Пластинчатый теплообменник - RU2426965C2

Чертежи

Показать все 11 чертежа(ей)

Описание

Уровень техники

Изобретение относится к пластинчатому теплообменнику согласно преамбуле пункта 1 формулы изобретения, см. документ JP 2005-37028.

Документ JP 2005-37028 описывает пластинчатый теплообменник, содержащий пакет пластин с множеством теплообменных пластин, которые уложены друг на друга и расположены таким образом, что они в пакете пластин формируют первые промежутки между пластинами для первой среды и вторые промежутки между пластинами для второй среды. Кожух окружает пакет пластин и содержит круглую цилиндрическую внешнюю оболочку и два торцевых элемента. Первое входное отверстие и первое выходное отверстие приспособлены для проведения первой среды в пластинчатый теплообменник и из него и проходят сквозь соответствующий один из двух торцевых элементов. Второе входное отверстие и второе выходное отверстие приспособлены для проведения второй среды в пластинчатый теплообменник и из него. Каждая из теплообменных пластин содержит отверстие, формирующее пространство в пакете пластин. Пространство расположено внутри первого входного отверстия и первого выходного отверстия и разделено на две расположенных в осевом направлении друг за другом части пространства при помощи разделительного листа, проходящего сквозь пакет пластин параллельно теплообменным пластинам. Из-за разделительного листа доступ к первым промежуткам между пластинами затруднен, особенно если все теплообменные пластины приварены или припаяны друг к другу. При помощи этой известной конструкции получают поток первой среды из пространства радиально наружу в пакете пластин и из радиально-наружного положения радиально внутрь, назад в пространство. С такими путями потока трудно получить теплообменник, в котором среды текут противотоком.

Документ WO2004/090450 описывает пластинчатый теплообменник, содержащий пакет пластин из множества теплообменных пластин, которые уложены друг на друга. Каждая теплообменная пластина имеет множество эксцентрических отверстий. Кожух окружает пакет пластин и содержит круглую цилиндрическую внешнюю оболочку и два торцевых пластинчатых элемента. Первое входное отверстие и первое выходное отверстие приспособлены для проведения первой среды в пластинчатый теплообменник и из него. Второе входное отверстие и второе выходное отверстие приспособлены для проведения второй среды в пластинчатый теплообменник и из него. Согласно варианту осуществления изобретения оба входных отверстия и оба выходных отверстия проходят сквозь один и тот же торцевой пластинчатый элемент. Согласно другому варианту осуществления изобретения оба входных отверстия проходят сквозь один из торцевых пластинчатых элементов, и оба выходных отверстия - сквозь другой торцевой пластинчатый элемент.

Документ US-3743011 описывает другой пластинчатый теплообменник в форме маслоохладителя для двигателя внутреннего сгорания. Пластинчатый теплообменник содержит пакет пластин с множеством теплообменных пластин, которые уложены друг на друга и которые каждая содержат центральное отверстие. Кожух окружает пакет пластин и содержит внешнюю оболочку с некруглым поперечным сечением и двумя торцевыми пластинами. Первое входное отверстие и первое выходное отверстие приспособлены для проведения первой среды в пластинчатый теплообменник и из него. Второе входное отверстие и второе выходное отверстие приспособлены для проведения второй среды в пластинчатый теплообменник и из него. Первое входное отверстие и первое выходное отверстие проходят сквозь соответствующую одну из этих двух торцевых пластин. Второе входное отверстие и второе выходное отверстие проходят сквозь общую плоскую часть внешней оболочки.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является получение усовершенствованного пластинчатого теплообменника указанного выше типа. Другой целью является получение пластинчатого теплообменника, который может быть изготовлен с относительно большими размерами. Другой целью является получение пластинчатого теплообменника, который имеет такую конструкцию, которая позволяет легко делать осмотр и очистку.

Эта цель достигнута определенным выше пластинчатым теплообменником, который отличается тем, что он содержит средство, предназначенное для создания, для каждого из первых промежутков между пластинами, входного отверстия для первой среды из пространства в первый промежуток между пластинами, и выходного отверстия для первой среды из первого промежутка между пластинами в пространство.

Посредством таких входных отверстий и выходных отверстий, которые отделены друг от друга, первая среда будет проведена в пакет пластин и из него по всей длине пространства. Таким образом, можно создавать предпочтительный путь потока для первой среды через все первые промежутки между пластинами в пакете пластин. Благодаря круглой цилиндрической внешней оболочке, также можно получить прочный пластинчатый теплообменник, который противостоит высоким давлениям и разным давлениям разных, предпочтительно, двух сред. Круглая цилиндрическая внешняя оболочка допускает использование меньшей толщины материала, чем оболочка с многоугольной формой.

