DE102013223742A1 - Stapelplattenwärmeübertrager mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen - Google Patents

Stapelplattenwärmeübertrager mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen Download PDF

Info

Publication number
DE102013223742A1
DE102013223742A1 DE102013223742.1A DE102013223742A DE102013223742A1 DE 102013223742 A1 DE102013223742 A1 DE 102013223742A1 DE 102013223742 A DE102013223742 A DE 102013223742A DE 102013223742 A1 DE102013223742 A1 DE 102013223742A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
plate element
exchanger block
outermost
stacking plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102013223742.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Dränkow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle Behr GmbH and Co KG filed Critical Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority to DE102013223742.1A priority Critical patent/DE102013223742A1/de
Publication of DE102013223742A1 publication Critical patent/DE102013223742A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F28D9/0043Heat-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 plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005Heat-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 plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • 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
    • F28F2250/06Derivation channels, e.g. bypass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/044Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being pontual, e.g. dimples
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen (3), die zu einem Wärmeübertragerblock (2) übereinander gestapelt angeordnet sind, so dass der Wärmeübertragerblock (2) Kanalbereiche (6) für ein ersten Fluid und weitere Kanalbereiche (7) für ein weiteres Fluid ausgestaltet, welche alternierend zueinander in dem Wärmeübertragerblock (2) angeordnet sind, mit einem Abschlussscheibenelement (4) und/oder einem Grundplattenelement (5), die außen an dem Wärmeübertragerblock (2) zusätzlich angeordnet sind, und mit wenigstens einem Bypassbereich (15, 16) für wenigstens eines der Fluide, wobei sich der Stapelscheibenwärmeübertrager (1; 30) dadurch auszeichnet, dass eines der äußersten Stapelplattenelemente (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) derart zwischen dem nächstliegenden Stapelplattenelement (18) des Wärmeübertragerblocks (2) und dem Abschlussscheibenelement (4) und/oder dem Grundplattenelement (5) angeordnet ist, dass der wenigstens eine Bypassbereich (15) zwischen dem äußersten Stapelplattenelement (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) und dem nächstliegenden Stapelplattenelement (18) des Wärmeübertragerblocks (2) angeordnet ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Stapelplattenwärmeübertrager nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Stand der Technik
  • Gattungsgemäße Stapelplattenwärmeübertrager sind aus dem Stand der Technik gut bekannt. Derartige Stapelplattenwärmeübertrager werden dazu eingesetzt, um ein den Stapelplattenwärmeübertrager durchströmendes erstes Fluid, beispielsweise Öl, durch ein den Stapelplattenwärmeübertrager durchströmendes weiteres Fluid, beispielsweise Wasser, zu kühlen. Hierzu weisen die gattungsgemäßen Stapelplattenwärmeübertrager einen Wärmetauscherblock aus übereinander gestapelten Scheibenelementen auf, die derart ausgestaltet und zueinander angeordnet sind, dass sich zwischen ihnen in bekannter Weise durchströmbare Kanäle ergeben. In der Regel sind die einzelnen übereinander gestapelten Scheibenelemente an ihren umlaufenden Rändern zu dem Wärmetauscherblock miteinander verlötet. Die durchströmbaren Kanäle sind dabei mittels Sammel- und Verteilerkanäle derart strömungstechnisch miteinander verbunden, dass die beiden Fluide den Wärmetauscherblock schichtweise durchströmen und hierbei Wärmeenergie von dem ersten Fluid auf das weitere Fluid abgegeben bzw. übertragen werden kann. Oftmals ist es jedoch erforderlich, eine Durchgangsregelung zu ermöglichen, um beispielsweise einen Druckverlust eines den Wärmetauscherblock durchströmenden Fluides regeln zu können, um geforderte Spezifikationen zu erfüllen. Dies kann dadurch geschehen, dass ein Teil dieses Fluides an dem Wärmetauscherblock vorbei geleitet wird. In der Regel erfolgt dies durch wenigstens einen Bypasskanal, der an dem Stapelplattenwärmeübertrager vorgesehen ist. Das Vorsehen eines derartigen Bypasskanals oder mehrerer solcher Bypasskanäle wirkt sich jedoch nachteilig auf die Baugröße des Stapelplattenwärmeübertragers aus. Um diese kompakter bereitstellen zu können, existieren bereits eine Reihe von Stapelplattenwärmeübertragern, bei welchen die Bypasskanäle direkt durch Bauteile des Stapelplattenwärmeübertragers verkörpert sind.
