DE102004035448A1 - Plate heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenwärmetauscher, insbesondere für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, mit einer Anzahl von Führungskanälen für ein Fluid, die durch Sammelkanäle zueinander parallel geschaltet sind, wobei die Führungskanäle ein Paar von Platten aufweisen, die an ihren Rändern dichtend miteinander verbunden sind, wobei im Bereich der Sammelkanäle zwischen den Platten innerhalb der Führungskanäle Distanzstücke und außerhalb der Führungskanäle Abstandshalter vorgesehen sind und wobei die Sammelkanäle an Fluidkanäle in einem Gehäuse dichtend anschließbar und am gegenüberliegenden Ende verschlossen sind und der Plattenwärmetauscher mittels Schrauben am Gehäuse befestigbar ist.The The invention relates to a plate heat exchanger, in particular for reciprocating internal combustion engines, with a number of guide channels for a fluid, through collection channels connected in parallel, the guide channels having a pair of plates, sealing at their edges interconnected, wherein in the area of the collecting channels between the plates within the guide channels spacers and outside the guide channels spacers are provided and wherein the collecting ducts to fluid channels in one casing sealingly connectable and at the opposite End are closed and the plate heat exchanger by means of screws on the housing is fastened.
Ein
derartiger Plattenwärmetauscher
ist aus der
Ist der Plattenwärmetauscher so an der Brennkraftmaschine bzw. an einem Gehäuse angeordnet, dass er in Längsrichtung durchströmt wird, so bilden die die volle Breite des Wärmetauschers ausfüllenden Platten mit Distanzstücken und Abstandshalter in ihrer Summe eine breite Barriere für die den Wärmetauscher auf seiner Schmalseite anströmenden Flüssigkeit, so dass selbst dann, wenn der Deckel des Gehäuses seitlich erweitert ist, eine ungünstige Durchströmung des Plattenwärmetauschers gegeben ist, wobei die Wärmetauscherleistung beeinträchtigt ist.is the plate heat exchanger arranged on the internal combustion engine or on a housing that he in longitudinal direction flows through is, so form the full width of the heat exchanger filling Plates with spacers and spacers in their sum a wide barrier to the heat exchanger flowing on its narrow side Liquid, so that even if the lid of the housing is laterally expanded, an unfavorable one flow of the plate heat exchanger is given, wherein the heat exchanger performance impaired is.
Weiterhin ist der Plattenwärmetauscher durch die durch den kompletten Wärmetauscher führenden Bohrungen, die auch durch die die Führungskanäle bildenden Platten führen, fest mit dem Gehäuse oder der Brennkraftmaschine verspannt, so dass Wärmespannungen entstehen können, die dann die Lebensdauer des Plattenwärmetauschers beeinträchtigen.Farther is the plate heat exchanger through through the complete heat exchanger leading Holes, which also lead through the guide channels forming plates firmly with the housing or the internal combustion engine braced, so that thermal stresses may arise, the then affect the life of the plate heat exchanger.
Weiterhin müssen auch die Schrauben abgedichtet werden, da sie durch die inneren Räume des Plattenwärmetauschers führen.Farther have to also the screws are sealed, as they pass through the inner Chambers of plate heat exchanger to lead.
Schließlich ist es aufwendig, die den kompletten Wärmetauscher durchdringenden Bohrungen für die Schrauben herzustellen.Finally is it consuming, which penetrates the entire heat exchanger Holes for to make the screws.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsbildenden Plattenwärmetauscher dahingehend zu verbessern, dass er eine höhere Wärmetauscherleistung zur Verfügung stellt, insbesondere wenn er längsdurchströmt ist. Er soll weiterhin zwar dichtend, aber nicht so starr am Gehäuse oder der Brennkraftmaschine angeordnet sein, dass Spannungen entstehen. Schließlich soll er auch preisgünstiger in der Herstellung sein.task The invention is a generic plate heat exchanger to improve that it provides a higher heat exchanger performance, especially when it is longitudinally flowed through. He should continue to seal, but not so rigid on the case or the internal combustion engine can be arranged that voltages arise. After all he should also cheaper to be in the making.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Platten in Richtung zu den Sammelkanälen in ihren Abmessungen sich verjün gend ausgebildet sind und dass neben den Sammelkanälen außerhalb der Platten zumindest je eine Spannschraube vorgesehen ist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die die Sammelkanäle umgebenden Plattenbereiche mit Distanzstücken und die Abstandshalter wesentlich schmäler ausgeführt sind, so dass eine gute Durchströmung in Längsrichtung des Wärmetauschers möglich ist. Dazu trägt sowohl die Verjüngung der Platten auf das für die Sammelkanäle erforderliche Mindestmaß bei als auch die Anordnung einer oder mehrerer Schrauben außerhalb der Schmalseite der Platten, die der den Plattenwärmetauscher längs durchströmenden Flüssigkeit nur einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzen.The The object of the invention is achieved in that the plates in the direction to the collection channels rejuvenating in their dimensions are formed and that in addition to the collection channels outside of the plates at least each a clamping screw is provided. By this configuration is achieved that surrounding the collecting channels plate areas with spacers and the spacers are made substantially narrower, so that a good flow longitudinal of the heat exchanger possible is. Contributes to this both the rejuvenation the plates on the for the collection channels required Minimum at as well as the arrangement of one or more screws outside the narrow side of the plates, that of the plate heat exchanger longitudinally flowing liquid only a low flow resistance oppose.