Согласно варианту осуществления изобретения первое входное отверстие и первое выходное отверстие расположены таким образом, что первая среда разделяется на два пути потока в первом промежутке между пластинами между входным отверстием и выходным отверстием. Предпочтительно, входное отверстие и выходное отверстие расположены друг против друга на соответствующей стороне относительно центральной оси. Таким образом, поток первой среды будет разделен на две части потока, которые обе проходят от входных отверстий до выходных отверстий по соответствующему полукруглому или по существу полукруглому пути потока. Пластинчатый теплообменник может быть устроен таким образом, что первая среда может быть проведена или параллельным потоком или противотоком относительно второй среды.

Согласно другому варианту осуществления изобретения первое входное отверстие имеет поперечное сечение, перпендикулярное центральной оси, первое выходное отверстие имеет поперечное сечение, перпендикулярное центральной оси, а пространство имеет поперечное сечение, перпендикулярное центральной оси. Сумма площади поперечного сечения первого входного отверстия и площади поперечного сечения первого выходного отверстия равна или приблизительно равна площади поперечного сечения пространства. Такое задание размера площади поперечного сечения пространства предпочтительно, так как оно создает пространство для очистки, обслуживания и различных компонентов для направления потока первой среды в первые промежутки между пластинами и из них.

Согласно другому варианту осуществления изобретения пластинчатый теплообменник содержит устройство разделения, расположенное в пространстве и предназначенное для разделения пространства на первую часть пространства и вторую часть пространства, причем части пространства проходят сквозь отверстия всех теплообменных пластин. Такое устройство разделения позволяет разделять пространство для притока первой среды и оттока первой среды. Предпочтительно, устройство разделения может быть с возможностью извлечения или свободно располагаться в пространстве и удерживается в нужном положении в пространстве при помощи торцевых пластинчатых элементов.

Согласно другому варианту осуществления изобретения первая часть пространства формирует первую входную камеру, которая проходит сквозь отверстия всех теплообменных пластин и обеспечивает сообщение между первым выходным отверстием и входными отверстиями, и вторая часть пространства формирует первую выходную камеру, которая проходит сквозь отверстие всех теплообменных пластин и обеспечивает сообщение между первым выходным отверстием и выходными отверстиями.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, одна из первой части пространства и второй части пространства разделена, по меньшей мере, на две секции, причем одна из секций формирует входную камеру для первой среды, а вторая из секций формирует выходную камеру для первой среды. В этом случае возможно, чтобы вторая часть пространства формировала или входную камеру, или выходную камеру для первой среды. Также возможно, чтобы вторая часть пространства была разделена, по меньшей мере, на две секции, причем одна из секций формирует выходную камеру для первой среды, и другая из секций формируют входную камеру для первой среды.

Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство разделения содержит разделительный лист, который проходит сквозь отверстия всех теплообменных пластин и который формирует стенку между первой частью пространства и второй частью пространства. Такой разделительный лист может просто применяться. Он может быть по существу плоским, искривленным или может иметь секции под разными углами относительно центральной оси.

Согласно другому варианту осуществления изобретения указанное средство содержит внутреннюю оболочку, которая расположена в пространстве и формирует стенку между пространством и первыми промежутками между пластинами, причем внутренняя оболочка содержит два паза, формирующих указанные входные отверстия и указанные выходные отверстия. Согласно этому варианту осуществления изобретения входное и выходное отверстия выполняются легко. Не требуется предпринимать каких-либо особых мер относительно пакета пластин для ограничения поперечного размера выходного и входного отверстий.

Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство разделения расположено во внутренней оболочке и соединено с ней. Таким образом, устройство разделения и внутренняя оболочка формируют вставной узел, который расположен в пространстве. Этот вставной узел может извлекаться из пространства для получения доступа к первым промежуткам между пластинами.

Согласно другому варианту осуществления изобретения пространство является концентрическим относительно центральной оси. Пазы, предпочтительно, могут быть расположены друг против друга на соответствующей стороне относительно центральной оси.

Согласно другому варианту осуществления изобретения каждая из теплообменных пластин имеет внешний край и круглую форму вдоль более чем половины наружного края. Благодаря приданию пластинам теплообменника такой по существу круглой формы дополнительно повышается прочность. Круглая форма теплообменных пластин дает более однородное перемещение материала вследствие теплового расширения. Предпочтительно, внешний край теплообменных пластин, когда он имеет указанную круглую форму, может, в этом случае, по существу примыкать к внутренней поверхности внешней оболочки или может располагаться на небольшом расстоянии от нее.

