DE10104602A1 - Wärmetauscher - Google Patents

Wärmetauscher

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DE10104602A1
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Thomas Esser
Horst Michels
Eugen Obermayr
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0037Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/10Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/104Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft einen Wärmetauscher, der eine Mehrzahl von beabstandet zueinander, im Wesentlichen parallel angeordneten Platten umfasst, so dass Module entstehen, die wenigstens zwei Modulgruppen mit unterschiedlichem Fluidströmungsweg bilden, wobei jedes Modul eine Fluideinström- und eine Fluidausströmöffnung aufweist und wobei wenigstens eine Fluidzuführungseinheit vorgesehen ist, die mit jedem Modul an der Modulaußenseite in Konakt steht, so dass das Fluid jedem Modul einer Modulgruppe einzeln zuführbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
Wärmetauscher, insbesondere Plattenwärmetauscher, finden viel­ fach Einsatz in der Verfahrenstechnik. Derartige Wärmetauscher basieren auf dem Prinzip, zwei unterschiedlich temperierte Fluide in thermisch leitender Verbindung, jedoch räumlich von­ einander getrennt, strömen zu lassen. Die Fluide können dabei in Gegenrichtung, parallel oder überkreuz strömen. Als Fluide werden meist Flüssigkeiten oder Gase eingesetzt.
Die am häufigsten vorkommende Wärmetauscherform besteht dabei aus einer Mehrzahl von beabstandet zueinander, im wesentlichen parallel angeordneten Platten. Zwei dieser Platten mit ent­ sprechenden Seitenwänden bilden ein Modul, in dem ein Fluid strömen kann. In den meisten Fällen ist mindestens eine Fläche einer derartigen Platte reliefartig strukturiert. Damit wird der Strömungsweg verlängert, hohe Strömungsturbulenzen ausge­ bildet und die wirksame Oberfläche für die Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe vergrößert. Derartige Module sind entweder einzeln auf- oder nacheinander angeordnet. Eine Aufeinanderfolge ver­ schieden strukturierter Platten, bei denen jede Platte zugleich die Funktion einer Ober- und einer Unterseite eines Moduls übernimmt, ist am weitesten verbreitet.
Probleme ergaben sich bei bislang bekannten Wärmeaustauschern bei der Kontrolle der Gleichverteilung der Fluidzufuhr und da­ mit der Kontrolle der Strömungsturbulenzen in den einzelnen Modulen. Hierfür sind unterschiedliche Anordnungen vorgeschla­ gen worden:
So offenbart die EP 0 074 740 B1 einen Plattenwärmetauscher, bei dem zwei unterschiedliche Fluide durch abwechselnd aufein­ anderfolgende Module strömen. Das jeweilige Fluid wird durch geeignete Zuführmittel in ein einziges Modul eingebracht und durchströmt anschließend die Module, die über Umlenkungsele­ mente untereinander verbunden sind, in seiner jeweiligen Strö­ mungsrichtung. Gemäß dieser Druckschrift ist es dabei vorteil­ haft, daß der Austritt des Fluids an einem frei wählbaren Mo­ dul erfolgen kann. Eine Kontrolle der zugeführten Fluidmenge in einem Einzelmodul ist damit allerdings nicht zufriedenstel­ lend möglich. Ebenso treten unterschiedliche Strömungscharak­ teristika in jedem Modul auf, die eine unterschiedliche Strö­ mungsverteilung des Fluids zur Folge haben, was im Hinblick auf einen optimalen Wärmetransfer unerwünscht ist. Dies kann nur durch zusätzliche Module etwas ausgeglichen werden, die den Raumbedarf des Wärmetauschers jedoch erhöhen.
