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Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher mit mehreren, vorzugsweise aus Blech gepressten Wärmetauscherplatten, bei dem jeweils zwischen zwei Platten eine Kammer für ein
Strömungsmittel begrenzt ist und die Platten unter Zwischenlage einer Randdichtung aneinanderlie- gen, wobei die Platte wenigstens zwei Durchtrittsöffnungen aufweist, von denen jede von einer in der Platte ausgebildeten Sicke umgeben ist, neben der eine weitere, an beiden Enden bis zur Randdichtung reichende Sicke in der Platte ausgebildet ist, wobei in den der einen Durchtritts- öffnung zugeordneten Sicken eine Ringdichtung bzw. eine Zusatzdichtung angeordnet ist, an denen die der andern Durchtrittsöffnung zugeordneten Sicken der angrenzenden Platte anliegen, welche Sicken sich vom Sickenboden aus erweitern.
Es sind bereits zahlreiche Arten Plattenwärmetauscher bekannt. So zeigt die DE-OS 3017082 eine Wärmetauscherplatte mit gewellter Oberfläche und Stegen, die zur Abstützung benachbarter gleichartiger Platten dienen und ebenfalls eine gewellte Oberfläche aufweisen. Die DE-OS 2209395 beschreibt eine Wärmetauscherplatte, bei der im Bereich der Durchtrittsöffnungen eigene Verstär- kungselemente an der Platte befestigt sind. Bekannt ist ferner ein Oberflächenkondensator mit gewellten Platten mit quer über die Wellungen verlaufenden, ausgepressten Abstandsrippen (DE-OS 2657131). Weiters ist eine Wärmetauscherplatte vorgeschlagen worden, bei der rund um die Durchtrittsöffnungen abgestuft ausgebildete Sicken angeordnet sind (AU-B-78083/81).
Einen Plattenwärmetauscher der eingangs beschriebenen Art ist z. B. der DE-OS 3239004 entnehmbar.
Die Dichtungen der Wärmetauscherplatten liegen in Sicken, um ein seitliches Ausweichen der Dichtungen zu verhindern und die für höhere Betriebsdrücke erforderliche Flächenpressung zu erreichen. Im allgemeinen sind die Dichtungen aus elastischen Stoffen gefertigt. Im Bereich des Plattenrandes ist es verhältnismässig einfach, die notwendige Pressung zu erzielen, da hier in wechselnder Reihenfolge Platten und Dichtungen aneinander zum Anliegen kommen und sich die Anpressdrücke von einer Platte auf die nächste voll übertragen.
In jenen Bereichen jedoch, wo die Durchtrittsöffnung mit der Kammer für ein Strömungsmittel verbunden ist, drückt die Dichtung der benachbarten Platte auf eine hohlliegende Stelle, wodurch die Gefahr des Verbiegens besteht. Da Wärmetauscherplatten aus möglichst dünnen Blechen gefertigt werden sollen, versucht man durch besondere Gestaltung der Platte ein Durchbiegen in diesem Bereich zu verhindern. Dazu zählen folgende Massnahmen : Anbringung von Abstützungsknöpfen entlang der Dichtungsnut, um die Distanz zwischen den Platten zu halten. Diese Konstruktion bringt zwar eine Verbesserung, sie ist jedoch nur beschränkt wirksam.
Obwohl die für die Aufnahme der Dichtung zumeist U-förmig ausgebildete Dichtungssicke durch ihre Form erhebliche Steifheit besitzt, kommt es zwischen ihr und den benachbarten Abstützungsknöpfen zur Durchbiegungen, die sowohl im elastischen Bereich als auch bei Auftreten von bleibenden Verformungen häufig die Ursache von Undichtigkeiten sind. Man versuchte daher die Abstützungsknöpfe durch im wesentlichen senkrecht zur Dichtungssicke verlaufende, in diese einmündende Auspressungen zu ersetzen. Dies bringt zwar eine bessere Kraftübertragung von der Abstützungsstelle zur Sicke, es schwächt jedoch die Sicke selbst, die an der Einmündungsstelle der Auspressung unterbrochen ist. Diese Unterbrechung ermöglicht es ausserdem der Dichtung, an dieser Stelle seitlich auszuweichen, was im Hinblick auf die notwendige Flächenpressung der Dichtung nachteilig ist.