Согласно другому варианту осуществления изобретения каждая теплообменная пластина имеет вырез, расположенный непосредственно внутри второго входного отверстия, и вырез, расположенный непосредственно внутри второго выходного отверстия, причем вырез внутри второго входного отверстия создает пространство для второй входной камеры, которое сообщается со вторым выходным отверстием и вторыми промежутками между пластинами, и в котором вырез внутри второго выходного отверстия создает пространство для второй выходной камеры, которое сообщается со вторым выходным отверстием, и вторыми промежутками между пластинами. Такие входная и выходная камеры для второй среды, которые обеспечивают надлежащее распределение второй среды, могут создаваться легко посредством выполнения соответствующей выемки или выреза в каждой теплообменной пластине.

Согласно другому варианту осуществления изобретения второе входное отверстие и второе выходное отверстие проходят сквозь внешнюю оболочку. Кроме того, второе входное отверстие и второе выходное отверстие могут быть концентрическими относительно друг друга и, предпочтительно, могут проходить вдоль диаметральной оси, которая пересекает центральную ось. Таким образом, достигается предпочтительный поток второй среды сквозь пакет пластин. Поток будет разделен на две части потока, которые обе проходят от второго входного отверстия к второму выходному отверстию вдоль соответствующего полукруглого или по существу полукруглого пути потока.

Согласно другому варианту осуществления изобретения первое входное отверстие и первое выходное отверстие являются концентрическими относительно друг друга и внешней оболочки. Таким образом, достигается симметричная конструкция. Такое центральное местоположение первого входного отверстия и первого выходного отверстия допускает свободное расширение пакета пластин, что предпочтительно в ходе теплового цикла.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, один из торцевых пластинчатых элементов прикреплен к внешней оболочке при помощи разъемного соединения. Благодаря такому пластинчатому теплообменнику, может быть достигнута очистка всех первых промежутков между пластинами через пространство, которое расположено внутри первого входного отверстия и первого выходного отверстия. Конструкция также создает возможности очистки всех первых промежутков между пластинами просто через одно из первого входного отверстия и второго входного отверстия, так как пространство доступно через одно из них.

Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство разделения может перемещаться вдоль центральной оси в пространстве таким образом, что устройство разделения может быть извлечено из пространства, когда указанный, по меньшей мере, один торцевой пластинчатый элемент удален. Кроме того, внутренняя оболочка может перемещаться вдоль центральной оси в пространстве таким образом, что внутренняя оболочка может быть извлечена из пространства, когда указанный, по меньшей мере, один торцевой пластинчатый элемент удален.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, один из торцевых пластинчатых элементов содержит первую пластину, которая имеет первый диаметр и которая соединена с внешней оболочкой, и вторую пластину, которая имеет второй диаметр, который меньше, чем первый диаметр, и которая прикреплена к первой пластине при помощи разъемного соединения таким образом, что вторая пластина может отсоединяться от первой пластины. Вторая пластина может располагаться на первой пластине снаружи от пространства.

Согласно другому варианту осуществления изобретения устройство разделения может перемещаться вдоль центральной оси в пространстве таким образом, что устройство разделения может извлекаться из пространства, когда вторая пластина удалена. Внутренняя оболочка может перемещаться вдоль центральной оси в пространстве таким образом, что внутренняя оболочка может извлекаться из пространства, когда вторая пластина удалена.

Согласно другому варианту осуществления изобретения теплообменные пластины в пакете пластин приварены друг к другу парами. Кроме того, все теплообменные пластины в пакете пластин могут быть приварены друг к другу. Также возможно, чтобы, по меньшей мере, один из торцевых пластинчатых элементов или оба торцевых пластинчатых элемента были приварены к пакету пластин.

Согласно другому варианту осуществления изобретения торцевые пластинчатые элементы имеют внутреннюю поверхность, обращенную к пакету пластин, внешнюю поверхность, обращенную от пакета пластин, и окружающую поверхность, соединяющую первую поверхность и вторую поверхность друг с другом. Предпочтительно, окружающая поверхность первого торцевого пластинчатого элемента из торцевых пластинчатых элементов обращена к внутренней поверхности внешней оболочки. Каждая из внутренней поверхности и внешней поверхности первого торцевого пластинчатого элемента может в этом случае иметь площадь, которая несколько меньше, чем внутренняя площадь поперечного сечения внешней оболочки.

Согласно другому варианту осуществления изобретения внешняя оболочка имеет первый конец оболочки, второй конец оболочки, первый фланец на первом конце оболочки и второй фланец на втором конце оболочки, причем торцевые пластинчатые элементы соединены с соответствующим одним из первого фланца и второго фланца. Предпочтительно, первый фланец может проходить внутрь от первого конца оболочки и примыкать к внешней поверхности первого торцевого пластинчатого элемента. Кроме того, второй фланец может проходить наружу от второго конца оболочки и примыкать к внутренней поверхности второго торцевого пластинчатого элемента из торцевых пластинчатых элементов. Таким образом, внешняя оболочка может быть удалена от пакета пластин и двух торцевых пластинчатых элементов.