In der EP 0 292 245 A1 ist ein Plattenwärmetauscher offenbart, der abwechselnd aufeinanderfolgende Platten mit unterschiedli­ cher Oberflächenreliefstruktur umfaßt. Dabei erlaubt die Ober­ flächenreliefstruktur mehrere Richtungswechsel der Fluidströ­ mung in einem Modul. Das jeweilige Fluid wird über eine Ein­ laßeinheit, die alle Module einer Strömungsrichtung verbindet, den Modulen auf einmal zugeführt. Die Strömungscharakteristika des Fluids sind auch bei diesem Plattenwärmetauscher nicht kontrollierbar. Strömungsturbulenzen können durch zusätzliche Module abgeschwächt werden, was jedoch auch zu einem erhöhten Raumbedarf des Wärmetauschers führt.
Falls zusätzliche Module erforderlich sind, ergeben sich Nach­ teile bei Anwendungen, die kleinvolumige Bauteile erfordern, beispielsweise bei Wärmetauschern, die in mobilen Systemen eingesetzt werden.
Es ist daher auch bekannt, die Zuführung des oder der Fluide durch Durchzüge in den einzelnen Platten vorzunehmen. Dies er­ möglicht eine Anordnung mit geringerem Raumbedarf als die vor­ stehend geschilderten Wärmetauscher. Durch eine Aufeinander­ folge der mit Durchzügen versehenen Platten entstehen Kanäle, die die einzelnen Module untereinander verbinden und über die die Fluidzufuhr erfolgt. Eine Kontrolle der Fluidzufuhr und der Strömungsturbulenzen in jedem einzelnen Modul ist aller­ dings nicht möglich. Weiterhin ist die dichte Verbindung der Durchzüge untereinander problematisch, falls Anforderungen hinsichtlich einer erhöhten Temperatur- und Korrosionsbestän­ digkeit der Module gestellt werden. Diesen Anforderungen wer­ den oftmals nur geschweißte Verbindungen der innen angebrach­ ten Durchzüge gerecht. Die internen Schweißnähte sind jedoch nach dem Zusammenbau des Wärmetauschers einer Nachbearbeitung bzw. einer Reparatur ohne Zerstörung des Wärmetauschers nicht mehr zugänglich. Da diese Schweißnähte oft fehlerhaft sind, führt dies zu einer hohen Ausschußquote bei der Herstellung derartiger Wärmetauscher. Weiterhin ist auch die Geometrie der einzelnen Module, insbesondere deren Höhe, durch die ferti­ gungstechnisch beschränkte Höhe der Durchzüge begrenzt. Dies kann bei einigen Anwendungen, beispielsweise bei einer Refor­ mierungseinheit oder einer selektiven Oxidationseinheit in Brennstoffzellensystemen, von Nachteil sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Wärme­ tauscher zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile des Stan­ des der Technik vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist eine Fluidzuführungseinheit vorgesehen, die mit sämtlichen Modulen einer Modulgruppe an der Modulaußenseite in Kontakt steht, wobei das Fluid jedem Modul einzeln zuführbar ist.
Dies führt zu einer einfach einzustellenden Gleichverteilung der zugeführten Fluidmenge und zu einer Kontrolle der Strö­ mungsturbulenzen in jedem einzelnen Modul eines Fluidströ­ mungsweges.
Durch die Anbringung der Fluidzuführungseinheit, beispielswei­ se eines externen Verteiler-/Sammlerkanals an der Modul­ außenseite wird die Fertigung und eine eventuelle Nacharbeit wesentlich vereinfacht, wodurch die Fertigungszeit eines er­ findungsgemäßen Wärmetauschers sinkt.
Unter dem nachstehend verwendeten Begriff "Modul" wird ver­ standen, daß zwei, im wesentlichen beabstandet zueinander, parallel angeordnete Platten einen Zwischenraum definieren, in dem ein Fluid strömen kann. Zumindest eine Seite einer Platte kann dabei eine frei wählbare dreidimensionale Oberflächen­ struktur aufweisen.
Als "Fluid" wird ein Medium definiert, dessen Fließfähigkeit dem Exponentialausdruck e- Δ E/RT proportional ist, wobei ΔE die Energie ist, die überwunden werden muß, damit das Medium fließt. Darunter fallen beispielweise die meisten Flüssigkei­ ten, Gase oder auch in einem beliebigen Medium fein verteilte Partikel von Festkörpern.