  • Beispielsweise ist in der Offenlegungsschrift DE 10 2009 034 752 A1 ein Wärmetauscher, insbesondere in Gestalt eines Ölkühlers, beschrieben, welcher einerseits aus einem Stapel von Kanälen bildenden Wärmetauscherplatten aufgebaut ist. Diese Wärmetauscherplatten bilden in ihrer Gesamtheit wiederum den eigentlichen Wärmetauscherblock, um einen schichtweisen Wärmeübergang zwischen zwei diesen Wärmetauscherblock durchströmenden Medien, also zum einen Öl und zum anderen Wasser, zu ermöglichen. Die Wärmetauscherplatten weisen Öffnungen auf, mittels welchen jeweils ein Sammelkanal und ein Verteilerkanal ausgebildet sind, und welche die Kanäle in entsprechender Weise strömungstechnisch miteinander verbinden. Zum oberseitigen und unterseitigen Abschluss dieses Wärmetauscherblocks sind außen an diesen Wärmetauscherblock einerseits eine Abschlussplatte und andererseits eine Grundplatte angeordnet, wobei die beiden Medien durch letztere hindurch dem Wärmetauscherblock zugeführt werden. Um nun das Strömungsverhalten eines oder beider Medien innerhalb des Wärmetauschers verändern zu können, weist die Grundplatte zwei Bypasskanäle auf, durch welche hindurch jeweils eines der Medien zumindest teilweise umgeleitet werden kann. Das heißt, die Bypasskanäle sind durch Materialabtragungen innerhalb der Grundplatte ausgebildet. Insofern liegen die Bypasskanäle außen an den Außenseiten der äußersten Wärmetauscherplatte und damit außerhalb des durch die Wärmetauscherplatten gebildeten Wärmetauscherblocks. Da es Anwendungen gibt, bei denen die Bypasskanäle recht groß ausgelegt sein müssen – wodurch die Festigkeit der Grundplatte verringert ist, ist zwischen der an der Grundplatte unmittelbar angrenzenden Wärmetauscherplatte des Wärmetauscherblocks und der Grundplatte noch eine Zusatzplatte angeordnet, welche wenigstens einen Zuganker umfasst, der sich in wenigstens einem der Bypasskanäle erstreckt, um in diesem an der Grundplatte befestigt werden zu können. Hierdurch ist die Festigkeit der durch die Bypasskanäle geschwächten Grundplatte erhöht.
  • Darüber hinaus ist aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 016 355 A1 ein Stapelscheibenwärmeübertrager bekannt, der einen Wärmeübertragerblock umfasst, welcher aus zu einem Stapel geschichteten Stapelscheiben besteht, um parallel zueinander angeordnete Strömungskanäle für ein erstes und ein zweites Strömungsmedium zu bilden. Diesem Wärmeübertragerblock ist ein Bypasskanal zugeordnet, um einen Anteil eines Massenstroms am Wärmeübertragerblock vorbeisteuern zu können, so dass der Wärmeübertragerblock nur nach von einem verminderten Massenstrom durchströmt wird. Hierfür ist außen an dem aus den Stapelscheiben bestehenden Wärmeübertragerblock eine Abschlussscheibe angeordnet, welche als Bypasskanal ausgebildet ist. Das heißt, auch in diesem Fall liegt der Bypasskanal an der Außenseite der äußersten Stapelscheibe des Wärmeübertragerblocks und damit ebenfalls außerhalb des durch die Stapelscheiben geschichteten Wärmetauscherblocks.
  • Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, an gattungsgemäßen Stapelplattenwärmeübertragern kostengünstigere alternative Bypasseinrichtungen bereitzustellen.
