DE102011054810A1

DE102011054810A1 - Plattenwärmetauscher

Info

Publication number: DE102011054810A1
Application number: DE102011054810A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-05-02
Also published as: DE202011110215U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher, bestehend aus Plattenpaaren, die umfangsseitig miteinander verbunden eine Einheit bilden, wobei die Einheit an den Stirnseiten mit Abschlussplatten mit einem Eingangsstutzen und einem Ausgangsstutzen für ein erstes Medium abgeschlossen sind und wobei diese Einheit von einem Mantel mit Abstand umgeben ist, dessen Stirnseiten mit einem Eingangsstutzen und Ausgangsstutzen für ein zweites Medium umgeben ist. Der Wärmeaustausch zwischen den beiden zugeführten Medien wird dadurch verbessert und die Konstruktion und der Zusammenbau des Wärmetauchers dadurch vereinfacht, dass die Einheit als Faltenbalg ausgebildet ist, der aus mehreren Falten aus zwei Membranen zusammengesetzt ist, dass die Membranen der Falten außermittig mit einem Loch versehen, mit den Löchern aufeinander ausgerichtet und um die Löcher miteinander verschweißt sind, dass sich die Membranen von der Schweißverbindung ausgehend V-förmig zum Umfang hin erweitern, und dass die Falten abwechselnd mit diagonal vertauscht angeordneten Schweißverbindungen und Löchern zum Faltenbalg zusammengesetzt und umfangsseitig mit weiteren Schweißverbindungen untereinander verschweißt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bekannt sind Plattenwärmetauscher, die in Haushalten eingesetzt sowie in der Chemie, Energie und anderen Bereichen verwendet werden. Zu den Plattenwärmetauschern gehören die aus Platten gefertigten Heizkörper für den Haushalt, Plattenwärmetauscher mit Einlagen, geschweißte Plattenwärmetauscher usw.
Die geschweißten Plattenwärmetauscher kommen der Erfindung am nächsten und dienen daher als Prototyp.
Betrachten wir den geschweißten Wärmetauscher GEAShell der Firma Mashimpeks anhand der Beschreibung auf Seite: www.mashimpeks.ru/cat/gestell.
Dieser Wärmetauscher besteht aus zwei gleichen, runden Platten mit zwei Löchern. In 1 ist die Platte mit 1 bezeichnet, die mit U-förmig gebogenen Ansätzen versehen sind. Die Platten 1 sind mit ihren Löchern in den Ansätzen ausgerichtet und so miteinander verschweißt, dass sich ein Hohlraum zwischen den Platten 1 bildet. Daher liegen die Scheißnähte 3 in den Bereichen der Ansätze, ohne jedoch die aufeinander ausgerichteten Löcher zu verschließen. Die so verschweißten Plattenpaare 2 werden in den Umfangsbereichen durch Schweißnähte 4 miteinander verbunden, so dass sich eine Platteneinheit 5 bildet. Diese Platteneinheit 5 umschließt einen inneren Raum, der über die Löcher der Plattenpaare verläuft. Diese Platteneinheit 5 kann aus einer beliebigen Anzahl von Plattenpaaren 2 gebildet sein und stellt ein starres Baugebilde dar. Das bedeutet, dass sich die Plattenpaare 2 in der Platteneinheit 5 nicht bewegen können, sie sind also in der Platteneinheit 5 unverschiebbar festgehalten.
Der geschweißte Plattenwärmetauscher GEAShell ist in 2 dargestellt. Die Platteneinheit 5 ist in einem Mantel 6 eingebaut, dabei ist die Platteneinheit 5 mit einem Mantel gezeigt. Es können auch mehrere Platteneinheiten 5 und mehrere Mäntel 6 verwendet werden. Dabei können die Platteneinheiten 5 in Serie oder parallel geschaltet sein. In den Wärmetauscher strömen zwei Medien ein. Ein Medium strömt in den Mantel 6 von außen her ein. Das andere Medium strömt in das Innere der Platteneinheit 5 ein. Aus 2 ist ersichtlich, dass die beiden Medien, bevor sie den Wärmetauscher verlassen, im Inneren der Plattenpaare 2 und außerhalb der Plattenpaare der Platteneinheit 5 fließen. Hier ist die Mediumbewegung auf der Außenseite der Platteneinheit mit festen Platten und im Inneren der Platteneinheit 5 mit dünnen Pfeilen gekennzeichnet. In einzelnen Fällen können diese Plattenwärmetauscher auch ohne Mantel 6 verwendet werden.
Der bekannte Plattenwärmetauscher nach 2 bildet mit der Platteneinheit 5 eine starre Einheit, die in den Mantel 6 eingebaut ist. Die Plattenpaare 2 können sich nicht gegeneinander verschieben und so den Temperaturschwankungen innerhalb des Plattenwärmetauschers folgen und entsprechende Ausgleichsbewegungen ausführen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher zu entwickeln, der diesen Nachteil vermeidet und bei dem die Plattenpaare der Platteneinheit sich gegeneinander verschieben können.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dabei geht die Erfindung von einem Plattenwärmespeicher aus, der aus Plattenpaaren besteht, die umfangsseitig miteinander verbunden sind und eine Einheit bildet. Diese Einheit ist an den Stirnseiten mit Abschlussplatten abgeschlossen, die einen Eingangs- und Ausgangsstutzen für ein erstes Medium bilden. Die Einheit ist von einem Mantel mit Abstand umgeben, dessen Stirnseiten einen Eingangs- und Ausgangsstutzen für ein zweites Medium tragen.
