DE102009013033A1

DE102009013033A1 - Plattenwärmetauscher

Info

Publication number: DE102009013033A1
Application number: DE200910013033
Authority: DE
Inventors: Alexander Matosovic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher aus vorzugsweise wellenförmig profilierten Platten (10), die in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind und untereinander und nach außen durch Dichtungsmittel abgedichtet sind, derart, dass zwischen den Platten (10) Aufnahmeräume für fluide Medien geschaffen werden, wobei in aufeinanderfolgenden Aufnahmeräumen zwischen den Platten (10) einmal ein aufzuwärmendes und danach ein wärmeabgebendes Medium fließt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Aufnahmeraum zwischen den Platten (10) durch eine randseitig umlaufende Dichtung (20) begrenzt ist, wobei die Platten (10) jeweils an der Dichtung (20) anliegen und die Dichtung einen Stützkern (30) aufweist und eine Ummantelung (32) aus einem elastischen Material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher aus vorzugsweise wellenförmig profilierten Platten, die in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind und untereinander und nach Außen durch Dichtungsmittel abgedichtet sind, derart, dass zwischen den Platten Aufnahmeräume für fluide Medien geschaffen werden, wobei in aufeinanderfolgenden Aufnahmeräumen zwischen den Platten einmal ein aufzuwärmendes und danach ein wärmeabgebendes Medium fließt.
Da im Plattenwärmetauscher auf der Warm- und der Kaltseite der Platten unterschiedliche Drücke herrschen (z. B. 12 bar auf der Warmseite und 6 bar auf der Kaltseite) werden die Platten verformt, wobei es zum Kontakt der Rippen benachbarter Platten kommen kann. Dies führt einerseits zu einer Abnutzung des Materials der Platten. Es kann zu Beschädigung der Materials kommen, einschließlich so genannter ”microcracks”, die die Spaltkorrosion begünstigen. Sofern die Platten eine Beschichtung aufweisen wird diese ebenfalls durch die Bewegung der Platten beeinträchtigt. Diese Probleme bestehen insbesondere auch bei Verwendung in Verbindung mit Seewassersystemen oder chloriertem Kühlwasser bzw. aggressiven Medien (Säuren) oder Lebensmitteln.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Plattenwärmetauscher vorzuschlagen, der hinsichtlich der vorstehend genannten Probleme eine Verbesserung darstellt.
Ein erfindungsgemäßer Plattenwärmetauscher weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Es ist demnach vorgesehen, dass der Aufnahmeraum zwischen den Platten durch eine randseitig umlaufende Dichtung begrenzt ist, wobei die Platten jeweils an der Dichtung anliegen und die Dichtung einen Stützkern aufweist und eine den Stützkern wenigstens teilweise umgebende Ummantelung aus einem elastischen, dichtendem Material.
Durch den Einsatz des speziellen Dichtungsmittels kann einem Kontakt der Platten durch die unterschiedlichen Drücke auf der Kalt- und der Warmseite zumindest entgegengewirkt werden. Auf diese Weise wird der Abnutzung bzw. der Beschädigung der Platten oder eventueller Beschichtung der Platten entgegengewirkt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass zusätzlich zu der umlaufenden Dichtung Stützmittel zwischen den Platten angeordnet sind mit einem Stützkern und einer den Stützkern wenigstens teilweise umgebenden Ummantelung aus einem elastischen Material. Die zusätzlichen Dichtungsmittel werden vorzugsweise individuell an den Plattenwärmetauscher angepasst bzw. positioniert. Alternativ können die Stützmittel auch aus einem Faserverbundwerkstoff oder aus Kunststoff hergestellt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stützkern aus Metall, insbesondere Stahl besteht. Denkbar ist natürlich auch die Herstellung aus anderen Materialien. Vorzugsweise besteht der Stützkern aus Edelstahl.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass die Ummantelung aus Gummi besteht. Denkbar sind natürlich auch hier andere elastische Materialien.
Vorzugsweise ist die umlaufende Dichtung zwischen zwei einander zugewandten, korrespondierenden Vertiefungen benachbarter Platten angeordnet. Vorzugsweise sind die Platten innerhalb des Plattenwärmetauschers in wechselnder Relativlage angeordnet, beispielsweise um 180° gedreht, sodass die Rippen und Vertiefungen zwischen benachbarten Platten einander zugewandt sind.
Die zusätzlichen Dichtungen bzw. Stützmittel können vorzugsweise in bzw. entlang von Vertiefungen der Platten angeordnet sein.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Platte eines Plattenwärmetauschers,