In bevorzugter Ausgestaltung weist die Fluideinströmöffnung eine definierte Geometrie auf. Damit wird eine einfache und effiziente Kontrolle der Strömungsturbulenzen und der Strö­ mungsgeometrie für jedes Fluid vor dem Eintritt in das Modul ermöglicht.
Es ist von Vorteil, wenn Fluidzuführungseinheiten für die Zu­ fuhr unterschiedlicher Fluide vorgesehen sind. Damit kann die zugeführte Menge jedes einzelnen, den Wärmetauscher durchströ­ menden Fluids in jedem einzelnen Modul gezielt gesteuert wer­ den. Außerdem lassen sich so auf einfache Art und Weise unter­ schiedliche Fluide zum Zwecke einer zwischen ihnen beabsichtigten chemischen oder physikalischen Reaktion den Modulen kontrolliert zuführen.
Bevorzugt ist die Fluidzuführungseinheit mit den Modulen starr verbunden. So kann auch eine geschweißte Befestigung reali­ siert werden, die bei Anforderungen bezüglich einer besonders hohen Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit eines Wärmetau­ schers notwendig ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält die Fluidzufüh­ rungseinheit ein verzweigtes rohrförmiges System. Damit kann die kontrollierte Fluidzufuhr nicht nur entlang einer geome­ trischen Linie, sondern auch an verschiedenen Stellen eines oder mehrerer Module erfolgen. Je nach Röhrenquerschnitt kön­ nen derart die Strömungsturbulenzen und -geometrien gesteuert werden.
Vorteilhafterweise sind in der Fluidzuführungseinheit Dosier­ mittel angeordnet. Diese erlauben eine weitere genaue Kontrol­ le der Menge an zugeführtem Fluid. Weiterhin können diese auch für ein weiteres Medium verwendet werden, das beispielsweise für nachfolgende Reaktionen benötigt wird.
Von Vorteil ist, daß die Geometrie der Module frei wählbar ist. Damit kann die Form der Wärmetauscherplatten und das Vo­ lumen eines Moduls einer entsprechenden Anwendung leicht ange­ paßt werden.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher findet vorteilhafterweise Verwendung in Brennstoffzellensystemen zur Wärmeübertragung zwischen exothermen und endothermen Reaktionen, beispielsweise von der Brennstoffzelle auf Gaserzeugungseinheiten, wie etwa einen autothermen Reformer.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Platte eines erfin­ dungsgemäßen Wärmetauschers.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wär­ metauschers.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Moduls eines erfin­ dungsgemäßen Wärmetauschers.
In Fig. 1 ist eine rechteckige Platte 10 eines erfindungsgemä­ ßen Wärmetauschers dargestellt. Das Material der Platte ist frei wählbar und kann beispielsweise ein Metall oder einen ke­ ramischen Werkstoff umfassen. Ersteres ist im Hinblick auf die industrielle Serienfertigung von derartigen Platten (Halbzeu­ gen) und deren Nachbearbeitung bevorzugt. Auch wird das An­ schweißen einer externen Fluidzuführungseinheit 11 verein­ facht. Wie vorstehend erwähnt, ist die Plattengeometrie frei wählbar, so daß auch rechteckige Platten mit abgerundeten oder abgeschnittenen Ecken oder in Form anderer geometrischer Kör­ per verwendet werden können. Beispielsweise ist eine ovale Plattenform im Hinblick auf ihren Raumbedarf und der auf sie einwirkenden Betriebskräfte, wie Drücke, thermische Spannungen usw., besonders vorteilhaft. Auch die Dicke der Platte ist im Hinblick auf den jeweiligen Einsatzzweck beliebig.