Die Erfindung sieht nun vor, dass die Einheit als Faltenbalg ausgebildet ist, der aus Falten mit zwei Membranen zusammengesetzt ist. Die Membranen sind außermittig mit einem einzigen Loch versehen, mit den Löchern aufeinander ausgerichtet und um die Löcher miteinander verschweißt. Die Membranen der Falten erstrecken sich von den Schweißverbindungen V-förmig zum Umfang hin. Die Falten sind abwechselnd mit diagonal vertauscht angeordneten Schweißverbindungen zum Faltenbalg zusammengesetzt und umfangsseitig mit weiteren Schweißverbindungen miteinander verschweißt.
Auf diese Weise bildet die Einheit in dem Mantel einen Faltenbalg, bei dem die Membranen der Falten nicht starr miteinander verbunden sind und sich gegenseitig zueinander verschieben können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 im Längsschnitt den Aufbau der Platteneinheit,
2 den Längsschnitt des Plattenwärmetauschers,
3 in Seitenansicht die Membran und den Schnitt durch den Faltenbalg,
4 im Schnitt den Faltenbalgwärmetauscher und
5 einen fertigen Faltenbalg mit den angeschlossenen Stutzen.
In 1 ist die Einrichtung der Platteneinheit 5 erläutert, die aus gleichen runden Platten 1 besteht. Zwei gleiche Platten 2 sind in Seitenansicht dargestellt, die Ansätze aufweisen und darüber über Schweißnähte 3 umfangsseitig miteinander verbunden sind. Die Platten 2 stehen im Abstand zueinander und sind über Schweißnähte 4 am Ende der Ansätze miteinander verschweißt.
Die 2 zeigt den bekannten GEAShell-Plattenwärmetauscher im Längsschnitt. Der Mantel 6 umschließt die Platteneinheit 5 im Abstand. Dabei zeigen die fetten Pfeile die Mediumbewegung im Innern der Platteneinheit 5, die fest und unverschiebbar im Mantel 6 gehalten ist.
3 erläutert den Aufbau eines Faltenbalges 9, der mehrere aus gleichen Membranen 7 zusammengesetzte Falten umfasst. Die Querschnitte der beiden Membranen 7 sind mit 8 bezeichnet und sind mit außermittigen Löchern versehen. Im Bereich dieser Löcher sind die beiden Membranen 8 über Schweißverbindungen 3 zusammengeschweißt, ohne die aufeinander ausgerichteten Löcher zu verschließen. Von den Schweißverbindungen 3 ausgehend verzweigen sich die Membranen 8 V-förmig zum Umfang der Membranen 8 hin. Am Umfang sind die Falten über weitere Schweißverbindungen 4 miteinander verschweißt, wobei die Falten des Faltenbalgs 9 abwechselnd mit den Schweißverbindungen 3 und den Löchern diagonal ausgerichtet sind.
In 4 ist der Aufbau des Faltenbalgwärmetauschers mit dem Faltenbalg 9 und dem Mantel 6 gezeigt, wobei die fetten Pfeile die Mediumbewegung im Bereich der Faltenaußenseiten und die dünnen Pfeile die Mediumbewegung im Innern des Faltenbalges 9 zeigen. Der Mantel 6 umschließt den Faltenbalg 9 im Abstand und bildet einen Raum um den Faltenbalg 9, der für ein Medium zugänglich ist, das über einen Eingangsstutzen in der rechten Abschlussplatte des Mantels 6 zugeführt wird und über den Ausgangsstutzen der linken Abschlussplatte des Mantels 6 aus diesem Raum austritt. Das andere Medium wird über einen zentrisch in der linken Abschlussplatte des Mantels 6 abgedichtet angeordneten Eingangsstutzen dem Innenraum des Faltenbalgs 9 zugeführt. Das zugeführte andere Medium tritt an dem oberen Ausgangsstutzen der rechten Abschlussplatte des Mantels 6 aus. Die 4 lässt deutlich erkennen, dass sich die Membranen des Faltenbalgs 9 in den Raum des Mantels 6 gegeneinander verschieben können und keine starre Einheit bilden.
Die 5 zeigt den Faltenbalg 9 des Wärmetauschers mit dem angeschlossenen Stutzen. Er besteht aus 10 Falten mit einem Außendurchmesser von 80 mm. Der Innendurchmesser der Löcher beträgt 6 mm und die Stärke der Membranen 8 ist 0,15 mm. Während der Prüfung strömt Wasser mit einer Temperatur von ca. 52°C in das Innere des Faltenbalgs 9 zur Kühlung ein. In dem Raum zwischen dem Faltenbalg 9 und dem Mantel 6 strömt Kühlwasser mit einer Temperatur von ca. 13°C ein, wobei in beiden Räumen ein Druck von 0,5 bar gehalten wird. Der Faltenbalgwärmetauscher zeichnet sich unter diesen Bedingungen als effektiv aus und minimiert die Temperatur des Kühlwassers um ca. 10°C.
Der neue Faltenbalgwärmetauscher besitzt einen besseren Wärmeaustausch zwischen den beiden zugeführten Medien. Zudem sind die Konstruktion und der Zusammenbau des Faltenbalgwärmetauschers vereinfacht. Die Vereinfachung der Konstruktion liegt darin begründet, dass die einzelnen Membranen nur ein einziges Loch aufweisen. Der Zusammenbau des Faltenbalgwärmetauschers ist dadurch vereinfacht, dass die Falten des Faltenbalgs 9 keine engen Maßtoleranzen voraussetzen, da diese ja innerhalb der Einheit des Faltenbalgs gegeneinander verschiebbar sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