Zur Vermeidung der oben geschilderten Nachteile ging man bei Wärmetauscherplatten, die für hohe Betriebsdrücke verwendbar sein sollen, dazu über, in der Plattenkammer unterhalb der Dichtungsnut der benachbarten Platte Abstützungselemente aufzuschweissen. Diese Elemente bestehen aus wellenförmig gebogenen Blechstreifen, welche etwa die Breite der Dichtung besitzen und unterhalb der Dichtungssicke liegend mit der benachbarten Platte verschweisst sind. Diese Ausführung bringt nicht nur den Nachteil wesentlich höherer Herstellungskosten, sondern auch - bedingt durch die zahlreichen Schweissstellen - eine grosse Unsicherheit. Grössere Wärmetauscherplatten dieser Art haben oft mehr als hundert derartige Schweissstellen, die zu einer Beeinträchtigung des Metallgefüges führen können.
Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile und die Schaffung eines Plattenwärmetauschers, dessen Platten in erster Linie in diesen kritischen Bereichen besonders formsteif ausgebildet sind.
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ist ein ausreichender Strömungsweg für das Strömungsmittel belassen.
Fig. 3 zeigt einen Abschnitt der Sicke --7--, wobei ersichtlich ist, dass die Rippen --9-einander gegenüberliegen.
Fig. 4 zeigt einen entsprechenden Abschnitt der Sicke --7-- bei einer Variante der Erfindung, bei der die Rippen --9-- in Längsrichtung der Sicke --7-- gegenseitig versetzt angeordnet sind.
Zur weiteren Versteifung der aus relativ dünnem Blech gepressten Wärmetauscherplatte-l- sind gemäss Fig. 5 und 6 die mit den Rippen --9-- versehenen Sicken --7, 8-- von Rändern - mit V-förmigem Querschnitt begrenzt. Die übrige Ausgestaltung der Platte gleicht derjenigen des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispieles.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Plattenwärmetauscher mit mehreren vorzugsweise aus Blech gepressten Wärmetauscherplatten, bei dem jeweils zwischen zwei Platten eine Kammer für ein Strömungsmittel begrenzt ist und die Platten unter Zwischenlage einer Randdichtung aneinanderliegen, wobei die Platte wenigstens zwei Durchtrittsöffnungen aufweist, von denen jede von einer in der Platte ausgebildeten Sicke umgeben ist, neben der eine weitere, an beiden Enden bis zur Randdichtung reichende Sicke in der Platte ausgebildet ist, wobei in den der einen Durchtrittsöffnung zugeordneten Sicken eine Ringdichtung bzw.
eine Zusatzdichtung angeordnet ist, an denen die der andern Durchtrittsöffnung zugeordneten Sicken der angrenzenden Platte anliegen, welche Sicken sich vom Sickenboden aus erweitern, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Ringdichtung (6) und/oder der Zusatzdichtung (11) versehene Sicke (10) vom Sickenboden ausgehend verjüngt ist und dass die sich vom Sickenboden erweiternden Sicken (7,8) örtlich einspringende Rippen (9) aufweisen.
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The invention relates to a plate heat exchanger with a plurality of heat exchanger plates, preferably pressed from sheet metal, in each of which a chamber for between two plates
Fluid is limited and the plates lie against one another with the interposition of an edge seal, the plate having at least two through openings, each of which is surrounded by a bead formed in the plate, in addition to which there is a further bead in the Plate is formed, an annular seal or an additional seal being arranged in the beads assigned to the one passage opening, against which the beads of the adjacent plate associated with the other passage opening lie, which beads expand from the bead bottom.