Указанная выше цель также достигнута указанным выше пластинчатым теплообменником, который отличается тем, что торцевые пластинчатые элементы имеют внутреннюю поверхность, обращенную к пакету пластин, внешнюю поверхность, обращенную от пакета пластин, и окружающую поверхность, соединяющую первую поверхность и вторую поверхность друг с другом, тем, что торцевые пластинчатые элементы прикреплены к внешней оболочке при помощи разъемного соединения, а окружающая поверхность первого торцевого пластинчатого элемента из торцевых пластинчатых элементов обращена к внутренней поверхности внешней оболочки. Такой пластинчатый теплообменник может быть легко разобран и собран. Следовательно, обслуживание и очистка пластинчатого теплообменника могут осуществляться, когда внешняя оболочка легко удалена с пакета пластин и торцевых пластинчатых элементов. Конструкция также создает возможности легкой очистки промежутков между пластинами.

Согласно варианту осуществления изобретения внешняя оболочка имеет первый конец оболочки, второй конец оболочки, первый фланец на первом конце оболочки и второй фланец на втором конце оболочки, причем первый торцевой пластинчатый элемент соединен с первым фланцем, и при этом второй торцевой пластинчатый элемент из торцевых пластинчатых элементов соединен со вторым фланцем. Предпочтительно, разъемное соединение может содержать винтовое соединение, которое соединяет первый торцевой пластинчатый элемент с первым фланцем, и второе винтовое соединение, которое соединяет второй торцевой пластинчатый элемент со вторым фланцем. Первый фланец может проходить внутрь от первого конца оболочки и упираться во внешнюю поверхность первого торцевого пластинчатого элемента, причем первые винтовые соединения могут проходить сквозь первый фланец в первый торцевой пластинчатый элемент. Второй фланец может проходить наружу от второго конца оболочки и упираться во внутреннюю поверхность второго торцевого пластинчатого элемента, причем вторые винтовые соединения могут проходить сквозь второй торцевой пластинчатый элемент во второй фланец.

Краткое описание чертежей

Изобретение теперь будет описано более подробно посредством различных вариантов его осуществления, которые описаны как примеры и со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 - вертикальная проекция пластинчатого теплообменника, соответствующего первому варианту осуществления изобретения.

Фиг. 2 - вид сбоку пластинчатого теплообменника, показанного на фиг. 1.

Фиг. 3 - вид сечения пластинчатого теплообменника, выполненного по линии I-I на фиг. 2.

Фиг. 4 - вид продольного сечения пластинчатого теплообменника, выполненного по линии II-II на фиг. 3.

Фиг. 5 - вид теплообменной пластины пластинчатого теплообменника с возможными путями потока.

Фиг. 6 - вид продольного сечения устройства разделения пластинчатого теплообменника.

Фиг. 7 - вид сбоку устройства разделения.

Фиг. 8 - вид продольного сечения пластинчатого теплообменника, соответствующего второму варианту осуществления изобретения.

Фиг. 9 - вид продольного сечения пластинчатого теплообменника, соответствующего третьему варианту осуществления изобретения.

Фиг. 10 - вид продольного сечения пластинчатого теплообменника, соответствующего четвертому варианту осуществления изобретения.

Фиг. 11 - вид продольного сечения пластинчатого теплообменника, соответствующего третьему варианту осуществления изобретения в частично демонтированном состоянии.

Осуществление изобретения

На фиг. 1-7 показан первый вариант выполнения пластинчатого теплообменника в собранном состоянии. Пластинчатый теплообменник содержит пакет пластин, который содержит или состоит из множества теплообменных пластин 2, показанных на фиг. 4 и 5. Теплообменные пластины 2 уложены друг на друга или расположены рядом друг с другом таким образом, что сформирован пакет 1 пластин. Теплообменные пластины 2 могут быть постоянно соединены друг с другом, например, посредством пайки твердым припоем или сварки. Также возможно соединение теплообменных пластин 2 парами таким образом, что две теплообменные пластины 2 постоянно соединены друг с другом, например, посредством пайки твердым припоем или сварки. Такие пары теплообменных пластин 2 могут в этом случае располагаться рядом друг с другом в пакете пластин. В этом случае между смежными парами теплообменных пластин 2 могут располагаться прокладки. Также возможно расположение прокладок между всеми смежными теплообменными пластинами 2.

Независимо от того, как теплообменные пластины 2, таким образом, соединены друг с другом или расположены рядом друг с другом, они располагаются таким образом, что они в пакете 1 пластин формируют первые промежутки 3 между пластинами для первой среды и вторые промежутки 4 между пластинами для второй среды. Теплообменные пластины 2 и промежутки 3, 4 между пластинами схематически показаны на фиг. 4. Первые промежутки 3 между пластинами и вторые промежутки 4 между пластинами расположены в чередующемся порядке таким образом, что по существу каждый первый промежуток 3 между пластинами примыкает к двум вторым промежуткам 4 между пластинами.