www.mashimpeks.ru/cat/gestell. [0004]

Claims

Plattenwärmetauscher bestehend aus Plattenpaaren, die umfangsseitig miteinander verbunden eine Einheit bilden, wobei die Einheit an den Stirnseiten mit Abschlussplatten mit einem Eingangsstutzen und einem Ausgangsstutzen für ein erstes Medium abgeschlossen sind und wobei diese Einheit von einem Mantel mit Abstand umgeben ist, dessen Stirnseiten mit einem Eingangsstutzen und Ausgangsstutzen für ein zweites Medium umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit als Faltenbalg (9) ausgebildet ist, der aus mehreren Falten aus zwei Membranen (8) zusammengesetzt ist, dass die Membranen (8) der Falten außermittig mit einem Loch versehen, mit den Löchern aufeinander ausgerichtet und um die Löcher miteinander verschweißt (3) sind, dass sich die Membranen (8) der Falten von der Schweißverbindung (3) ausgehend V-förmig zum Umfang hin erweitern, und dass die Falten abwechselnd mit diagonal vertauscht angeordneten Schweißverbindungen (3) und Löchern zum Faltenbalg (9) zusammengesetzt und umfangsseitig mit weiteren Schweißverbindungen (4) untereinander verschweißt sind.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (9) aus einer geraden oder ungeraden Anzahl von Falten zusammengesetzt ist.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Faltenbälge (9) in Reihe oder parallel geschaltet in einem Mantel (6) eingebaut sind.
Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine ungerade Anzahl von Falten zu einem Faltenbalg (9) zusammengesetzt ist, dass der Anschlussstutzen für das erste Medium zentrisch in die Abschlussplatte des Mantels (6) abgedichtet eingeführt ist, dass der Ausgangsstutzen der Abschlussplatte des Faltenbalgs (9) für das erste Medium außermittig abgedichtet aus der Abschlussplatte des Mantels (6) herausgeführt ist und dass der Eingangsstutzen und der Ausgangsstutzen für das zweite Medium in den Abschlussplatten des Mantels (6) außermittig ein- und ausgeführt sind.