeaustauscher und betrifft insbesondere einen die regenerative Masse solcher Wärmeaustauscher bildenden Plattenstapel.

Es sind umlaufende regenerative Wärmeaustauscher bekannt, die üblicherweise als Luftvorwärmer in Kesselanlagen verwen- i det werden. Die regenerative Hasse dieser Vorwärmer besteht aus profilierten Platten, die von einem ringförmigen Regeneratorkörper getragen werden und so angeordnet sind, daß sie Strömungskanäle für die wärmeaustauschenden Medien bilden, welche sich zwischen den axialen gegenüberliegenden Enden

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des He~eneratorkörpers erstrecken. Wärmeaustauscher dieser Art werden hauptsächlich in "zwei !Typen hergestellt, von denen die eine eine drehbare regenerative I.!asse und stationäre Strömung skanäle für die wärrae austauschende η Medien und die andere eine stationäre regenerative !.lasse und drehbare Strömung skanäle für die 1.Ie die η'aufweist.

' Es hat sich schon in einer frühen Entwicklungsstufe der umlaufenden V/arme austauscher gezeigt, daß es erforderlich ist, profilierte Platten zu verwenden, um den y/ärseüber^ang zwischen den Liedien und den Platten auf einen angemessenen Wert zu erhöhen. So sind in den vergangenen Jahrzehnten verschiedene Plattenformen vorgeschlagen worden, Jn modernen regenerativen Wärmeaustauschern wird die regenerative IJasse as häufigsten durch Platten gebildet, die Teilungen aufweisen, welche schräg zur HauptStrömungsrichtung der Uedien durch diese Kasse verlaufen, wobei an den Platten ferner Sieken vorgesehen sind, die parallel zur Eauptströmungsrichtung verlaufen und als Abstandhalter zwischen benachbarten Platten dienen. · Solche gewellten und mit Sieken «versehenen Platten werden abwechselnd mit ebenen oder gewellten Platten so angeordnet, da3 Kanäle für die Mediumströmungen gebildet werden, denen durch die wellungen eine bestimmte Turbulenz erteilt wird. . ·

In regenerativen Luftvorwärmern werden die Luft und die Feuergase im Gegenström durch die* regenerative nasse geführt. Hiebei ist die Temperatur der regenerativen" Masse am Gaseinlaß» und Luftauslaßende höher als an Gasausläß-'und"Luiteinlaßenae«, Im Betrieb ist es natürlich erwünscht.^ den Gasen so viel wärme wie möglich zu entziehen. Sobald aber die jeiaperatur der Gase

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unter-den Taupunkt fällt, lagert sich auf den Oberflächen der platten korrodierende Feuchtigkeit ab, wodurch das Metallblech, aus dem die Platten bestehen, rasch zerstört wird, wenn es nicht korrosionsbeständig odor v;enisstens g^ej^en Korrosion ge- ·. schützt ist.

Es hat sich gezeigt, da.": Korrosion am kalten jjnde der. regenerativen Masse zuweilen auch dann auftreten kann, wenn die Temperatur der.Gasströmung in der Ausiaßleitung niemals unter den (Taupunkt absinkt. V.'ie festgestellt werden konnte,· wird diese örtliche Korrosion durch eine ungleichmäßige Verteilung der Mediumstrcmungen in den einzelnen Kanälen oder Gruppen von Kanälen verursacht. ".Venn die Gasströmung beispielsweise infolge der schrägen '.Teilungen die Tendenz nat, sich auf einer Seite eines Kanals zu konzentrieren, so neigt die Luftströmung dazu, sich auf der anderen Kanalseite zu konzentrie-, ren. Lies ergibt eine ungleichmäSige Temperaturverteilung in

ratur auf der einen Seite über und auf der anderen Seite unter dem Taupunkt liegt, wobei aber die mittlere (Temperatur der

Strömung dennoch deutlich über dem Taupunkt liegen kann. |

Ein Ziel der Erfindung besteht nun darin, für regenerative V.'ärmeaustauscher einen Stapel von wärmeübertragenden Platten zu schaffen, der aus gIeichprofliierten Platten- besteht. Perner zielt die Erfindung darauf_ab, einen Plattenstapel, zu schaffen, in dem die Temperatur der die Kanäle begrenzenden Plattenteiie entlang des Umfanges bzw, über der. Querschnitt des Kanals, zumindest am kalten Ende der regenerativen Masse, im wesentlichen konstant ist.