2 einen Vertikalschnitt durch zwei übereinander liegende Platten in einem Plattenwärmetauscher,
3 ein Endbereich einer Platte gemäß 1 in räumlicher Darstellung,
4 die Darstellung gemäß 3 mit einem anderen Blickwinkel, und
5 ein Schnitt durch einen Randbereich der Platte entlang Schnittlinie A-A in 4
Die in den 1 bis 5 gezeigte Platte 10 ist bestimmt zum Aufbau eines Plattenwärmetauschers, der in seiner Gesamtheit nicht dargestellt ist. Soweit hier nicht erwähnt hat der Plattenwärmetauscher den im Stand der Technik üblich Aufbau. Durch die nachfolgend beschriebenen Besonderheiten ist die Platte 10 geeignet zur Herstellung von Plattenwärmetauschern für Seewassersysteme, chloriertes Kühlwasser oder Säuren.
Die Platte 10 ist durch Tiefziehen hergestellt, wobei Erhebungen bzw. Vertiefungen in der Platte 10 ausgebildet werden, die die Oberfläche der Platte 10 vergrößern und somit den Wärmeaustausch verbessern.
Im vorliegenden Fall weist die Platte 10 eine wellenförmige Profilierung 12 auf, mit parallelen Rippen 14 und dazwischen liegenden Tälern 16. Die Profilierung 12 ist in einem mittigen Bereich der Platte 10 angeordnet, wobei eine Längsmittelachse 18 der Platte 10 eine Symmetrieachse bildet. Die Profilierung 12 verläuft schräg zu dieser Längsmittelachse 18 gerichtet, sodass die Rippen 14 und Vertiefungen 16 auf beiden Seiten der Längsmittelachse 18 unter einem Winkel zueinander gerichtet verlaufen.
Innerhalb des Plattenwärmetauschers werden die Platten 10 mit zueinander verdrehter Relativlage wie in 2 gezeigt angeordnet. Entsprechend sind Rippen 14 und Vertiefungen 16 benachbarter Platten 10 einander zugewandt. Zwischen den Platten 10 ist ein Spalt 28 gebildet.
Die Profilierung 12 wird eingefasst durch eine umlaufende Dichtung 20. Die Dichtung 20 erstreckt sich parallel entlang von Längsrändern 22 der Platte 10. Im Bereich der Querränder 24 der Platte 10 ist die Dichtung 20 mit einem etwas größeren Abstand zum Rand angeordnet als im Bereich der Längsränder 22. Die Dichtung 20 fasst in diesem Bereich vier kreisförmige Öffnungen 26 ein. Im Bereich zwischen den beiden Öffnungen 26 im Bereich der Querränder 24 versäuft die Dichtung 20 schräg zur Längsmittelachse 18 hin gerichtet. Der Verlauf der Dichtung 20 ist in Eckbereichen abgerundet. Die Dichtung 20 ist in eine entsprechende Vertiefung 14 in der Platte 10 eingelegt.
Eine Besonderheit besteht darin, dass die Dichtung 20 einen Stützkern 30 aufweist und einen den Stützkern 30 umgebende Ummantelung 32 aus einem elastischen Material. Die Ummantelung 32 umgibt den Stützkern 30 vollständig. Denkbar ist auch eine den Stützkern 30 teilweise umgebende Anordnung, beispielsweise jeweils zu den Platten 10 hin.
Die Dichtung 20 ist derart bemessen, dass die beidseitig an der Dichtung 20 anliegenden Platten 10 im Abstand zueinander gehalten werden. Die Ummantelung 32 dient dabei zur Aufnahme der Verformung der Platten 10, wobei die Ummantelung 32 komprimiert wird. Durch den Stützkern 30 ist jedoch die Stabilität der Dichtung 20 gegeben.
Zusätzlich zu der umlaufenden Dichtung 20 sind Stützmittel 34 im Bereich der Profilierung 12 angeordnet. Die Stützmittel 34 weisen den gleichen Aufbau auf, wie die Dichtung 20. Die Stützmittel 34 sind jedoch kürzer ausgebildet und an die Profilierung 12 der Platte 10 angepasst. Die Stützmittel 34 sind in die Vertiefungen 16 zwischen den Platten 10 positioniert bzw. eingelegt. Die Anordnung, Anzahl und Länge der Stützmittel 34 muss individuell an die Platte 10 angepasst werden, also beispielsweise an die Abmessungen der Platte 10, die zu erwartenden Drücke, etc.
Die Abmessung der Dichtung 20 und der Stützmittel ist derart gewählt, dass selbst bei zusammengedrückter Ummantelung 32 ein Spalt 28 zwischen den Platten 10 bleibt. Dabei erfolgt die gesamte Kraftübertragung zwischen den Platten 10 über die Dichtung 20 und die Stützmittel 34. Die Stärke der zusammengedrückten Dichtung 20 ergibt sich aus der Dicke zweier Platten 10 (Materialstärke zzgl. Prägehöhe) und der Höhe des Spalts 28.
Je nach Konstruktion der Platte 10 kann gegebenenfalls auf die Stützmittel 34 verzichtet werden.
Der Stützkern 30 besteht vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl. Die Ummantelung 32 kann aus Gummi hergestellt werden.
Die Platten 10 aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen. Alternativ können die Platten 10 auch aus Metall wie z. B. Stahl oder Edelstahl bestehen. Die Platten 10 können eine Beschichtung insbesondere aus Kunststoff oder aus Metall aufweisen.