Пластинчатый теплообменник также содержит кожух, окружающий пакет 1 пластин. Кожух содержит круглую цилиндрическую внешнюю оболочку 6 и два торцевых пластинчатых элемента 7 и 8. Внешняя оболочка 6 определяет продольную центральную ось x, проходящую через два торцевых пластинчатых элемента 7 и 8. Один или оба из торцевых пластинчатых элементов 7, 8 могут быть постоянно соединены с пакетом 1 пластин, например, посредством пайки твердым припоем или сварки.

Пластинчатый теплообменник содержит первое входное отверстие 11 и первое выходное отверстие 12, которые приспособлены для проведения первой среды в пластинчатый теплообменник и из него. Кроме того, пластинчатый теплообменник содержит второе входное отверстие 21 и второе выходное отверстие 22, которые приспособлены для проведения второй среды в пластинчатый теплообменник и из него. Первое входное отверстие 11 и первое выходное отверстие 12 проходят сквозь соответствующий один из двух торцевых пластинчатых элементов 7 и 8, соответственно, и в описанном варианте осуществления изобретения расположены концентрически или по существу концентрически относительно друг друга. Более точно, первое входное отверстие 11 и первое выходное отверстие 12 являются концентрическими или по существу концентрическими относительно внешней оболочки 6. Второе входное отверстие 21 и второе выходное отверстие 22 проходят сквозь внешнюю оболочку 6. Второе входное отверстие 21 и второе выходное отверстие 22 являются концентрическими или по существу концентрическими относительно друг друга и, более точно, проходят вдоль диаметральной оси y, пересекающей центральную ось x под прямым углом.

Каждая из теплообменных пластин 2 содержит отверстие 31, показанное на фиг. 5, которое формирует пространство 32 в пакете 1 пластин, показанное на фиг. 11. В описанных вариантах осуществления изобретения отверстия 31 и пространство 32 расположены в центре, то есть концентрически относительно центральной оси x. Однако следует отметить, что отверстия 31 и, таким образом, пространство 32, первое входное отверстие 11 и первое выходное отверстие 12, согласно альтернативному варианту осуществления изобретения, могут быть эксцентрическими относительно центральной оси x. Пространство 32 расположено внутри первого входного отверстия 11 и первого выходного отверстия 12 и проходит по существу параллельно центральной оси x или совмещено с ней. Первое входное отверстие 11 имеет поперечное сечение, перпендикулярное центральной оси x, первое выходное отверстие 12 имеет поперечное сечение, перпендикулярное центральной оси x, и пространство 32 имеет поперечное сечение, перпендикулярное центральной оси x. Сумма площади поперечного сечения первого входного отверстия 11 и площади поперечного сечения первого выходного отверстия 12 равна или приблизительно равна площади поперечного сечения пространства 32.

Пластинчатый теплообменник содержит средство, предназначенное для создания для каждого из первых промежутков 3 между пластинами входного отверстия 15 для первой среды из пространства 32 в первый промежуток 3 между пластинами и выходного отверстия 16 для первой среды из первого промежутка 3 между пластинами в пространство 32. Такое средство может быть получено различными способами. Например, прокладки могут быть расположены в первом промежутке 3 между пластинами таким образом, что два отверстия образованы между пространством 32 и каждым из первых промежутков 3 между пластинами. Входные отверстия 15 и выходные отверстия 16, которые отделены друг от друга, могут также быть получены при помощи вставного элемента, который будет описан более подробно ниже.

Входное отверстие 15 и выходное отверстие 16 расположены таким образом, что первая среда разделяется на два пути а потока в первом промежутке 3 между пластинами между входным отверстием 15 и выходным отверстием 16. В описанных вариантах осуществления изобретения, см. фиг. 5, входное отверстие 15 и выходное отверстие 16 расположены друг против друга на соответствующей стороне от центральной оси x.

Пластинчатый теплообменник также содержит устройство 33 разделения, см., в частности, фиг. 6 и 7, которое расположено в пространстве 32. Устройство 33 разделения разделяет пространство 32 на первую часть пространства и вторую часть пространства. Части пространства проходят сквозь отверстия всех теплообменных пластин 2.

В вариантах осуществления изобретения, описанных на фиг. 1-9, первая часть пространства формирует первую входную камеру 13, которая проходит сквозь первое отверстие 31 всех теплообменных пластин 2 и обеспечивает сообщение между первым входным 11 и входным 15 отверстиями. Вторая часть пространства формирует первое выходную камеру 14, которая проходит сквозь отверстие 31 всех теплообменных пластин 2 и обеспечивает сообщение между первым выходным отверстием 12 и выходным отверстием 16. Устройство 33 разделения содержит разделительный лист 34, который проходит сквозь отверстие 31 всех теплообменных пластин 2 и который формирует стенку между первой приемной камерой 13 и первой выходной камерой 14.