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Die erläuterten Ziele'werden bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Plattenstapel für regenerative v/arme austauscher dadurch gelöst, daß er übereinander angeordnete profilierte Platten aufweist, die Strömungskanäle für die wärmeaustauschenden Lie die η begrenzen, welche»· sich zwischen den gegenüberliegenden Endflächen, des Stapels erstrecken, daß jede der Platten im wesentlichen über ihre gesamte Oberfläche verlaufende 7/eilungen, die einen 7/inkel mit der Haupt Strömungsrichtung dermalen durch den Stapel einschließen, und Doppel— sieken aufweist, die parallel zu den 7/eilungen in einem der Summenbreite mehrerer 7/ellungen entsprechenden gegenseitigen Abstand liegen und symmetrisch von beiden Seiten jeder platte vorstehen, wobei die Höhe der Sieken, gemessen von der Plattenr mittelebene, großer als jene der 7/ellungen ist, und daß die Platten so angeordnet sind, daß die y/e I lung en und Sieken einer Platte die 7/ellungen und Sieken der benachbarten Platten kreuzen, wobei die Platten einander nur an durch den Abstand der Scheitel der Sieken festgelegten Punkten berühren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend. unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine wärmeübertragende Platte für einen Plattenstapel gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Platte in Eichtung der

• ■ *

Pfeile H-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Platte nach der- Linie ^: IH-III in Fig. 1 und' ' -

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von zwei übereinander, angeordneten. Platten und erläutert das Xanalsystem des Platten-Stapels gemäß der

Die allgemein mit 10 bezeichnete. Wärmeaustauscherplatte weist über ihre gesamte Oberfläche wellungen'12 auf, die'sich schräg zu der in Pig, 1 durch einen Doppelpfeil A angedeuteten HauptStrömungsrichtung der.Kedien durch den Plattenstapel erstrecken.' ' .

Die Platte 10 weist ferner in gleichen gegenseitigen Ab-

ständen angeordnete Doppelsieken 14 auf, die parallel zu den Wellungen 12 verlaufen, wobei der gegenseitige Abstand dieser " Doppelsieken der Summenbreite mehrerer Y/ellungen entspricht. Die beiden Sieken der Doppelsieken 14 stehen symmetrisch an '

beiden Seiten der Platte vor,wobei ihre Höhe, gemessen von der Plattenmittelebene B "(Pig·3)» größer als Jene der·Wellungen ist. . ..'■-.. · ' ' ' .

Wie Fig, 3 zeigt, sind die.Scheitel der Sieken bei 16. . ·

abgeflacht»· um so Auflageflächen für die Scheitel von Sieken ' · benachbarter Platten des Stapels zu bilden. Die mittleren Stegwände 18 der Doppelsieken 14 können sich im wesentlichen senkrecht zur iiiittelebene B der platte erstrecken, so· daß sie dem durch die Platten im Stapel ausgeübten Auflagedruck am wirk- |

samsten standhalten können. Um aber die Herstellung der Plat-' ten zu erleichtern, können die Stegwände der^ Sieken eine Neigung von 70° bis 80° erhalten, ohne daß dadurch die Festigkeit, •und die steifigkeit der Platten beeinträchtigt würde, · ■ ' Pig. 4 aeigt das durch die platten im fertigen Platten- ■

stapel bzw. Plattenbündei gebildete Kanalsystem. Jeder Plattenstape1 enthält eine größere Anzahl von übereinander angeordneten Platten, von denen in Pig. 4 nur zwei platten 10 dargestellt sind« ' / . ■ - . :

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Alle Platten eines Stapels "haben das gleiche Profil und die Platten sind so angeordnet, daß die ',ve"!lungeη und Sieken einer Platte die '."eilungen und sie ken der benachbarten Platten kreuzen. Auf diese V/eise berühren die Platten einander ■ ' nur in den durch den gegenseitigen Abstand der Scheitel der Sieken festgelegten Auflagepunkten.

Um das Verständnis der Erfindung 'zu erleichtern, sei zunächst angenommen, daß die beiden in Fig. 4 gezeigten platten durch' eine flache Platte voneinander getrennt sind, welche den Baum zwischen den profilierten Platten in zwei Seilräume unterteilt, von denen jeder eine Anzahl von geraden, parallelen Kanälen umfaßt, wobei die beiden Gruppen von Kanälen einander kreuzen; die üediumströtiungen in der einen Gruppe wurden dann ungestört bezüglich der Kediumströmungen in der anderen Gruppe verlaufen· Da jedoch im Plattenstapel gemäß der Erfindung zwischen den profilierten Platten keine flachen Platten zwischengeschaltet sind, wirken die Teilströmungen in den beiden Gruppen von Kanälen aufeinander ein, so daß sie sich mischen und verwirbeln bzw, turbulent werden, wodurch die Bildung von Grenzschichten vermindert und der Wärmeübergang erhöht wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4- verlaufen die y/ellungen und Sieken benachbarter Platten bezüglich der durch den Doppelpfeil A angedeuteten Hauptströmungsrichtung der Lie dien -.-symmetrisch und gegensinnig schräg. Dadurch wird erreicht, . daß die durch den Plattenstapel verlaufende I^ediumströmung abwechselnd in beiden. Richtungen in im -wesentlichen gleichen. ·■