In vorteilhafter Weise weist der Plattenwärmetauscher außerhalb der verschlossenen Enden der Sammelkanäle, also auf der der Anschlussstelle an die Fluidkanäle entgegengesetzten Seite, je eine Jochplatte auf, die mittels zweier Schrauben am Gehäuse befestigt ist. Dadurch wird der Plattenwärmetauscher hinreichend fest gegen das Gehäuse bzw. die Brennkraftmaschine gepresst, es entsteht aber keine Zwangsführung, insbesondere im Bereich der Dichtflächen zu den Fluidkanälen, die eine Verspannung des Plattenwärmetauschers verursachen könnte. Die Jochplatte kann sowohl bei der Montage auf den Plattenwärmetauscher außen aufgelegt werden, sie kann aber auch am Plattenwärmetauscher befestigt, insbesondere angelötet sein. Der Abstand der Schraubenlöcher in der Jochplatte ist dabei so weit von den Dichtflächen zwischen dem Plattenwärmetauscher und dem Gehäuse bzw. der Brennkraftmaschine entfernt, dass keine Verpassung zu befürchten ist.In Advantageously, the plate heat exchanger has outside the closed ends of the collection channels, so on the junction the fluid channels opposite side, depending on a yoke plate, by means of two Screws on the housing is attached. As a result, the plate heat exchanger is sufficiently solid against the case or pressed the internal combustion engine, but there is no forced operation, in particular in the area of sealing surfaces to the fluid channels, which could cause a distortion of the plate heat exchanger. The Yoke plate can be used both when mounting on the plate heat exchanger Outside but they can also be attached to the plate heat exchanger, in particular soldered be. The distance between the screw holes in the yoke plate is so far from the sealing surfaces between the plate heat exchanger and the housing or the internal combustion engine removes that there is no fear of an adjustment.
An Stelle der Jochplatte kann an den dem Gehäuse zugewandten Enden der Sammelkanäle je eine Befestigungsplatte vorgesehen und mit dem Plattenwärmetauscher verbunden sein. Diese Befestigungsplatte dient der Abdichtung und der Befestigung des Wärmetauschers am Gehäuse. Die Befestigungsplatten weisen ebenfalls seitliche Ösen auf, in denen kurze Schrauben angeordnet sind. Auch wenn dadurch die Befestigungsplatten mit dem Gehäuse verschraubt sind und eine gewisse Zwangsfestlegung erfolgt, hat der darüber angeordnete und frei bewegliche Plattenwärmetauscher doch hinreichende Möglichkeiten zur Dehnung und Verformung.In place of the yoke plate can each be provided on the housing facing the ends of the collecting channels a mounting plate and with the Be connected plate heat exchanger. This mounting plate serves to seal and secure the heat exchanger to the housing. The mounting plates also have lateral eyelets, in which short screws are arranged. Even if this causes the mounting plates are screwed to the housing and a certain compulsory determination takes place, the arranged above it and freely movable plate heat exchanger but has sufficient possibilities for stretching and deformation.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Platten, in Draufsicht gesehen, im Wesentlichen parallel verlaufende Außenränder aufweisen, von denen aus beidseitig Verjüngungsränder ausgehen. In vorteilhafter Weise ist der Winkel zwischen den parallelen Außenwänden und den Verjüngungsrändern ca. 20 bis 30°, insbesondere 25° und die Verjüngungsränder laufen in einen Radius zwischen 18 und 28 mm, vorzugsweise 23 mm, um die Achse der Sammelkanäle aus. Dadurch wird ein hinreichender Querschnitt für die Sammelkanäle und auch eine hinreichende Druckfestigkeit im Bereich der Sammelkanäle erreicht und trotzdem nur eine der Flüssigkeit entgegengerichtete Säule von ca. 46 mm Breite erzeugt, so dass seitlich daneben auf beiden Seiten ein hinreichender Strömungsquerschnitt zur Verfügung gestellt wird, der nur dann, wenn lange Schrauben vorgesehen sind, durch diese relativ dünne Schrauben beeinträchtigt wird. Bei kurzen Schrauben in Verbindung mit den Befestigungsplatten erfolgt überhaupt keine Beeinträchtigung.In Another embodiment of the invention is proposed that the Plates, seen in plan view, substantially parallel Have outer edges, from which rejuvenation edges emanate on both sides. Advantageously, the angle between the parallel outer walls and the Rejuvenation margins approx. 20 to 30 °, in particular 25 ° and the rejuvenation edges are running in a radius between 18 and 28 mm, preferably 23 mm, around the Axis of the collection channels out. This will provide a sufficient cross section for the collection channels and also achieves a sufficient compressive strength in the region of the collecting channels and still only one of the liquids opposite column produced by about 46 mm wide, so that laterally next to both Sides a sufficient flow cross-section to disposal which only if long screws are provided, through this relatively thin Screws impaired becomes. For short screws in connection with the mounting plates takes place at all no impairment.