Указанное выше средство содержит в описанных вариантах осуществления изобретения внутреннюю оболочку 36, которая имеет круглую цилиндрическую или по существу круглую цилиндрическую форму. Внутренняя оболочка 33 формирует совместно с разделительным листом 34 первую входную камеру 13 и первую выходную камеру 14. Внутренняя оболочка 36 содержит два паза 37, которые расположены по существу против друг друга и формируют вышеупомянутые входные отверстия 15 и выходные отверстия 16, то есть внутренняя оболочка 36 и два противоположных паза создают входное отверстие 15 в каждый первый промежуток 3 между пластинами и выходное отверстие 16 из него, причем отверстия 15 и 16 отделены друг от друга. Входные отверстия 15 обеспечивают сообщение между первой приемной камерой 13 и первыми промежутками между пластинами. Выходные отверстия 16 обеспечивают сообщение между первой выходной камерой 14 и первыми промежутками 3 между пластинами.

Устройство 33 разделения в описанных вариантах осуществления изобретения находится во внутренней оболочке 36 и соединено с ней. Устройство 33 разделения и внутренняя оболочка 36 совместно формируют вставной узел, который с возможностью извлечения расположен в пространстве 32.

Каждая теплообменная пластина 2 имеет внешний край и круглую форму вдоль больше, чем половины наружного края. В описанных вариантах осуществления изобретения каждая теплообменная пластина 2 может иметь по существу круглую форму. Каждая теплообменная пластина 2 содержит вырез 23, который расположен непосредственно внутри второго входного отверстия 21, и вырез 24, который расположен непосредственно внутри второго выходного отверстия 22. Форма теплообменных пластин 2, таким образом, отклоняется от круглой формы только из-за этих двух вырезов 23 и 24.

Вырез 23, таким образом, совместно с кожухом, то есть внешней оболочкой 6 и торцевыми пластинчатыми элементами 7, 8 формирует вторую входную камеру 25. Вторая входная камера 25 сообщается со вторым выходным отверстием 21 и вторыми промежутками 4 между пластинами. Вырез 24 формирует совместно с кожухом, то есть внешней оболочкой 6 и торцевыми пластинчатыми элементами 7, 8 вторую выходную камеру 26. Вторая выходная камера 26 сообщается со вторым выходным отверстием 22 и вторыми промежутками 4 между пластинами. Следует отметить, что второе входное отверстие 21 и/или второе выходное отверстие 22 согласно альтернативному варианту осуществления изобретения могут проходить сквозь один или несколько из двух торцевых пластинчатых элементов 7, 8.

В описанных вариантах осуществления изобретения внешний край теплообменных пластин 2 примыкает в круглой конфигурации или по существу примыкает к внутренней поверхности внешней оболочки 6. В этом случае, таким образом, существенно то, что вырезы 23 и 24, для получения входной камеры 25 и выходной камеры 26 функционируют как распределительные пространства. Любой распределительный элемент вне внешней оболочки 6, таким образом, не требуется.

С описанным выше устройством первой входной камеры 13, первой выходной камеры 14, второй входной камеры 25 и второй выходной камеры 26, пути а и b потока, показанные на фиг. 5, таким образом, получены для двух сред. Первая среда, таким образом, течет в первые промежутки 3 между пластинами и частично течет вдоль соответствующего по существу полукруглому пути a потока. Вторая среда втекает через первую входную камеру 25 в каждый из вторых промежутков 4 между пластинами и разделяется на две части потока, которые каждая проходят по соответствующему полукруглому пути b потока. На фиг. 5 следующие пути а и b устроены с противотоком. Входная и выходная камеры 13, 14, 25, 26 также допускают прохождение путей a, b потока параллельными потоками.

В варианте осуществления изобретения, описанном на фиг. 1-4, торцевые пластинчатые элементы 7, 8 постоянно соединены с внешней оболочкой 6, например, при помощи сварного шва. Как показано на фиг. 4, пространство 32, то есть первая входная камера 13 и первая выходная камера 14, доступно через первое входное отверстие 11 и первое выходное отверстие 12, соответственно. Этот вариант осуществления изобретения особенно пригоден, когда и первая среда, и вторая среда чисты и не вызывают забивания промежутков 3 и 4 между пластинами.