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Aussali zeitlich abgelenkt wird, so da.1 sie sich nicht auf der einen oder anderen Seite des Stapels konzentrieren kann. Hiedur ch ergibt eich, daS die den Stapel verlassende Strömung in we sen*« Ii ehe η über die gesäte Querschniü^sf lache einheitlich

Bei der gezeigten Ausführungsforrs schließen die ϊ.'ο llung en und Sie ken r-rc der Haupt strömung srich-jung der Medien einen Winkel von 3C° ein; dieser Winkel kann aber, abhängig von speziellen Erfordernissen, zwischen 2o° und 50° variiert werden.

Lie Diiferenz zwischen der Höhe der Sieken und ^ener der ".Vellun-en, G^e^^essen von der :."i.t^elebene 3 der Platten, soll etwa ^₁C bis ".,5 ca, vor2115sweise etwa 1,25 ca betrafen. ^^ie. Hohe der V.'ellun-en über der Plattensitte !ebene kann 1,0 bis 2,0 ~:n betrafen, wobei besonders guüe Ergebnisse r:it Blech- · platten nit einer Dicke v.on 0,5 nni erhalten werden, bei weichen die Höhe der -veHunden 1,25 ^- beträgt. 3er Abstand zwischen benachbarten ','.'eilen schein ein der V.'ellungen kann sv;ischen 12 bis 2C cn liegen lind 2.3. 15 ^- betra-ea, während der Ab-. stand zwischen aufeinanderfolgenden Sieken einen Wert von 50 bis 100 ma haben kann.

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Claims

. Patentansprüche:

Λ\ Stapel von wärmeübertragenden Platten für regenerative V/ärme austauscher, .dadurch gekennzeichnet, daß er übereinander angeordnete profilierte Platten (10) auf v/eist, die Strömung skanäle für die wärme austauschenden Lie dien begrenzen, welche sich zwischen den gegenüberliegenden Endflächen des Stapels erstrecken, daß j'ede der Platten im wesentlichen über ihre gesamte Oberfläche verlaufende 7'e llung en (12), die einen 7/inkel mit der HauptStrömungsrichtung (A) der LIe dien durch den Stapel einschließen, und Doppelsieken (14) auf v/eist, die parallel zu den V.'eilungen in einem der Summenbreite mehrerer Vveliungen entsprechenden gegenseitigen Abstand liegen und symmetrisch von beiden Seiten jeder Platte vorstehen, wobei · die Höhe der Sieken, gemessen von der Plattenm-ittelebeno, größer als u'ea.e der V/ellungen ist, und daß die Platten so angeordnet sind, daß die Tveliungen und Sieken einer Platte die '.Teilungen und Sie ken der benachbarten Platten kreuzen, wobei die platten einander nur an durch den Abstand der Scheitel der Sieken festgelegten Punkten berühren,

2. Plattenstapel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß die Scheitel (16) der Sieken (14) ^jeder Platte (10) abgeflacht sind und eine Auflagefläche für die benachbarten Platten bil-CLG Π φ

3, Plattenstapel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, äaß der 'KivJ:&2. zwischen dexi Wellunsen (12) nnä der H^uptstrÖaunr-srich-un.~ (A) der Medien, c-tv/a 2Z° bis 50° beträgt.

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4. Plattenstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Platten (10) das gleiche Profil aufweisen,

5. Plattenstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die \7e llung en (12) und sie ken (14) benachbarter Platten (10) symmetrisch und gegensinnig schräg bezüglich der Haupt Strömungsrichtung (A-) der Medien verlaufen. ·

6. Plattenstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,' dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Höhe, der Sieken (14) und der Höhe der Wellungen (12), gemessen von der Plattenmittelebene, etwa 1,0 bis 1,8 mm, vörzugswei-

. se etwa 1,25 mm beträgt. ' ■ ·

7· .Plattenstapel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Wellungen, gemessen von der Plattenmittelebene, 1,0 bis 2,0 mm beträgt.. "

8. Plattenstapel.nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benaehbar-. ten Vife lie ns ehe ite In der Wellungen etwa 10 bis 20 mm beträgt.

9· Plattenstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen.aufeinanderfolgenden Sieken etwa 50 "bis 100 mm beträgt*.·

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