  • Dies wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Ein Ausführungsbeispiel betrifft einen Stapelplattenwärmeübertrager mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen, die zu einem Wärmeübertragerblock übereinander gestapelt angeordnet sind, so dass der Wärmeübertragerblock Kanalbereiche für ein ersten Fluid und weitere Kanalbereiche für ein weiteres Fluid ausgestaltet, welche alternierend zueinander schichtweise in dem Wärmeübertragerblock angeordnet sind, mit einem Abschlussscheibenelement und/oder einem Grundplattenelement, die außen an dem Wärmeübertragerblock zusätzlich angeordnet sind, und mit wenigstens einem Bypassbereich für wenigstens eines der Fluide, wobei sich der Stapelscheibenwärmeübertrager dadurch auszeichnet, dass eines der äußersten Stapelplattenelemente des Wärmeübertragerblocks derart zwischen dem nächstliegenden Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks und dem Abschlussscheibenelement und/oder dem Grundplattenelement angeordnet ist, dass der wenigstens eine Bypassbereich zwischen dem äußersten Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks und dem nächstliegenden Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks angeordnet ist.
  • Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten gattungsgemäßen Stapelscheibenwärmeübertrager befindet sich der Bypassbereich vorliegend nicht an der Außenseite des äußersten Stapelplattenelements des Wärmeübertragerblocks sondern an dessen Innenseite, also an der dem nächstliegenden Stapelplattenelement zugewandten Seiten des äußersten Stapelplattenelements. Insofern befinden sich Bypasskanäle des Bypassbereiches zumindest teilweise direkt innerhalb des vorliegenden Wärmeübertragerblocks. Hierdurch kann der Stapelplattenwärmeübertrager ahne den Einsatz einer externen Bypasseinrichtung oder die Verwendung zusätzlicher Plattenelemente noch kompakter und damit kostengünstiger gebaut werden.
  • Der vorliegende Stapelplattenwärmeübertrager kann unterschiedlichst eingesetzt werden, beispielsweise als Ölkühler, Verdampfer, Kondensator (Unterkühler), innerer Wärmeübertrager (ITW) oder dergleichen. Durch das Stapeln der einzelnen Stapelplattenelemente entstehen für die beiden Fluide flache, voneinander räumlich getrennte Kanalbereiche. Die Anzahl dieser Kanalbereiche pro Fluid ist im Wesentlichen gleich bzw. weichen durch max. +/– einen Kanalbereich voneinander ab. Dies bedeutet, dass für die beiden Fluide im Wesentlichen die gleichen thermodynamischen Bedingungen vorliegen, beispielsweise hinsichtlich der Leistung (wärmeübertragende Fläche) und des Druckverlustes (hydraulische Durchmesser) oder dergleichen. Vorteilhafterweise ist vorliegend eine Bypasseinrichtung des Stapelplattenwärmeübertragers außergewöhnlich kompakt ausgebildet, um insbesondere den Druckverlust auf einer Seite eines Fluides beeinflussen zu können.
  • Der Stapelplattenwärmeübertrager kann nach effektiver ausgestaltet werden, wenn an der dem nächstliegenden Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks abgewandten Seite des äußersten Stapelplattenelements des Wärmeübertragerblocks das Grundplattenelement derart angeordnet ist, dass zwischen dem äußersten Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks und dem an diesem Wärmeübertragerblock außen angeordneten Grundplattenelement ein Bypassbereich angeordnet ist.
  • Es versteht sich, dass der Bypassbereich vielfältig ausgestaltet werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das äußerste Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks eine Vielzahl an Bypasskanälen ausgestaltet. Das heißt, allein durch das Wählen einer entsprechenden geometrischen Gestaltung des äußersten Stapelplattenelements können vorteilhafte Bypasskanäle zwischen dem äußersten Stapelplattenelement und dem nächstliegenden Stapelplattenelement und auch dem Grundplattenelement erzeugt werden. Allein dadurch, dass die Bypasskanäle durch eine entsprechende geometrische Gestaltung des äußersten Stapelplattenelements des Wärmeübertragerblocks innerhalb dieses Wärmeübertragerblocks erzeugt werden können, können gattungsgemäße Stapelplattenwärmeübertrager auch ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft weitergebildet werden.
  • Die Bypasskanäle können baulich einfach durch Sicken, welche von dem äußersten Stapelplattenelement ausgestaltet werden, realisiert sein.
  • Konstruktiv einfach können eine besonders grollen Anzahl an Bypasskanälen erzeugt werden, wenn das äußerste Stapelplattenelement beidseits eine Vielzahl an Sicken aufweist.