Eine Oberfläche der Platte 10 weist eine dreidimensionale Re­ liefstruktur 12 zur Vergrößerung der mit dem Fluid in Kontakt kommenden Oberfläche auf. Die Reliefstruktur 12 kann dabei entsprechend Fig. 1 ausgeführt sein, aber es werden auch mäan­ drierende, regelmäßige oder unregelmäßige Strukturen verwen­ det. Wichtig ist nur, daß der angestrebte Zweck der Oberflä­ chenvergrößerung und der Kontrolle der Strömungsgeometrie und -turbulenzen erreicht wird. Selbstverständlich können auch beide Oberflächen einer derartigen Platte 10 mit einer Re­ liefstruktur 12 zur Erzeugung der Turbulenz versehen sein.
An der Außenseite der Platte 10 sind vier Fluidzuführungsein­ heiten 11, beispielsweise in Form gefalzter Bleche, angeord­ net. Die Fluidzuführungseinheiten 11 können auch anders, bei­ spielsweise als Halbringe oder Vollringe, ausgestaltet sein. Dies ist jedoch von den physikalischen Strömungs- und Fließei­ genschaften des Fluids und der Form des aus derartigen Platten 10 hergestellten Moduls abhängig.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsge­ mäßen Wärmetauschers 20. Dieser besteht aus einer Mehrzahl von im wesentlichen beabstandet zueinander, parallel angeordneten Platten 21. Deren Form und Material ist unter Fig. 1 beschrie­ ben. Durch die Abfolge der beabstandet zueinander angeordneten Platten entstehen Module 22. Jedes Modul 22 definiert einen Raum, in dem ein Fluid strömen kann. Zumindest eine Fläche des Moduls 22 ist reliefartig strukturiert. Dies hängt jedoch, wie vorstehend erläutert, von der Wahl der jeweiligen Platte 21 ab.
Die Module können, wie in Fig. 2 gezeigt, direkt benachbart sein. Das heißt, je eine Platte 21 bildet gleichzeitig die Oberseite eines ersten Moduls 22 und die Unterseite eines zweiten Moduls 22. Jedes Modul 22 ist vollverschweißt. Es liegt selbstverständlich auch im Rahmen der Erfindung, daß Mo­ dule 22 durch wärmeleitfähige Abstandsmittel, beispielsweise zusätzliche Strömungssysteme, Platten, Distanzringe usw. beab­ standet und vollverschweißt sind. Damit ist beispielsweise die Fertigung von isolierten Modulen 22 unterschiedlicher Form möglich, die anschließend entsprechend dem gewünschten Ein­ satzzweck zu einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher zusammenge­ baut werden können. Vorteilhaft ist hier insbesondere, daß auch der jeweilige Raumbedarf eines Moduls 22, das beispiels­ weise als ein chemischer Reaktor dient, den Umständen angepaßt werden kann. Dies ermöglicht eine kostengünstige einfache Fer­ tigung mit einer geringen Fertigungszeit. Jedes Modul 22 weist eine in Fig. 2 nicht dargestellte Fluideinström- und eine Fluidausströmöffnung auf, beispielsweise schlitzartige Öffnun­ gen in der Seitenwand. Die Fluideinströmöffnung ist geome­ trisch variabel gestaltbar und dem jeweiligen Fluid und seinen Strömungscharakteristika angepaßt.
Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher 20 umfaßt wenigstens zwei Modulgruppen 23, 24 mit unterschiedlichem Fluidströmungsweg. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Anordnung der Reliefstrukturen 28 auf den Platten 21 oder durch eine entsprechende Anordnung der in Fig. 2 nicht dargestellten Fluideinström- und Fluidausströmöffnungen realisiert werden. Die Fluideinströmoffnungen sind mit einer externen Fluidzufüh­ rungseinheit 26, 27, 27' versehen, die mit jedem Modul 22 ei­ ner Modulgruppe 23, 24 an der Modulaußenseite in starrem Kon­ takt steht. Eine Fluidzuführungseinheit 26, 27, 27' kann dabei durch eine externe Verteilerkanalstruktur realisiert werden, die im Hinblick auf Strömungsverhältnisse, Querschnitt usw. dem jeweiligen Einsatzgebiet und Fluid angepaßt ist, um eine Gleichverteilung des Fluids in jedem Modul 22 zu gewährlei­ sten. Damit können insbesondere Gase über die gesamte Lauflän­ ge einer externen Fluidzuführungseinheit 26, 27, 27' den ein­ zelnen Modulen 22 zudosiert werden. Dies ist insbesondere bei Modulen, die als chemischer Reaktor für die Reaktion eines Ga­ ses dienen, beispielsweise bei der selektiven CO-Oxidation, von besonders großem Vorteil.