На фиг. 8 показан второй вариант выполнения пластинчатого теплообменника в собранном состоянии, который отличается от первого варианта только тем, что торцевые пластинчатые элементы 7 и 8 с возможностью отсоединения соединены с внешней оболочкой 6. Таким образом, пластинчатый теплообменник может быть разобран. Торцевые пластинчатые элементы 7, 8 соединены с внешней оболочкой 6 при помощи пригодного разъемного соединения. Примером пригодного разъемного соединения является винтовое соединение.

Каждый торцевой пластинчатый элемент 7, 8 имеет внутреннюю поверхность, обращенную к пакету 1 пластин, внешнюю поверхность, обращенную от пакета 1 пластин, и окружающую поверхность, соединяющую первую поверхность и вторую поверхность друг с другом. Окружающая поверхность первого торцевого пластинчатого элемента 7 обращена к внутренней поверхности внешней оболочки 6, как показано на фиг. 8 и 9. Внутренняя поверхность и внешняя поверхность первого торцевого пластинчатого элемента 7, таким образом, имеют площадь, которая несколько меньше, чем внутренняя площадь поперечного сечения внешней оболочки 6. В круглых цилиндрических описанных вариантах осуществления изобретения первый торцевой пластинчатый элемент 7 имеет первый внешний диаметр, который несколько меньше, чем внутренний диаметр внешней оболочки 6. Таким образом, внешняя оболочка 6 и первый торцевой пластинчатый элемент 7 могут перемещаться относительно друг друга вдоль центральной оси x. Кроме того, внешняя оболочка 6 имеет первый конец оболочки, второй конец оболочки, первый фланец 6′ на первом конце оболочки и второй фланец 6′′ на втором конце оболочки. Второй торцевой пластинчатый элемент 8 имеет второй внешний диаметр, который больше, чем внутренний диаметр оболочки 6, и который имеет такую же величину или, по меньшей мере, по существу такую же величину, как и внешний диаметр второго фланца 6′′.

Первый торцевой пластинчатый элемент 7 соединен с возможностью отсоединения с первым фланцем 6′ при помощи множества винтовых соединений 41′ разъемных соединений. Второй торцевой пластинчатый элемент 8 с возможностью отсоединения соединен со вторым фланцем 6′′ при помощи множества вторых винтовых соединений 41′′ разъемных соединений. Первый фланец 6′ проходит внутрь от первого конца оболочки и примыкает к внешней поверхности первого торцевого пластинчатого элемента 7. Второй фланец 6′′ проходит наружу от второго конца оболочки и примыкает к внутренней поверхности второго торцевого пластинчатого элемента 8.

В течение этой установки винтовые соединения 41′, 41′′ отсоединяют, при этом внешняя оболочка 6 может быть поднята от пакета 1 пластин и от торцевых пластинчатых элементов 7 и 8, которые, в этом случае, могут быть приварены к пакету 1 пластин. Следует отметить, что вставной узел с внутренней оболочкой 36 и устройством 33 разделения по существу идентичен вставному узлу первого варианта осуществления изобретения. Этот вариант осуществления изобретения, в частности, пригоден, когда первая среда чиста, но вторая среда может вызвать засорение вторых промежутков 4 между пластинами, так как они легко доступны для очистки, когда внешняя оболочка 6 удалена. Если торцевые пластинчатые элементы 7, 8, соответствующие варианту второго варианта осуществления изобретения, не являются постоянно соединенными с пакетом 1 пластин, можно извлекать вставной узел, то есть внутреннюю оболочку 36 и устройство 33 разделения, из пространства 32, когда один из торцевых пластинчатых элементов 7, 8 удален.

На фиг. 9 показан третий вариант выполнения пластинчатого теплообменника в собранном состоянии, который отличается от двух предшествующих вариантов осуществления изобретения тем, что каждый из торцевых пластинчатых элементов 7, 8 содержит первую пластину 71, 81 и вторую пластину 72, 82. Первая пластина 71 первого торцевого пластинчатого элемента 7 имеет первый внешний диаметр и соединена с внешней оболочкой 6 и, более точно, с первым фланцем 6′ при помощи множества первых винтовых соединений 41. Первая пластина 81 второго пластинчатого элемента 8 имеет второй внешний диаметр, который больше чем первый внешний диаметр, и соединена с внешней оболочкой 6 и, более точно, со вторым фланцем 6′′ при помощи множества вторых винтовых соединений 41′′.