  • Es ist klar, dass derartige Sicken sogleich auch entsprechende Erhebungen an dem äußersten Stapelplattenelement bedingen.
  • Weist das äußerste Stapelplattenelement eine Vielzahl an Erhebungen auf, mittels welchen das äußerste Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks mit dem nächstliegenden Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks und/oder mit dem an dem Wärmeübertragerblock angeordneten Grundplattenelement in Wirkkontakt steht, kann die Festigkeit des Stapelplattenwärmeübertragers vorteilhaft erhöhen werden.
  • Der wenigstens eine Bypassbereich kann strömungstechnisch besonders günstig ausgestaltet werden, wenn das äußerste Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks Durchgangsöffnungen aufweist, welche mit anderen Durchgangsöffnungen der restlichen Stapelplattenelemente Sammel- und Verteilerkanäle innerhalb des Wärmeübertragerblocks ausbilden, wobei wenigstens eine Durchgangsöffnung des äußersten Stapelplattenelements durch eine Materialausnehmung vergrößert ist.
  • In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn sich die Materialausnehmung ausgehend von der wenigstens einen vergrößerten Durchgangsöffnung nach innenwärts des äußersten Stapelplattenelements bis vor die der wenigstens einen vergrößerten Durchgangsöffnung nächstliegenden Durchgangsöffnung erstreckt. Hierdurch können die Bypasskanäle wesentlich besser angeströmt und besonders gut durchströmt werden, wodurch der Druckverlust sehr gering ist.
  • Die einzelnen Bypasskanäle können außergewöhnlich günstig angeströmt werden, wenn sich die Materialausnehmung innerhalb des äußersten Stapelplattenelements quer zu Sicken und Erhebungen dieses äußersten Stapelplattenelements erstreckt.
  • Weist das äußerste Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks eine größere Plattenmaterialstärke auf als die restlichen Stapelplattenelemente des Wärmeübertragerblocks, kann die Festigkeit des Stapelplattenwärmeübertragers weiter verbessert werden.
  • Es versteht sich, dass der Stapelplattenwärmeübertrager mit oder ohne Turbulenzeinlageelemente ausgeführt sein kann, welche innerhalb der kanalbereiche angeordnet sein können.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stapelplattenwärmeübertragers mit Turbulenzeinlagen, bei welchem das äußerste die Bypasskanäle ausgestaltende Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks ein verstärktes Stapelplattenelement ist,
  • 2 eine schematische quer zu einem Abstandswellenprofil des äußersten Stapelplattenelements verlaufende Schnittansicht des Stapelplattenwärmeübertragers aus der 1,
  • 3 eine schematische Explosionsansicht des Stapelplattenwärmeübertragers aus den 1 und 2,
  • 4 eine schematische Modellansicht des die Bypasskanäle ausgestaltenden äußersten Stapelplattenelements aus den 1 bis 3,
  • 5 eine schematische Explosionsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stapelplattenwärmeübertragers ohne Turbulenzeinlagen, bei welchem das äußerste die Bypasskanäle ausgestaltende Stapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks wieder ein verstärktes Stapelplattenelement ist,
  • 6 eine schematische Modellansicht eines anderen die Bypasskanäle ausgestaltenden, äußersten Stapelplattenelements mit einen Abstandswellenprofil ohne zusätzlich hierzu verlaufende Materialausnehmungen im Stapelplattenelement, und
  • 7 eine schematische Modellansicht eines alternativen die Bypasskanäle ausgestaltenden äußersten Stapelplattenelements mit einem Abstandsnoppenprofil.
  • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Der in der 1 gezeigte und als Ölkühler konzipierte Stapelplattenwärmeübertrager 1 besteht aus einem Wärmeübertragerblock 2, welcher aus einer Vielzahl an übereinander gestapelten Stapelplattenelementen 3 zusammengesetzt ist, aus einem geschlossenen Abschlussscheibenelement 4 und aus einem Grundplattenelement 5, wobei das Abschlussscheibenelement 4 und das Grundplattenelement 5 jeweils außen an dem Wärmeübertragerblock 2 angebracht sind.