Je nach Reaktionsverlauf kann zur Aufrechterhaltung einer kon­ stanten Reaktionsgeschwindigkeit und eines konstanten Reakti­ onsfortschritts zusätzliches Gas jedem Modul einzeln zugeführt werden. Jede Modulgruppe 23, 24 ist mit wenigstens je einer unabhängigen Fluidzuführungseinheit 26, 27, 27' versehen. Es sind auch, wie in Fig. 2 gezeigt, mehrere Fluidzuführungsein­ heiten 27, 27' für eine Modulgruppe möglich. Ebenso können Mittel zur Temperatureinstellung, beispielsweise Heizelemente, an einer Fluidzuführungseinheit 26, 27, 27' vorgesehen sein. So kann ein Fluid den Modulen 22 mit unterschiedlicher Tempe­ ratur zudosiert werden.
Die Fluidzuführungseinheiten 26, 27 sind bevorzugt mit den Platten 21 bzw. den Modulen 22 fest verschweißt, obwohl selbstverständlich auch eine andere, dem Fachmann bekannte, Befestigungsart realisiert werden kann. Die Befestigung mit­ tels Schweißen ist dann bevorzugt, wenn das entsprechende Mo­ dul 22 einer hohen Temperatur und Korrosionsbeanspruchung standhalten muß. Damit sind sämtliche Schweißnähte von außen leicht zugänglich und lassen eine einfache Nacharbeit und Re­ paratur zu. Außerdem ist dies fertigungstechnisch einfach zu realisieren und ermöglicht durch weitgehende Automatisierung erheblich verkürzte Fertigungszeiten.
Jede Fluidzuführungseinheit 26, 27, 27' weist nicht darge­ stellte Dosiermittel auf, die in Kontakt mit der Fluidein­ trittsöffnung eines Moduls 22 stehen. Derartige Dosiermittel sind beispielsweise Düsen, Klappen oder ähnliche Vorrichtun­ gen, über die die Menge des zuzuführenden Fluids dosiert wer­ den kann.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher findet beispielsweise An­ wendung in Brennstoffzellensystemen, wo mehrere Modulgruppen unterschiedlicher Strömungswege benötigt werden und die ent­ stehende Reaktionswäme einer einer Brennstoffzelle vorgeschal­ teten Gaserzeugungseinheit oder einem nachgeschalteten Ab­ gasoxidationssystem zugeführt werden muß.
Fig. 3 zeigt in perspektivischer Draufsicht eine Ausführungs­ form eines Moduls 30 für einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher. Das Modul 30 besteht aus einer ersten Platte 31 und ei­ ner zweiten Platte 32. Diese sind durch einen Abstandshalter 33, beispielsweise durch einen Distanzring, beabstandet zuein­ ander angeordnet und fest miteinander verbunden, insbesondere verschweißt. Der Abstand beider Platten 31, 32 zueinander ist frei wählbar. Ebenso die geometrische Form der Platten 31, 32, die auch als runde, ovale, drei- und mehreckige Platten 31, 32 Verwendung finden. Das Material der Platten 31, 32 ist, wie schon unter Fig. 1 ausgeführt, beliebig wählbar und den jewei­ ligen Einsatzanforderungen angepaßt. Aufgrund der leichten Formbarkeit und Nachbearbeitungsmöglichkeiten sowie der späte­ ren Befestigung des externen Fluidzuführungssytems sind jedoch Platten aus Metall bzw. Metallegierungen besonders vorteil­ haft.