Der Plattenwärmetauscher weist am gehäuseseitigen Ende der Sammelkanäle je eine Dichtplatte bei Verwendung von Jochplatten und langen Schrauben oder je eine Befestigungsplatte auf, die mit zumindest je einem am Gehäuse gelagerten Dichtring in Wirkverbindung gebracht werden kann. Die Dichtplatten und die Befestigungsplatten sind dichtend mit dem Plattenwärmetauscher verbunden, vorzugsweise mit diesem verlötet. Dadurch wird eine Dichtfläche zur Verfügung gestellt, die unterschiedliche Dehnungen zwischen Plattenwärmetauscher und Gehäuse zulässt. Um eine einfache Montage mit geringem Justieraufwand zur Verfügung zu stellen, wird vorgeschlagen, dass die an die Sammelkanäle anschließenden Öffnungen in den Dichtplatten jeweils kleiner sind als die Abmessungen der zugeordneten Fluidkanäle im Gehäuse, so dass es auf ein genaues Fluchten der Öffnung in der Dichtplatte gegenüber den Abmessungen des Fluidkanals nicht ankommt. Es ist für den Fachmann dabei natürlich klar, dass die Öffnung in der Dichtplatte hinreichend groß ist, um eine gute Durchströmung des Plattenwärmetauschers zu gewährleisten. Die Abmessungen des Fluidkanals sind daher für die durchtretende Fluidmenge überdimensioniert.Of the Plate heat exchanger indicates on the housing side End of the collection channels one sealing plate each using yoke plates and long screws or depending on a mounting plate, with at least one each on the housing mounted sealing ring can be brought into operative connection. The Sealing plates and mounting plates are sealing with the plate heat exchanger connected, preferably with this soldered. As a result, a sealing surface for disposal put the different strains between plate heat exchanger and casing allows. To ease installation with little adjustment available It is proposed that the openings adjoining the collecting ducts each in the sealing plates are smaller than the dimensions of associated fluid channels in the case, allowing it to precisely align the opening in the sealing plate opposite the Dimensions of the fluid channel does not arrive. It is for the expert of course clear that the opening in the sealing plate is sufficiently large to ensure good flow through the plate heat exchanger to ensure. The dimensions of the fluid channel are therefore oversized for the amount of fluid passing through.
Es hat sich als günstig und ausreichend erwiesen, wenn der kreiszylindrisch geformte Fluidkanal einen Durchmesser von 28 mm hat, wenn eine kreiszylindrische Öffnung in der Dichtplatte bzw. ein kreiszylindrischer Querschnitt der Sammelkanäle einen Durchmesser von 20 mm aufweisen.It has been considered favorable and proven sufficient when the circular cylindrical shaped fluid channel has a diameter of 28mm when a circular cylindrical opening in the sealing plate or a circular cylindrical cross-section of the collecting channels a Have a diameter of 20 mm.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:to further explanation The invention is directed to the drawings, in which an embodiment the invention is shown simplified. Show it:
In
den
Um
eine einfache Ausrichtung des Plattenwärmetauschers
An
den Stirnseiten des Plattenwärmetauschers
(siehe
Durch
die mit
- 11
- PlattenwärmetauscherPlate heat exchanger
- 22
- Führungskanäleguide channels
- 3a, 3b3a, 3b
- Plattenplates
- 4a, 4b4a, 4b
- Sammelkanälecollecting channels
- 55
- Distanzstückespacers
- 66
- Abstandshalterspacer
- 77
- Noppenburl
- 99
- Dichtplattensealing plates
- 1010
- Jochplattenyoke plates
- 1111
- Schraubenscrew
- 1212
- Gehäusecasing
- 1313
- Fluidkanälefluid channels
- 14a, 14b14a, 14b
- O-RingeO-rings
- 1515
- Strömungskanäleflow channels
- 1616
- Verjüngungsränderrejuvenation edges
- 1717
- Außenränderouter edges
- 1818
- Deckelcover
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