  • Wie weiter aus den Darstellungen gemäß der 2 bis 4 gut erkennbar ist, sind die einzelnen Stapelplattenelemente 3 des Wärmeübertragerblocks 2 hierbei derart um 180° gedreht übereinandergestapelt miteinander verlötet, dass sich zwischen ihnen immer abwechselnd Kanalbereiche 6 (hier nur stellvertretend beziffert) für ein den Wärmeübertragerblock 2 durchströmendes erstes Fluid – etwa Öl – und weitere Kanalbereiche 7 (hier ebenfalls nur stellvertretend beziffert) für ein den Wärmeübertragerblock 2 ebenfalls durchströmendes weiteres Fluid – etwa Kühlmittel – ergeben.
  • Zudem weisen die einzelnen Stapelplattenelemente 3 jeweils plane Durchgangsöffnungen 8 (hier nur exemplarisch beziffert, siehe 3) sowie mit Randerhöhungen 9 versehende Durchgangsöffnungen 10 auf, welche paarweise jeweils einen Sammelkanal 11 und einen Verteilerkanal 12 (vgl. 2) innerhalb des Wärmeübertragerblocks 2 bilden, über welche jeweils einerseits die Kanalbereiche 6 untereinander und andererseits die weiteren Kanalbereiche 7 untereinander fluidisch in Wirkverbindung stehen. Die den jeweiligen Kanalbereichen 6 bzw. 7 der entsprechend zugehörigen Sammel- und Verteilerkanäle 11 und 12 sind in bekannter Weise durch die an den benachbarten Stapelplattenelemente 3 verlöteten Randerhöhungen 9 fluidisch voneinander getrennt, so dass die beiden Fluide innerhalb des Wärmeübertragerblocks 2 räumlich ebenfalls voneinander getrennt sind.
  • Die jeweiligen Sammelkanäle 11 bzw. Verteilerkanäle 12 sind durch eine entsprechende Zugangsöffnung 13 (hier nur exemplarisch beziffert) im Grundplattenelement 5 von außen zugänglich, so dass das erste Fluid aus dem entsprechenden Verteilerkanal 12 hinaus und das weitere Fluid in den entsprechenden Sammelkanal 11 hinein strömen können. Hierbei durchströmen die beiden Fluide den Wärmeübertragerblock 2 im Gegenstrom, können bei entsprechender Ausgestaltung diesen aber auch im Gleichstrom durchströmen.
  • Der vorliegende Stapelplattenwärmeübertrager 1 besitzt darüber hinaus Bypassbereiche 15 und 16, mittels welchen ermöglicht wird, dass das weitere Fluid nicht zwangsweise vollständig durch die in dem Wärmeübertragerblock 2 ausgestalteten Kanalbereiche 6 strömen muss, beispielsweise um hierdurch Einfluss auf einen Druckabfall hinsichtlich des weiteren Fluids nehmen zu können.
  • Insofern zeichnet sich der Stapelplattenwärmeübertrager 1 in diesem Ausführungsbeispiel dadurch aus, dass das äußerste Stapelplattenelement 17 des Wärmeübertragerblocks 2 derart zwischen dem nächstliegenden Stapelplattenelement 18 des Wärmeübertragerblocks 2 und dem Grundplattenelement 5 angeordnet ist, dass Bypasskanäle 19 der Bypassbereiche 15 und 16 sowohl zwischen dem äußersten Stapelplattenelement 17 und dem nächstliegenden Stapelplattenelement 18 als auch zwischen dem äußersten Stapelplattenelement 17 und dem Grundplattenelement 5 angeordnet sind.
  • Somit sind die Bypasskanäle 19 einerseits an der Innenseite 20, also an der dem nächstliegenden Stapelplattenelement 18 zugewandten Seiten des äußersten Stapelplattenelements 17, und andererseits auch an der Außenseite 21, also an der dem nächstliegenden Stapelplattenelement 18 abgewandten Seite des äußersten Stapelplattenelements 17, angeordnet.
  • Jedenfalls gestaltet das äußerste Stapelplattenelement 17 die Vielzahl an Bypasskanälen 19 aus, indem es beidseitig mit entsprechenden länglichen Sicken 22 und länglichen Erhebungen 23 ausgestattet ist, die mit ihren Längserstreckungen 24 in Längsrichtung 25 der Stapelplattenelemente 3 verlaufen.