Bevorzugt weist nur die zweite Platte 32 an der innerhalb des Moduls 30 liegenden Oberfläche eine reliefartige Oberflächen­ struktur auf, wie sie unter Fig. 1 erläutert ist. Jedoch kann auch die innerhalb des Moduls 30 angeordnete Oberfläche der ersten Platte 31 eine derartige Struktur aufweisen. Neben ei­ ner oder mehrerer nicht dargestellten Ausströmöffnungen weist das Modul 30 eine Einströmöffnung 34 auf. Diese ist in Fig. 3 in rechteckiger Form dargestellt. Jedoch kann auch eine andere beliebige geometrische Form für die Einströmöffnung 34 gewählt werden, beispielsweise rund, halbrund, oval. Die geometrische Form der Einströmöffnung hängt vom optimalen Strömungsquer­ schnitt bzw. der Strömungsgeometrie des jeweiligen Fluids im Fluidzuführungssystem und im Modul 30 und seiner dabei auftre­ tenden Strömungsturbulenzen ab, sowie von der geometrischen Form des Moduls. Die rechteckige Einströmöffnung 34 weist wei­ terhin eine Mehrzahl Halbringe 35 auf, die den Strömungsquer­ schnitt und die auftretenden Strömungsturbulenzen durch ihre Geometrie gezielt beeinflussen. Selbstverständlich kann jede andere beliebige Form anstelle der Halbringe gewählt werden, damit die Strömungsturbulenzen des Fluids dem jeweiligen Ein­ satzzweck einfach angepaßt werden können.
Ein derartiges Modul 30 kann nun mit weiteren Modulen beliebi­ ger Form in wärmeleitender Verbindung angeordnet werden. Eine Stapelanordnung wird dann bevorzugt sein, wenn ein geringer Platzbedarf für einen Wärmetauscher angestrebt ist, beispiels­ weise in mobilen Systemen. Ebenso können derartige Module ne­ beneinander angeordnet sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Module je einer Strömungsrichtung sind über ei­ ne externe Fluidzuführungseinheit miteinander verbunden. Diese ist an den einzelnen Modulen 30 an den Einströmöffnungen ange­ schweißt oder anderweitig befestigt.

Claims (9)

1. Wärmetauscher (20), der eine Mehrzahl von im wesentlichen beabstandet zueinander, parallel angeordneten Platten (21) um­ faßt, so daß Module (22) entstehen, die wenigstens zwei Modul­ gruppen (23, 24) mit unterschiedlichem Fluidströmungsweg bil­ den, wobei jedes Modul (22, 30) eine Fluideinström- (34) und eine Fluidausströmöffnung aufweist, und wobei wenigstens eine Fluidzuführungseinheit (26, 27, 27') vorgesehen ist, die mit jedem Modul (22) einer Modulgruppe (23, 24) an der Modulaußen­ seite in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid jedem Modul (22) einer Modulgruppe (23, 24) ein­ zeln zuführbar ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluideinströmöffnung (34) eine definierte Geometrie auf­ weist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zwei Fluidzuführungseinheiten (26, 27, 27') für die Zufuhr unterschiedlicher Fluide vorgesehen sind.
4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fluidzuführungseinheit (26, 27, 27') mit den Modulen starr verbunden ist.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidzuführungseinheit (26, 27, 27') an die Platten (21) und an die Module (22) angeschweißt ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fluidzuführungseinheit (26, 27, 27') ein ver­ zweigtes rohrförmiges System umfaßt.
7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Fluidzuführungseinheit (26, 27, 27') Dosiermittel angeordnet sind.
8. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Geometrie der Module (22) frei wählbar ist.
9. Brennstoffzellensystem mit einem Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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DE10221016A1 (de) * 2002-05-11 2003-11-27 Ballard Power Systems Reaktor

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