10: Platte
12: Profilierung
14: Rippe
16: Vertiefung
18: Längsmittelachse
20: Dichtung
22: Längsrand
24: Querrand
26: Öffnung
28: Spalt
30: Stützkern
32: Ummantelung
34: Stützmittel

Claims

Plattenwärmetauscher aus vorzugsweise wellenförmig profilierten Platten (10), die in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind und untereinander und nach Außen durch Dichtungsmittel abgedichtet sind, derart, dass zwischen den Platten (10) Aufnahmeräume für fluide Medien geschaffen werden, wobei in aufeinanderfolgenden Aufnahmeräumen zwischen den Platten (10) einmal ein aufzuwärmendes und danach ein wärmeabgebendes Medium fließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum zwischen den Platten (10) durch eine randseitig umlaufende Dichtung (20) begrenzt ist, wobei die Platten (10) jeweils an der Dichtung (20) anliegen und die Dichtung einen Stützkern (30) aufweist und eine Ummantelung (32) aus einem elastischen Material.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der umlaufenden Dichtung (30) Stützmittel (34) zwischen den Platten (10) angeordnet sind mit einem Stützkern (30) und einer Ummantelung (32) aus einem elastischen Material.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkern (30) aus Stahl besteht.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkern (30) aus Edelstahl besteht.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (32) aus Gummi besteht.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Dichtung (20) zwischen zwei einander zugewandten, korrespondierenden Vertiefungen (16) benachbarter Platten (10) angeordnet ist.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Stützmittel (34) in Vertiefungen (14) bzw. Profilierungen (12) der Platten (10) angeordnet sind.