  • Mit seinen länglichen Erhebungen 23 ist das äußerste Stapelplattenelement 17 sowohl an dem nächstliegenden Stapelplattenelement 18 als auch mit dem Grundplattenelement 5 verlötet, so dass der Stapelplattenwärmeübertrager 1 insbesondere an den Bypassbereichen 15 und 16 eine erhöhte Festigkeit aufweist. Insofern ist das äußerste Stapelplattenelement 17 auch als Verstärkungsstapelplattenelement des Wärmeübertragerblocks 2 ausgestaltet.
  • Strömungstechnisch ist das äußerste Stapelplattenelement 17 hinsichtlich seiner Bypassbereiche 15 bzw. 16 weiter verbessert, wenn die planen Durchgangsöffnungen 8 jeweils durch eine in dem äußersten Stapelplattenelement 17 eingearbeitete Materialausnehmung 26 hinsichtlich ihrer Grundfläche vergrößert sind. Hierbei erstreckt sich die Materialausnehmung 26 ausgehend von der jeweiligen planen Durchgangsöffnung 8 in Richtung der Längserstreckung 24 der länglichen Sicken 22 bzw. Erhebungen 23 nach innenwärts des äußersten Stapelplattenelements 17 bis vor die jeweilige der planen Durchgangsöffnung 8 nächstliegende mit Randerhöhungen 9 versehene Durchgangsöffnung 10. Somit verläuft die Materialausnehmung 26 innerhalb des äußersten Stapelplattenelements 17 quer zu den länglichen Sicken 22 und länglichen Erhebungen 23.
  • In diesem Ausführungsbeispiel besitzt das äußerste Stapelplattenelement 17 eine 2 mm Plattenmaterialstärke 27 vgl. 4), so dass es neben den länglichen Sicken 22 und länglichen Erhebungen 23 noch eine zusätzliche Festigkeitserhöhung erfährt.
  • Vorteilhafterweise weist das äußerste Stapelplattenelement 17 im Vergleich zu den restlichen Stapelplattenelementen 3 noch einen etwas überhöhten Randbereich 28 auf, so dass das Volumen der Bypasskanäle 19 vergrößert ist.
  • Während das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel des Stapelplattenwärmeübertragers 1 mit nicht gezeigten Turbulenzeinlagen ausgestattet wird, welche innerhalb der Kanalbereiche 6 und 7 eingelegt werden, ist gemäß der Darstellung nach der 5 ein alternativer Stapelplattenwärmeübertrager 30 gezeigt, dessen Stapelplatten 3 des Wärmeübertragerblocks 2 mit Ausnahme des äußersten Stapelplattenelements 17 des Wärmeübertragerblocks 2 eine gerippte Oberflächenstruktur 31 und damit ein Turbulenzelement umfasst. Ansonsten ist der Stapelplattenwärmeübertrager 30 aus der 5 identisch mit dem Stapelplattenwärmeübertrager 1 aus den 1 bis 4. Aus diesem Grund und auch um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die Beschreibung des in den 1 bis 4 gezeigten und bereits erläuterten Stapelplattenwärmeübertrager 1 verwiesen, um den Aufbau und die Funktionsweise des alternativen Stapelplattenwärmeübertragers 30 zu erklären.
  • Es versteht sich, dass insbesondere das äußerste Stapelplattenelement 17 der Stapelplattenwärmeübertrager 1 und 30 auch anders profiliert ausgestaltet sein kennen. Beispielsweise kennen auf die Materialausnehmungen 26 verzichtet werden, so dass ein entsprechend anders ausgebildetes Stapelplattenelement 35, wie es in der 6 dargestellt ist, sich nur durch die sich in Längsrichtung 25 erstreckenden länglichen Sicken 22 und Erhebungen 23 auszeichnet, um die Bypasskanäle 19 zu bilden. Somit weist das äußerste Stapelplattenelement 35 ebenfalls wie das äußerste Stapelplattenelement 17 ein Abstandswellenprofil 36 auf, jedoch ohne die Materialausnehmungen 26 bezüglich der planen Durchgangsöffnungen 8.