Numerous types of plate heat exchangers are already known. For example, DE-OS 3017082 shows a heat exchanger plate with a corrugated surface and webs which serve to support adjacent plates of the same type and also have a corrugated surface. DE-OS 2209395 describes a heat exchanger plate in which own reinforcing elements are fastened to the plate in the area of the passage openings. Also known is a surface capacitor with corrugated plates with pressed spacer ribs running across the corrugations (DE-OS 2657131). Furthermore, a heat exchanger plate has been proposed, in which beads formed in steps around the passage openings are arranged (AU-B-78083/81).
A plate heat exchanger of the type described is z. B. DE-OS 3239004 removed.
The seals of the heat exchanger plates are in beads to prevent the seals from moving sideways and to achieve the surface pressure required for higher operating pressures. In general, the seals are made of elastic fabrics. In the area of the plate edge, it is relatively easy to achieve the necessary pressure, since plates and seals come into contact with one another in an alternating sequence and the contact pressure is transferred fully from one plate to the next.
In those areas, however, where the passage opening is connected to the chamber for a fluid, the seal of the adjacent plate presses against a hollow area, which creates the risk of bending. Since heat exchanger plates are to be made from sheets that are as thin as possible, a special design of the plate is used to prevent bending in this area. This includes the following measures: Attachment of support buttons along the sealing groove to keep the distance between the plates. Although this construction brings an improvement, it is only of limited effectiveness.
Although the sealing bead, which is usually U-shaped, has considerable stiffness due to its shape, there are deflections between it and the adjacent support knobs, which are often the cause of leaks both in the elastic range and in the event of permanent deformations. Attempts have therefore been made to replace the support knobs with pressings which run essentially perpendicular to the sealing bead and flow into it. Although this brings better power transmission from the support point to the bead, it weakens the bead itself, which is interrupted at the junction point of the extrusion. This interruption also enables the seal to move laterally at this point, which is disadvantageous with regard to the necessary surface pressure of the seal.
In order to avoid the disadvantages outlined above, heat exchanger plates, which are said to be usable for high operating pressures, were welded to support elements in the plate chamber below the sealing groove of the adjacent plate. These elements consist of corrugated sheet metal strips, which have approximately the width of the seal and are welded to the adjacent plate below the sealing bead. This version not only brings the disadvantage of significantly higher manufacturing costs, but also - due to the numerous welding points - a great deal of uncertainty. Larger heat exchanger plates of this type often have more than a hundred such welding points, which can lead to an impairment of the metal structure.
The aim of the invention is to eliminate these disadvantages and to create a plate heat exchanger, the plates of which are primarily designed to be particularly dimensionally stable in these critical areas.
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is a sufficient flow path for the fluid.
Fig. 3 shows a section of the bead --7--, it being evident that the ribs --9-are opposite one another.
Fig. 4 shows a corresponding section of the bead --7-- in a variant of the invention, in which the ribs --9-- are mutually offset in the longitudinal direction of the bead --7--.
To further stiffen the heat exchanger plate-l-, which is pressed from relatively thin sheet metal, the beads --7, 8-- provided with the ribs --9-- are bordered by edges - with a V-shaped cross section, as shown in FIGS. 5 and 6. The remaining configuration of the plate is the same as that of the exemplary embodiment explained above.
PATENT CLAIMS:
1. Plate heat exchanger with a plurality of heat exchanger plates, preferably pressed from sheet metal, in each of which a chamber for a fluid is delimited between two plates and the plates lie against one another with the interposition of an edge seal, the plate having at least two through openings, each of which is formed by one in the plate Surrounding bead is formed, in addition to which a further bead extending at both ends to the edge seal is formed in the plate, an annular seal or
an additional seal is arranged, against which the beads of the adjacent plate which are assigned to the other passage opening lie, which beads expand from the bead base, characterized in that the bead (10) provided with the ring seal (6) and / or the additional seal (11) starting from the bead base is tapered and that the beads (7, 8) widening from the bead base have locally projecting ribs (9).