Вторая пластина 72, 82 каждого торцевого пластинчатого элемента 7, 8 имеет внешний диаметр, который меньше, чем первый внешний диаметр и второй внешний диаметр. Вторая пластина 72, 82 прикреплена к первой пластине 71, 81 при помощи разъемного соединения, например множества винтовых соединений 42′, 42′′, таким образом, что вторая пластина 72, 82 может отсоединяться от первой пластины 71, 81. Посредством отсоединения одной или обеих из вторых пластин 72, 82 от соответствующей первой пластины 71, 81 пространство 32 становится полностью доступным таким образом, что вставной узел, то есть внутренняя оболочка 36 и устройство 33 разделения, может быть удален из пространства 32. На фиг. 11 показан пластинчатый теплообменник, соответствующий третьему варианту осуществления изобретения, в демонтированном состоянии. В описанном демонтированном состоянии две вторые пластины 72, 82 удалены, и человек может получать доступ к первым промежуткам 3 между пластинами через пространство 32. Кроме того, внешняя оболочка 6 удалена от первых пластин 71, 81 таким образом, что человек также может получать доступ к вторым промежуткам 4 между пластинами.

Третий вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 9, также указывает на возможность модификации вставного элемента. Разделительный лист 34 здесь имеет другую протяженность с центральной, по существу вертикальной, частью, которая параллельна центральной оси x, и двумя наклонными частями. Такая конструкция разделительного листа 34 особенно предпочтительна, когда пространство 32 и устройство 33 разделения имеют относительно большую протяженность вдоль центральной оси x.

На фиг. 10 показан четвертый вариант выполнения пластинчатого теплообменника в собранном состоянии, который отличается от остальных вариантов осуществления изобретения тем, что пакет 1 пластин разделен на различные секции. Как показано на фиг. 10, первая часть пространства разделена на две секции, причем одна из секций формирует входную камеру 13 для первой среды, и другие секции формируют выходную камеру 14 и входную камеру 13 для первой среды. Вторая часть пространства также разделена на две секции, причем одна из секций формирует выходную камеру 14 и входную камеру 13 для первой среды, и другая из секций формирует входную камеру 13 для первой среды. Согласно другому варианту осуществления изобретения (не показанному на фигурах) первая часть пространства может быть разделена на входную камеру и выходную камеру для первой среды, причем вторая часть пространства может формировать или входную камеру, или выходную камеру для первой среды.

Устройство 33 разделения здесь имеет разделительный лист 34, который также содержит две перегородки 38, которые параллельны диаметральной оси y. Кроме того, применены перегородки 39, разделяющие входную камеру 25 и выходную камеру 26. В описанной конструкции среды проводятся через промежутки 3 и 4 между пластинами, соответственно, более одного раза, в описанном примере - три раза. Конечно, пластинчатый теплообменник может быть устроен таким образом, что среды проводятся через промежутки 3 и 4 между пластинами, соответственно, любое количество раз. На фиг. 10 поток среды является противотоком, но пластинчатый теплообменник также может быть устроен таким образом, что потоки также могут проходить параллельно друг другу. Кроме того, на фиг. 10 можно видеть, что второе входное отверстие 21 и второе выходное отверстие 22 смещены вдоль центральной оси x. Однако второе входное отверстие 21 и второе выходное отверстие 22 проходят параллельно друг другу и диаметральной оси y.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, не показанному на фигурах, вышеупомянутые части пространства могут быть сформированы двумя отдельными отверстиями каждой теплообменной пластины. Также в этом варианте осуществления изобретения первая часть пространства формирует первую входную камеру, которая проходит через одно из отверстий всех теплообменных пластин и обеспечивает сообщение между первым выходным отверстием и первыми промежутками между пластинами через входные отверстия. Вторая часть пространства формирует первую выходную камеру, которая проходит через одно из отверстий всех теплообменных пластин и обеспечивает сообщение между первым выходным отверстием и первыми промежутками между пластинами через выходные отверстия.

Изобретение не ограничено описанными вариантами его осуществления, но может быть изменено и модифицировано в пределах объема нижеследующей формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к пластинчатому теплообменнику с пакетом пластин, содержащим множество теплообменник пластин, которые уложены друг на друга. Теплообменные пластины формируют первые промежутки между пластинами для первой среды и вторые промежутки между пластинами для второй среды. Кожух окружает пакет пластин и содержит круглую цилиндрическую внешнюю оболочку и два торцевых пластинчатых элемента. Внешняя оболочка определяет центральную ось (х), проходящую через два торцевых пластинчатых элемента. Первое входное отверстие и первое выходное отверстие проводят первую среду в пластинчатый теплообменник и из него и проходят сквозь соответствующий торцевой пластинчатый элемент. Второе входное отверстие и второе выходное отверстие проводят вторую среду в пластинчатый теплообменник и из него. Пакет пластин имеет пространство, которое расположено внутри первого входного отверстия и первого выходного отверстия. Применены средства для создания, для каждого из первых промежутков между пластинами, входного отверстия для первой среды из пространства в первые промежутки между пластинами и выходное отверстие для первой среды из первых промежутков между пластинами в пространство. Технический результат - усовершенствование теплообменника, имеющего большие размеры и упрощение его чистки и осмотра. 2 н. и 38 з.п. ф-лы, 11 ил.

Формула