  • Oder anstelle der länglichen Sicken 22 und Erhebungen 23 können an einem alternativen äußersten Stapelplattenelement 40 auch kreisrunde Erhebungen 41 eines Abstandsnoppenprofil 42 ausgestaltet sein, um entsprechende Bypassbereiche 15 bzw. 16 beidseits des äußersten Stapelplattenelements 40 zu erzeugen. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in der 7 dargestellt.
  • 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 Patentliteratur
    • DE 102009034752 A1 [0003]
    • DE 102007016355 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen (3), die zu einem Wärmeübertragerblock (2) übereinander gestapelt angeordnet sind, so dass der Wärmeübertragerblock (2) Kanalbereiche (6) für ein erstes Fluid und weitere Kanalbereiche (7) für ein weiteres Fluid ausgestaltet, welche alternierend zueinander schichtweise in dem Wärmeübertragerblock (2) angeordnet sind, mit einem Abschlussscheibenelement (4) und/oder einem Grundplattenelement (5), die außen an dem Wärmeübertragerblock (2) zusätzlich angeordnet sind, und mit wenigstens einem Bypassbereich (15, 16) für wenigstens eines der Fluide, dadurch gekennzeichnet, dass eines der äußersten Stapelplattenelemente (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) derart zwischen dem nächstliegenden Stapelplattenelement (18) des Wärmeübertragerblocks (2) und dem Abschlussscheibenelement (4) und/oder dem Grundplattenelement (5) angeordnet ist, dass der wenigstens eine Bypassbereich (15) zwischen dem äußersten Stapelplattenelement (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) und dem nächstliegenden Stapelplattenelement (18) des Wärmeübertragerblocks (2) angeordnet ist.
  2. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem nächstliegenden Stapelplattenelement (18) des Wärmeübertragerblocks (2) abgewandten Seite des äußersten Stapelplattenelements (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) das Grundplattenelement (5) derart angeordnet ist, dass zwischen dem äußersten Stapelplattenelement (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) und dem an diesem Wärmeübertragerblock (2) außen angeordneten Grundplattenelement (5) ein Bypassbereich (16) angeordnet ist.
  3. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das äußerste Stapelplattenelement (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) eine Vielzahl an Bypasskanälen (19) ausgestaltet.
  4. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das äußerste Stapelplattenelement (17; 35; 40) beidseits eine Vielzahl an Sicken (22) aufweist.
  5. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das äußerste Stapelplattenelement (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) eine Vielzahl an Erhebungen (23; 41) aufweist, mittels welchen das äußerste Stapelplattenelement (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) mit dem nächstliegenden Stapelplattenelement (18) des Wärmeübertragerblocks (2) und/oder mit dem an dem Wärmeübertragerblock (2) angeordneten Grundplattenelement (5) in Wirkkontakt steht.
  6. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das äußerste Stapelplattenelement (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) Durchgangsöffnungen (8, 10) aufweist, welche mit anderen Durchgangsöffnungen (8, 10) der restlichen Stapelplattenelemente (3) Sammel- und Verteilerkanäle (11, 12) Innerhalb des Wärmeübertragerblocks (2) ausbilden, wobei wenigstens eine Durchgangsöffnung (8) des äußersten Stapelplattenelements (17; 35; 40) durch eine Materialausnehmung (26) vergrößert ist.
  7. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Materialausnehmung (26) ausgehend von der wenigstens einen vergrößerten Durchgangsöffnung (8) nach innenwärts des äußersten Stapelplattenelements (17) bis vor die der wenigstens einen vergrößerten Durchgangsöffnung (8) nächstliegenden Durchgangsöffnung (10) erstreckt.
  8. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Materialausnehmung (26) innerhalb des äußersten Stapelplattenelements (17; 35; 40) quer zu Sicken (22) und Erhebungen (23) dieses äußersten Stapelplattenelements (17; 35; 40) erstreckt.
  9. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das äußerste Stapelplattenelement (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) eine größere Plattenmaterialstärke (27) aufweist als die restlichen Stapelplattenelemente (3) des Wärmeübertragerblocks (2).
  10. Stapelplattenwärmeübertrager (1; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das äußerste Stapelplattenelement (17; 35; 40) des Wärmeübertragerblocks (2) im Vergleich zu den restlichen Stapelplattenelementen (3) des Wärmeübertragerblocks (2) einen überhöhten Randbereich (28) aufweist.
DE102013223742.1A 2013-11-20 2013-11-20 Stapelplattenwärmeübertrager mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen Withdrawn DE102013223742A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013223742.1A DE102013223742A1 (de) 2013-11-20 2013-11-20 Stapelplattenwärmeübertrager mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013223742.1A DE102013223742A1 (de) 2013-11-20 2013-11-20 Stapelplattenwärmeübertrager mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013223742A1 true DE102013223742A1 (de) 2015-05-21

Family

ID=53184413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013223742.1A Withdrawn DE102013223742A1 (de) 2013-11-20 2013-11-20 Stapelplattenwärmeübertrager mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013223742A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004036951A1 (de) * 2003-08-01 2005-05-25 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US20060032621A1 (en) * 2004-08-16 2006-02-16 Martin Michael A Stacked plate heat exchangers and heat exchanger plates
DE102007016355A1 (de) 2006-04-03 2007-12-06 Behr Gmbh & Co. Kg Stapelscheibenwärmeübertrager
DE102009034752A1 (de) 2009-07-25 2011-02-10 Modine Europe Gmbh Wärmetauscher, beispielsweise Ölkühler
JP2011069511A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Toyota Motor Corp 熱交換器
US20130192291A1 (en) * 2010-11-12 2013-08-01 Mitsubishi Electric Corporation Plate heat exchanger and heat pump apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004036951A1 (de) * 2003-08-01 2005-05-25 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US20060032621A1 (en) * 2004-08-16 2006-02-16 Martin Michael A Stacked plate heat exchangers and heat exchanger plates
DE102007016355A1 (de) 2006-04-03 2007-12-06 Behr Gmbh & Co. Kg Stapelscheibenwärmeübertrager
DE102009034752A1 (de) 2009-07-25 2011-02-10 Modine Europe Gmbh Wärmetauscher, beispielsweise Ölkühler
JP2011069511A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Toyota Motor Corp 熱交換器
US20130192291A1 (en) * 2010-11-12 2013-08-01 Mitsubishi Electric Corporation Plate heat exchanger and heat pump apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2205922B1 (de) Wärmetauscher, insbesondere ölkühler
DE102007011762B4 (de) Wärmetauscher, insbesondere Ölkühler für Kraftfahrzeuge
DE202009015586U1 (de) Wärmeaustauschernetz
DE102012006346A1 (de) Wärmetauscher
DE3046930A1 (de) "waermeaustauscher"
DE19628561C1 (de) Plattenwärmetauscher
DE102009034752A1 (de) Wärmetauscher, beispielsweise Ölkühler
DE102018200809A1 (de) Stapelscheibenwärmetauscher
EP3334992A1 (de) Stapelscheiben-wärmeübertrager, insbesondere ladeluftkühler
DE102013220313B4 (de) Stapelscheiben-Wärmetauscher
DE4441503C2 (de) Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE102017119119A1 (de) Wärmeaustauscher
EP1475596B1 (de) Plattenwärmeübertrager mit einwandigen und doppelwandigen Wärmeübertragerplatten
DE102011090182A1 (de) Baukasten für Wärmeübertrager, einen Wärmeübertragerkern und einen Wärmeübertrager
DE19654365B4 (de) Plattenwärmeübertrager
DE102017219433A1 (de) Wärmeübertrager für einen Verbrennungsmotor
EP1469270B1 (de) Plattenwärmeübertragbarer mit doppelwandigen Wärmeübertragerplatten
DE102015220579A1 (de) Stapelscheiben-Wärmeübertrager
DE102013223742A1 (de) Stapelplattenwärmeübertrager mit einer Vielzahl an Stapelplattenelementen
EP3247960B1 (de) Stapelscheiben-wärmeübertrager
WO2014095594A1 (de) Wärmeübertrager
WO2017167872A1 (de) Stapelscheibenwärmetauscher
EP2899487B1 (de) Stapelscheibenwärmeübertrager
DE102013220212A1 (de) Wärmeübertrager
DE102014217920A1 (de) Stapelscheiben-Wärmeübertrager

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MAHLE INTERNATIONAL GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAHLE BEHR GMBH & CO. KG, 70469 STUTTGART, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee