DE102015012029A1 - Plate heat exchanger - Google Patents

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Wolfgang Schatz-Knecht
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher, umfassend, dickere Wärmetauscherplatten (1) und dünnere Wärmetauscherplatten (2) sowie Turbulenzorgane (3), die in einem Stapel (4) angeordnet sind. Um beispielsweise Kosten zu reduzieren, ist erfindungsgemäß eine vertikal zu einer Plattenebene (5) fortschreitende Reihenfolge (R) der Anordnung bzw. Reihenfolge der Stapelbildung wie folgt vorgesehen: Dickere Platte (1), Turbulenzorgan (3), dünnere Platte (2), Turbulenzorgan (3), dickere Platte (1), Turbulenzorgan (3), dünnere Platte usw..The invention relates to a plate heat exchanger comprising, thicker heat exchanger plates (1) and thinner heat exchanger plates (2) and turbulence members (3) which are arranged in a stack (4). In order to reduce costs, for example, according to the invention a sequence (R) of the arrangement of the stack formation proceeding vertically to a plate plane (5) is provided as follows: thicker plate (1), turbulence member (3), thinner plate (2), turbulence member (3), thicker plate (1), turbulence member (3), thinner plate, etc.

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher, der gestapelte Wärmetauscherplatten sowie Turbulenzorgane besitzt.The invention relates to a plate heat exchanger having stacked heat exchanger plates and turbulence members.

Ein solcher Plattenwärmetauscher ist zum Beispiel aus dem EP 1 400 772 B1 bekannt. Bei dem bekannten Plattenwärmetauscher liegen dickere Platten und dünnere Platten mit einer von ihren zwei Flachseiten unmittelbar aneinander an, und sie sind miteinander metallisch verbunden. Der bekannte Plattenwärmetauscher wurde dort auf seine vorgesehene Verwendung als Bestandteil einer CO2-Klimaanlage zugeschnitten. Das Kältemittel CO2 strömt zwischen den aneinander anliegenden dünneren Platten und dickeren Platten und zwar, genauer gesagt, es strömt durch in den dickeren Platten eingeprägte Strömungskanäle. Der bekannte Plattenwärmetauscher stellt für unter hohem Druck stehende Medien (wie CO2) eine sehr gut geeignete Lösung dar.Such a plate heat exchanger is for example from the EP 1 400 772 B1 known. In the known plate heat exchanger are thicker plates and thinner plates with one of its two flat sides directly to each other, and they are connected to each other metal. The known plate heat exchanger was tailored there to its intended use as part of a CO 2 air conditioning. The refrigerant CO 2 flows between the adjacent thinner plates and thicker plates, specifically, it flows through flow channels impressed in the thicker plates. The known plate heat exchanger is a very suitable solution for high pressure media (such as CO 2 ).

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der weiteren Verbesserung des Plattenwärmetauschers, beispielsweise um denselben für andere Applikationen noch besser geeignet zu machen und/oder um Kosten zu sparen.The object of the invention is to further improve the plate heat exchanger, for example to make it even better suited for other applications and / or to save costs.

Diese Aufgabe wird durch einen Plattenwärmetauscher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein alternativer erfindungsgemäßer Lösungsvorschlag befindet sich im Patentanspruch 22.This object is achieved by a plate heat exchanger having the features of patent claim 1. An alternative proposed solution according to the invention is in claim 22.

Der Erfinder hat im Zuge der Aufgabenlösung herausgefunden, dass es von Vorteil ist, folgende Reihenfolge der Stapelbildung vorzusehen: Dickere Platte, Turbulenzorgan, dünnere Platte, Turbulenzorgan, dickere Platte, Turbulenzorgan, dünnere Platte, usw.. Natürlich könnte die Stapelbildung auch mit einer dünneren Platte beginnen, also dünnere Platte, Turbulenzorgan, dickere Platte usw..The inventor has found in the course of the task solution that it is advantageous to provide the following sequence of stacking: thicker plate, turbulence member, thinner plate, turbulence member, thicker plate, turbulence member, thinner plate, etc. Of course, the stacking could also with a thinner Start plate, so thinner plate, vortex organ, thicker plate, etc.

Diese Reihenfolge ist vorzugsweise für den gesamten Stapel des Plattenwärmetauschers vorgesehen. Resultierend aus der vorgeschlagenen Reihenfolge der Stapelbildung besitzt eine Hälfte der Anzahl der Platten eine geringere Blechdicke als die andere Hälfte, weshalb zu Recht von dickeren und dünneren Platten gesprochen werden kann.This order is preferably provided for the entire stack of the plate heat exchanger. As a result of the proposed stacking order, one-half of the number of plates has a smaller plate thickness than the other half, which is why one can rightly speak of thicker and thinner plates.

Es spricht jedoch an sich nichts dagegen, die vorgeschlagene Reihenfolge nur für einen wesentlichen Teil einer Stapelhöhe in dieser Art und Weise auszuführen. Der restliche Teil der Stapelhöhe kann auch mittels Platten gleicher Plattendicke, wie bisher üblich, ausgeführt sein. Der restliche Teil kann demgegenüber auch gemäß Patentanspruch 22 ausgeführt sein.There is nothing to prevent the proposed order from being performed only for a substantial part of a stack height in this manner. The remaining part of the stack height can also be carried out by means of plates of the same plate thickness, as hitherto customary. In contrast, the remaining part can also be designed according to claim 22.

Eine solche unterschiedliche Ausbildung des Plattenstapels kann auf verschiedenen von zahlreichen Einsatzgebieten von Plattenwärmetauschern von Vorteil sein, beispielsweise auch solchen, die für mehr als zwei Wärme tauschende Medien mit einer korrespondierenden Anzahl von Kanalgruppen ausgerüstet sind.Such a different formation of the plate stack may be advantageous in various of numerous fields of use of plate heat exchangers, for example those equipped with more than two heat exchanging media having a corresponding number of channel groups.

Die hier gerade angesprochenen Kombinationen bezüglich der Teil-Stapelhöhe sind bei allen unterschiedlichen und weiter unten beschriebenen drei Typen von Plattenwärmetauschern möglich und sinnvoll (siehe Ansprüche 14–16, Ansprüche 17 und 18 sowie Anspruch 20). Jedoch wird bevorzugt nicht daran gedacht, die Typen miteinander zu kombinieren. Also eine Mischbauweise mag zwar möglich sein, aber sie ist im vorliegenden Zusammenhang nicht bevorzugt.The combinations mentioned here with regard to the partial stack height are possible and useful for all the different types of plate heat exchangers described below (see claims 14-16, claims 17 and 18 and claim 20). However, preference is not given to combining the types together. So a mixed construction may be possible, but it is not preferred in the present context.

Der Erfinder schlägt ferner vor, zwischen sämtlichen dickeren Platten und dünneren Platten jeweils einen sich in Richtung der Reihenfolge erstreckenden kanalbildenden Abstand vorzusehen, der mit einer Höhe des Turbulenzorgans korrespondiert. Dieses Merkmal unterscheidet den Vorschlag besonders deutlich vom einleitend beschriebenen Stand der Technik.The inventor further proposes to provide, in each case, a channel-forming distance extending in the direction of the order between all the thicker plates and the thinner plates, which distance corresponds to a height of the turbulence element. This feature distinguishes the proposal particularly clearly from the prior art described in the introduction.

Besonders bevorzugt besitzen sämtliche kanalbildenden Abstände zumindest etwa das selbe Maß. Mit anderen Worten, eine Kanalhöhe des Plattenwärmetauschers ist bevorzugt – jedoch nicht in jedem Fall zwingend – identisch, und zwar auf beiden Medienseiten. Eine Medienseite kann mit zu kühlendem oder zu temperierendem Öl dargestellt werden. Die andere Medienseite kann für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen sein.Particularly preferably, all channel-forming distances have at least approximately the same measure. In other words, a channel height of the plate heat exchanger is preferably - but not necessarily in all cases - identical, on both sides of the media. A media page can be displayed with oil to be cooled or tempered. The other media side may be provided for a cooling liquid.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführung handelt es sich bei den Turbulenzorganen um gewellte Blecheinsätze, wie Wellrippen, Lamellen, Kanalbleche oder dergleichen. Auch partielle Plattenumformungen oder ein Mix aus solchen Plattenumformungen und gewellten Blecheinsätzen kann zielführend sein.In a very particularly preferred embodiment, the turbulence members are corrugated sheet metal inserts, such as corrugated ribs, fins, channel plates or the like. Even partial plate forming or a mix of such plate formations and corrugated sheet metal inserts can be effective.

Durch die Erfindung wird zumindest eine Material- bzw. eine Kostenreduktion erreicht. Deutlich erkennbar daraus ist auch eine vorteilhafte Reduktion des Gewichts des Plattenwärmetauschers.At least one material or cost reduction is achieved by the invention. Clearly recognizable from this is also an advantageous reduction of the weight of the plate heat exchanger.

Der Erfinder hat festgestellt, dass ein Plattenwärmetauscher für viele Anwendungen uneingeschränkt geeignet bleibt, wenn man – ausgehend von einem praktizierten Stand der Technik mit Platten gleicher Dicke – eine Hälfte der Anzahl der Platten hinsichtlich ihrer Blechdicke weiter reduziert, als man die Blechdicke der anderen Hälfte der Platten, lediglich erforderlichenfalls, erhöht, wodurch dünnere und dickere Platten bereitgestellt werden. Er reduziert die Plattendicke der einen Platten gegenüber dem Stand der Technik um beispielsweise ca. 0,20 mm, erhöht jedoch die Blechdicke der anderen Platten – falls überhaupt nötig – lediglich um beispielsweise ca. 0,10 mm.The inventor has found that a plate heat exchanger remains fully suitable for many applications if, starting from a prior art with plates of the same thickness, one half of the number of plates is further reduced in sheet thickness than the plate thickness of the other half of the plate Plates, if necessary, increased, thereby providing thinner and thicker plates. He reduces the plate thickness of the one plate over the prior art by, for example, about 0.20 mm, but increases the plate thickness of the other plates - if necessary - only by, for example, about 0.10 mm.

Eine daraus resultierende möglichweise nachteilige Verringerung der Festigkeit kann man im Bedarfsfall leicht durch eine besser versteifende Gestaltung der gewellten Blecheinsätze kompensieren.A resulting possible disadvantageous reduction in strength can be easily compensated in case of need by a better stiffening design of the corrugated sheet metal inserts.

Als Alternative gemäß Patentanspruch 22 kann man auch eine vertikal zu einer Plattenebene fortschreitende Reihenfolge der Anordnung bzw. Reihenfolge der Stapelbildung
wie folgt vorsehen:
Erste Platte, gewellter Blecheinsatz als Turbulenzorgan, hergestellt aus einem dickeren Blech,
zweite Platte, gewellter Blecheinsatz als Turbulenzorgan, hergestellt aus einem dünneren Blech, erste Platte, dickerer Blecheinsatz, zweite Platte, dünnerer Blecheinsatz usw..As an alternative according to claim 22 it is also possible to have a sequence of the arrangement of the stack formation which progresses vertically to a plane of the plate
provide as follows:
First plate, corrugated sheet metal insert as a turbulence member, made of a thicker sheet metal,
second plate, corrugated sheet metal insert as a turbulence member, made of a thinner sheet, first plate, thicker sheet metal insert, second plate, thinner sheet metal insert, etc.

Vorzugsweise besitzen bei dieser Alternative die ersten und die zweiten Platten eine etwa identische Blechdicke.Preferably, in this alternative, the first and second plates have an approximately identical plate thickness.

Wegen weiterer Merkmale der Erfindung wird auf die abhängigen Patentansprüche 2–21 und 23 hingewiesen.For further features of the invention, reference is made to the dependent claims 2-21 and 23.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Beschreibung kann weitere wesentliche Merkmale enthalten.The invention will be described with reference to the accompanying drawings. The description may include other essential features.

Die 1 zeigt eine Skizze eines ersten Ausführungsbeispiels.The 1 shows a sketch of a first embodiment.

Die 2 zeigt eine erste Abwandlung der Ausführung gemäß 1.The 2 shows a first modification of the embodiment according to 1 ,

Die 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel.The 3 shows a second embodiment.

Die 4 und 5 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel.The 4 and 5 show a third embodiment.

Wie man sieht, zeigen die Skizzen 1 und 2 lediglich einen kleinen Ausschnitt eines Plattenwärmetauschers, jedoch ausreichend viel davon, um das Wesentliche erklären zu können. Bekanntlich erstrecken sich die schräg abstehenden Ränder 10, 20 der Platten 1, 2 um den gesamten Umfang der Platten 1, 2. Die Platten 1, 2 können beispielsweise eine etwa rechteckige Form besitzen, aber an sich auch eine nahezu beliebige Form aufweisen. Nur ein kleiner Teil davon ist in dem Ausschnitt gemäß den 1 und 2 zu sehen.As you can see, the sketches show 1 and 2 only a small section of a plate heat exchanger, but enough of it to explain the basics. As is known, the obliquely extending edges extend 10 . 20 the plates 1 . 2 around the entire circumference of the plates 1 . 2 , The plates 1 . 2 For example, they may have an approximately rectangular shape, but may also have an almost arbitrary shape. Only a small part of it is in the clipping according to the 1 and 2 to see.

Die schräg abstehenden Ränder 20 der dünneren Platten 2 besitzen einen größeren Winkel α oder 20.1 gegenüber den Plattenböden (Plattenebene 5) als die Ränder 10 der dickeren Platten 1 (Winkel 20.2). Der Unterschied der Winkel 20.1 und 20.2 ist gering, vielleicht gleich oder kleiner als ein (1) Grad. Dieser stellt sich dadurch ein, dass gegenwärtig beabsichtigt ist, die dickeren und die dünneren Platten 1; 2 mit ein und demselben Umformwerkzeug (nicht gezeigt) herzustellen, um Kosten für Vorleistungen niedrig zu halten.The obliquely protruding edges 20 the thinner plates 2 have a larger angle α or 20.1 opposite the plate bottoms (plate level 5 ) as the edges 10 the thicker plates 1 (Angle 20.2 ). The difference of the angles 20.1 and 20.2 is low, maybe equal to or less than one (1) degree. This is achieved by the current intention of the thicker and thinner plates 1 ; 2 with one and the same forming tool (not shown) in order to keep costs for inputs low.

Die 1 und 2 beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel mit einem ersten und sehr bevorzugten Typ des Wärmetauschers, bei dem die Platten 1, 2 mindestens vier Löcher besitzen, die wegen ihrer im Stapel 4 fluchtenden Anordnung durch den Stapel 4 sich erstreckende zwei Einlass- und zwei Auslass-Sammelkanäle bilden, was die Skizzen jedoch ebenfalls nicht zeigen, weil auch so etwas hinreichend bekannt ist, beispielsweise aus dem in der Einleitung genannten Stand der Technik.The 1 and 2 refer to an embodiment with a first and very preferred type of heat exchanger in which the plates 1 . 2 have at least four holes because of their in the stack 4 aligned arrangement through the stack 4 extend extending two inlet and two outlet collection channels, which, however, the sketches also do not show, because even something is well known, for example, from the mentioned in the introduction of the prior art.

Bei diesem Ausführungsbeispiel stellen die erwähnten schräg abstehenden Ränder 10, 20 eine Art Abstandshalter dar, weil sie die Größe des kanalbildenden Abstands A zwischen den Platten 1; 2 bzw. eine Kanalhöhe mitbestimmen. An Stellen, an denen nachfolgend oder bereits vorher von „Kanal” gesprochen wird/wurde ist der kanalbildende Abstand A gemeint. Wie man sieht, besitzen in diesem Ausführungsbeispiel sämtliche Kanäle gleiche Kanalhöhen.In this embodiment, the mentioned obliquely projecting edges 10 . 20 a kind of spacers because they are the size of the channel-forming distance A between the plates 1 ; 2 or determine a channel height. In places where "channel" is or will be discussed below, the channel-forming distance A is meant. As you can see, all channels have the same channel heights in this embodiment.

In einem anderen Ausführungsbeispiel liegen für jede Medienseite unterschiedliche Kanalhöhen vor, natürlich korrespondierend mit entsprechend unterschiedlichen Höhen von Turbulenzorganen 3.In another embodiment, different channel heights are available for each media page, of course corresponding to correspondingly different heights of turbulence organs 3 ,

Die 2 unterscheidet sich von der 1 dadurch, dass in 2 zwei verschiedene Arten von Turbulenzorganen 3 vorgesehen wurden. Es handelt sich um unterschiedlich gewellte Blecheinsätze 3, die in 2 zur Unterscheidung mit 3a und 3b bezeichnet worden sind. Die Blecheinsätze 3a der einen Art besitzen eine solche Wellenausbildung, dass sich, jeweils auf einen Kanal bezogen, zu der dickeren Platte 1 hinweisend kleinere Kontaktflächen K' ergeben als zu der dünneren Platte 2 hinweisend. Also die Kontaktflächen K' mit den dünneren Platten 2 sind größer, oder sie besitzen zumindest eine andere Geometrie als die Kontaktflächen K. Dadurch kann eine sich durch die Reduzierung der Plattendicke der dünneren Platten 2 gegebenenfalls einstellende Reduzierung der Festigkeit ausgeglichen werden, denn bekanntlich liegen an den Kontaktflächen K, K' und an allen anderen Kontaktflächen feste metallische Verbindungen vor. Die Blecheinsätze 3b der anderen Art sind demgegenüber sozusagen gleichmäßig gewellt, mit etwa identischen Wellenbergen und Wellentälern ausgebildet worden, die auch zu etwa gleichen Kontaktflächen K an beiden Platten 1; 2 des Kanals führen.The 2 is different from the 1 in that in 2 two different types of turbulence organs 3 were provided. These are differently corrugated metal inserts 3 , in the 2 for differentiation with 3a and 3b have been designated. The sheet inserts 3a of a type have such a wave formation that, each related to a channel, to the thicker plate 1 indicative of smaller contact areas K 'than to the thinner plate 2 indicative. So the contact surfaces K 'with the thinner plates 2 are larger, or at least have a different geometry than the contact surfaces K. This can be achieved by reducing the plate thickness of the thinner plates 2 optionally adjusting reduction of the strength can be compensated, because it is known that are present at the contact surfaces K, K 'and at all other contact surfaces solid metallic compounds. The sheet inserts 3b The other type, on the other hand, are uniformly wavy, so to speak, formed with approximately identical wave crests and wave troughs, which are also approximately equal Contact surfaces K on both plates 1 ; 2 lead the channel.

Wie bereits erwähnt wurde, besitzen die Turbulenzorgane 3 eine Höhe, die in diesem Ausführungsbeispiel identisch mit der Kanalhöhe ist.As already mentioned, the turbulence organs have 3 a height that is identical to the channel height in this embodiment.

In der 1 sind sämtliche Blecheinsätze 3 wenigstens im Wesentlichen identisch ausgebildet worden – beispielsweise so ausgebildet wie diejenigen der anderen Art 3b.In the 1 are all sheet metal inserts 3 at least substantially identical formed - for example, as designed as those of the other kind 3b ,

Die Reihenfolge der Stapelbildung ist aus den 1 und 2 ebenfalls deutlich sichtbar, nämlich auf eine dickere Platte 1 folgt ein Turbulenzorgan 3, dann eine dünnere Platte 2, ein nächstes Turbulenzorgan 3 usw.. Aus der Reihenfolge resultierend und aus den Darstellungen ebenfalls erkennbar ist auch, dass zwischen sämtlichen dickeren Platten 1 und dünneren Platten 2 jeweils der sich in Richtung der Reihenfolge R erstreckende kanalbildende Abstand A vorhanden ist, der mit einer Höhe des Turbulenzorgans 3 korrespondiert.The order of stacking is from the 1 and 2 also clearly visible, namely on a thicker plate 1 follows a turbulence organ 3 , then a thinner plate 2 , a next turbulence organ 3 etc .. Resulting from the order and from the representations also recognizable is also that between all the thicker plates 1 and thinner plates 2 each of the extending in the direction of the order R channel-forming distance A is present, with a height of the turbulence member 3 corresponds.

Die Blechdicke der dünneren Platten 2 beträgt in den gezeigten Ausführungsbeispielen etwa 0,20 mm. Für die dickeren Platten 1 sind 0,40 mm vorgesehen worden.The sheet thickness of the thinner plates 2 is about 0.20 mm in the embodiments shown. For the thicker plates 1 0.40 mm have been provided.

In einem anderen Ausführungsbeispiel sind die dickeren Platten 1 lediglich 0,30 mm dick. Auch die Dicke der Blecheinsätze 3 soll etwa 0,30 mm betragen. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Werkstoff für die Platten 1; 2 und die Blecheinsätze 3 um einen geeigneten Edelstahl.In another embodiment, the thicker plates 1 only 0.30 mm thick. Also the thickness of the sheet metal inserts 3 should be about 0.30 mm. In the exemplary embodiment, it is the material for the plates 1 ; 2 and the sheet metal inserts 3 a suitable stainless steel.

Ein anderes Ausführungsbeispiel sieht eine geeignete Aluminiumlegierung vor, ohne damit weitere Metalllegierungen auszuschließen.Another embodiment provides for a suitable aluminum alloy without excluding further metal alloys.

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 3, das ebenfalls zum ersten und sehr bevorzugten Typ gehört, sieht als Turbulenzorgane 3 in den einen Kanälen angeordnete gewellte Blecheinsätze 3b vor und in anderen Kanälen Noppen 30 oder dergleichen lokale Plattenumformungen. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe der Noppen 30 etwa die Hälfte des kanalbildenden Abstands A, sodass in benachbarten Platten 1, 2 gegenüberliegend angeordnete Noppen 30 aneinander anliegen. Die Noppen oder Sicken 30 können ganz unterschiedliche Gestalt aufweisen, obwohl lediglich gleichförmige Noppen 30 zu sehen sind.The second embodiment according to 3 , which also belongs to the first and most preferred type, sees as turbulence organs 3 in the channels arranged corrugated sheet inserts 3b before and in other channels pimples 30 or the like local Plattenumformungen. In this embodiment, the height of the nubs 30 about half of the channel-forming distance A, so in adjacent plates 1 . 2 oppositely arranged pimples 30 abut each other. The nubs or beads 30 can have very different shape, although only uniform nubs 30 you can see.

Eine weitere jedoch nicht gezeigte Ausführung besitzt in ein und denselben Kanälen einen Mix aus gewellten Blecheinsätzen 3 und Noppen 30 oder Sicken oder dergleichen.Another embodiment, not shown, has in one and the same channels a mix of corrugated sheet metal inserts 3 and pimples 30 or beads or the like.

Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 bezieht sich auf einen zweiten Typ des Plattenwärmetauschers. Es sieht vor, aus jeweils einer dickeren und einer dünneren Platte 1; 2 ein Plattenpaar 12 zu bilden. Die jeweils im Bild oben liegenden dickeren Platten 1 wurden lediglich durch einige fette Striche in 5 angedeutet. Es versteht sich allerdings, dass in diesem Ausführungsbeispiel jede oben liegende Platte 1 jedes Plattenpaares 12 etwas dicker ist als die jeweils unten liegende Platte 2. Innerhalb eines jeden Plattenpaares 12 befindet sich ein Turbulenzorgan 3 nach der Art eines gewellten Blecheinsatzes 3c. Ein etwas anders gestalteter und flacherer gewellter Blecheinsatz 3d befindet sich jeweils zwischen den Plattenpaaren 12. Die dickeren und die dünneren Platten 1; 2 des dritten Ausführungsbeispiels benötigen zur Funktion des Plattenwärmetauschers jeweils lediglich zwei Löcher 13, 14. Auch hier fluchten die Löcher 13 bzw. 14 in dem Stapel 4 und bilden einen Einlass-Sammelkanal 9 und einen Auslass-Sammelkanal 8 für ein durch die Plattenpaare 12 strömendes Medium. Der Plattenwärmetauscher dieses Ausführungsbeispiels, bzw. dessen Stapel 4, befindet sich in einem Gehäuse G, welches in 4 lediglich als Einrahmung angedeutet dargestellt wird. Das Gehäuse G besitzt einen Einlass und einen Auslass für ein anderes, zwischen den Plattenpaaren 12 strömendes, Medium.The third embodiment according to the 4 and 5 refers to a second type of plate heat exchanger. It provides, each of a thicker and a thinner plate 1 ; 2 a plate pair 12 to build. The thicker plates in the picture above 1 were just by some bold dashes in 5 indicated. It is understood, however, that in this embodiment, each top plate 1 each plate pair 12 a little thicker than the bottom plate 2 , Within each plate pair 12 there is a turbulence organ 3 in the manner of a corrugated sheet metal insert 3c , A slightly different shaped and flatter corrugated sheet metal insert 3d is in each case between the plate pairs 12 , The thicker and the thinner plates 1 ; 2 of the third embodiment require only two holes for the function of the plate heat exchanger 13 . 14 , Again, the holes are aligned 13 respectively. 14 in the pile 4 and form an inlet collecting channel 9 and an outlet collection channel 8th for one through the plate pairs 12 flowing medium. The plate heat exchanger of this embodiment, or its stack 4 , located in a housing G, which in 4 is shown only as framing indicated. The housing G has an inlet and an outlet for another, between the plate pairs 12 flowing, medium.

Die vorne bereits angesprochenen, jedoch nicht gezeigten, unterschiedlichen Kanalhöhen sind in diesem Ausführungsbeispiel vorhanden und aus 5 ersichtlich, die einen Schnitt durch den Stapel 4 im Bereich eines erwähnten Einlass- oder Auslass-Sammelkanals 8/9 zeigt. Die kanalbildenden Abstände A korrespondieren mit den gewellten Blecheinsätze 3c bzw. 3d.The front already mentioned, but not shown, different channel heights are present in this embodiment and off 5 It can be seen that a section through the stack 4 in the area of a mentioned inlet or outlet collecting channel 8th / 9 shows. The channel-forming distances A correspond to the corrugated sheet inserts 3c respectively. 3d ,

Auch auf den an sich bekannten dritten Typ Plattenwärmetauscher, bei dem zur Darstellung des kanalbildenden Abstands A zwischen den Platten Abstandshalter, wie Stäbe oder dergleichen, an gegenüberliegenden Plattenrändern angeordnet sind, wobei eine Höhe oder eine Dicke der Abstandshalter etwa identisch mit einem Maß des Abstands A ist, ist die Idee mit Platten unterschiedlicher Dicke leicht übertragbar. Die Platten 1; 2 dieses Typs sind meist ohne Löcher ausgebildet. In einem Stapel 4, bestehend aus den Platten 1; 2, den Turbulenzorganen 3 und den Abstandshaltern ist – wenn keine Löcher vorhanden sind – ein Einlass und ein Auslass des Plattenwärmetauschers an durch Plattenränder gebildeten Stirnseiten des Stapels 4 angeordnet. Dieses Ausführungsbeispiel wurde in den Zeichnungen nicht dargestellt, weil bezüglich des beschriebenen Wärmetauschertyps – wie erwähnt – auf den Stand der Technik verwiesen werden kann.Also to the known third type plate heat exchanger in which spacers, such as bars or the like, are arranged on opposite plate edges to represent the channel-forming distance A between the plates, wherein a height or thickness of the spacers is approximately identical to a measure of the distance A. is the idea with plates of different thickness is easily transferable. The plates 1 ; 2 This type are usually formed without holes. In a pile 4 consisting of the plates 1 ; 2 , the turbulence organs 3 and the spacers, if there are no holes, an inlet and an outlet of the plate heat exchanger at end faces of the stack formed by plate edges 4 arranged. This embodiment was not shown in the drawings, because with respect to the described type of heat exchanger - as mentioned - can be made to the prior art.

Auch der Gedanke, unterschiedlich dicke gewellte Blecheinsätze 3 als Turbulenzorgane vorzusehen wurde vom Erfinder untersucht und für manche Applikationen als sinnvoll angesehen. Vorzugsweise besitzen bei dieser zweiten Alternative alle Platten eine einheitliche Dicke. Jedoch sind die unterschiedlich dicken gewellten Blecheinsätze 3 hinsichtlich ihrer Wellenkonfiguration unterschiedlich ausgestaltet. Auch hier gilt, dass die Reihenfolge wenigstens für einen wesentlichen Teil einer Stapelhöhe vorgesehen ist aber auch für den gesamten Stapel vorgesehen werden könnte. Möglich ist es selbstverständlich auch, einen Teil der Stapelhöhe gemäß der vorne beschriebenen ersten Alternative auszubilden und einen anderen Teil gemäß dieser zweiten Alternative.Also, the idea, different thickness corrugated metal inserts 3 as turbulence organs The inventor examined and considered useful for some applications. Preferably, in this second alternative, all the plates have a uniform thickness. However, the different thickness corrugated metal inserts 3 configured differently with respect to their wave configuration. Again, that the order is provided at least for a substantial part of a stack height but could also be provided for the entire stack. It is of course also possible to form part of the stack height according to the first alternative described above and another part according to this second alternative.

Bezüglich der speziellen Wellenkonfigurationen selbst wird der Fachmann eher aus der Vielfalt des Standes der Technik passende ebensolche auswählen bevor er neue erfindet. Für die dünneren gewellten Blecheinsätze 3 könnte er solche bevorzugen, die etwas bessere Stabilitäts- und Festigkeitswerte bereitstellen und für die dickeren Blecheinsätze 3 könnte er andere bevorzugen, die hinsichtlich der Effizienz des Wärmetausches etwas bessere Werte versprechen. Diesbezüglich stellt die 2 lediglich ein richtungsweisendes Beispiel dar.With respect to the particular shaft configurations themselves, those skilled in the art will rather select from the variety of the prior art appropriate ones before inventing new ones. For the thinner corrugated metal inserts 3 For example, he might prefer those that provide slightly better stability and strength values and thicker sheet metal inserts 3 he might prefer others that promise somewhat better values in terms of heat exchange efficiency. In this regard, the 2 just a landmark example.

Wegen passender Werte für die hier angesprochenen Dickenunterschiede der Blecheinsätze 3 kann weiter vorne bei den beispielhaft angegebenen Werten bezüglich der Plattendicken nachgelesen werden.Because of suitable values for the here mentioned thickness differences of the sheet inserts 3 can be read earlier in the example given values in terms of plate thicknesses.

Der beschriebene alternative Gedanke mit unterschiedlich dicken Blecheinsätzen 3 wurde in den Zeichnungen nicht extra dargestellt, weil dieser im Bereich einer durchschnittlichen Vorstellungskraft liegt.The alternative thought described with different thickness sheet inserts 3 was not shown in the drawings because it is in the range of average imagination.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1400772 B1 [0002] EP 1400772 B1 [0002]

Claims (23)

Plattenwärmetauscher, umfassend, Wärmetauscherplatten (1; 2) und Turbulenzorgane (3), die in einem Stapel (4) angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine vertikal zu einer Plattenebene (5) fortschreitende Reihenfolge (R) der Anordnung bzw. Reihenfolge der Stapelbildung wie folgt: Dickere Platte (1), Turbulenzorgan (3), dünnere Platte (2), Turbulenzorgan (3), dickere Platte (1), Turbulenzorgan (3), dünnere Platte usw..Plate heat exchanger comprising, heat exchanger plates ( 1 ; 2 ) and turbulence organs ( 3 ) in a stack ( 4 ) are arranged, characterized by a vertical to a plate plane ( 5 ) progressive order (R) of the order of stack formation as follows: Thicker plate ( 1 ), Turbulence organ ( 3 ), thinner plate ( 2 ), Turbulence organ ( 3 ), thicker plate ( 1 ), Turbulence organ ( 3 ), thinner plate, etc. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen sämtlichen dickeren Platten (1) und dünneren Platten (2) jeweils ein sich in Richtung der Reihenfolge (R) erstreckender kanalbildender Abstand (A) vorhanden ist, der mit einer Höhe des Turbulenzorgans (3) korrespondiert.Plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that between all the thicker plates ( 1 ) and thinner plates ( 2 ) in each case one in the direction of the order (R) extending channel-forming distance (A) is present, which with a height of the turbulence member ( 3 ) corresponds. Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbulenzorgan (3) ein gewellter Blecheinsatz ist, wie Wellrippe, Lamelle, Kanalblech oder dergleichen.Plate heat exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that the turbulence element ( 3 ) is a corrugated sheet metal insert, such as corrugated fin, lamella, channel plate or the like. Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass alle gewellten Blecheinsätze (3) identisch ausgebildet sind, also einer einzigen Art angehören.Plate heat exchanger according to claims 1-3, characterized in that all corrugated metal inserts ( 3 ) are identical, so belong to a single kind. Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Arten von gewellten Blecheinsätzen (3a, 3b) vorhanden sind, die hinsichtlich ihrer Wellenkonfiguration unterschiedlich ausgebildet sind.Plate heat exchanger according to claims 1-3, characterized in that two types (of corrugated sheet metal inserts 3a . 3b ) are present, which are formed differently in terms of their wave configuration. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Art (3b) eine Wellenkonfiguration besitzt, die etwa gleich große Kontaktflächen (K) sowohl mit der dickeren Platte (1) als auch mit der dünneren Platte (2) bereitstellt.Plate heat exchanger according to claim 5, characterized in that the one type ( 3b ) has a wave configuration having approximately equal contact surfaces (K) both with the thicker plate ( 1 ) as well as with the thinner plate ( 2 ). Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Art (3a) größere Kontaktflächen (K') mit der dünneren Platte (2) bereitstellt als mit der dickeren Platte (1) oder Kontaktflächen mit einer unterschiedlichen Geometrie bereitstellt.Plate heat exchanger according to claim 5, characterized in that the other type ( 3a ) larger contact surfaces (K ') with the thinner plate ( 2 ) than with the thicker plate ( 1 ) or contact surfaces with a different geometry. Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbulenzorgan (3) eine örtliche Plattenumformung ist, wie Noppe, Sicke (30) oder dergleichen.Plate heat exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that the turbulence element ( 3 ) is a local plate forming, such as knob, bead ( 30 ) or similar. Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbulenzorgan (3) aus einem Mix aus Wellrippen, Lamellen und Noppen (30), Sicken oder dergleichen dargestellt ist.Plate heat exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that the turbulence element ( 3 ) from a mix of corrugated ribs, lamellas and nubs ( 30 ), Beads or the like is shown. Plattenwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Plattendicke der dünneren Platten (2) etwa ≥ 0, 2 mm beträgt und eine Plattendicke der dickeren Platten (1) bei etwa ≤ 0, 5 mm liegt.Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a plate thickness of the thinner plates ( 2 ) is approximately 0 0, 2 mm and a plate thickness of the thicker plates ( 1 ) is approximately ≦ 0, 5 mm. Plattenwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke des Bleches, aus dem gewellte Blecheinsätze hergestellt werden etwa 0,2–0,4 mm beträgt.Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a thickness of the sheet, are produced from the corrugated sheet metal inserts is about 0.2-0.4 mm. Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß des kanalbildenden Abstands (A) etwa identisch mit einem Maß der Höhe des Turbulenzorgans (3) ist, um mit dem Abstand (A) zu korrespondieren.Plate heat exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that a measure of the channel-forming distance (A) is approximately identical to a measure of the height of the turbulence element ( 3 ) is to correspond to the distance (A). Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß der Höhe des Turbulenzorgans (3) etwa halb so groß wie ein Maß des kanalbildenden Abstands (A) ist, wobei wenigstens einige gegenüberliegende Turbulenzorgane (3) vorhanden sind, die aneinander anliegen, um mit dem Abstand (A) zu korrespondieren.Plate heat exchanger according to claims 1 and 2 or 8, characterized in that a measure of the height of the turbulence element ( 3 ) is about half as large as a measure of the channel-forming distance (A), at least some opposing turbulence organs ( 3 ) abutting each other to correspond to the distance (A). Plattenwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dickeren und die dünneren Platten (1; 2) jeweils mindestens vier Löcher aufweisen, die im Stapel (4) durch denselben sich erstreckende zwei Einlass- Sammelkanäle und zwei Auslass-Sammelkanäle bilden.Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the thicker and the thinner plates ( 1 ; 2 ) each have at least four holes in the stack ( 4 ) through the same extending two inlet collecting channels and two outlet collecting channels. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die dickeren und die dünneren Platten (1; 2) wannenartig, mit einem schräg abstehenden, umlaufenden Rand (10; 20) und mit einem in der Plattenebene (5) sich erstreckenden Plattenboden ausgebildet sind, wobei der kanalbildende Abstand (A) im Bereich der Plattenböden vorhanden ist und wobei die Ränder (10; 20) benachbarter Platten aneinander anliegen und miteinander verbunden sind.Plate heat exchanger according to claim 14, characterized in that the thicker and thinner plates ( 1 ; 2 ) trough-like, with an obliquely projecting, circumferential edge ( 10 ; 20 ) and one at the disk level ( 5 ) are formed extending plate bottom, wherein the channel-forming distance (A) in the region of the plate bottoms is present and wherein the edges ( 10 ; 20 ) adjacent plates abut each other and are interconnected. Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die schräg abstehenden Ränder (20) der dünneren Platten (2) einen größeren Winkel (20.1) gegenüber den Plattenböden aufweisen als die Ränder (10) der dickeren Platten (1).Plate heat exchanger according to claims 14 and 15, characterized in that the obliquely projecting edges ( 20 ) of the thinner plates ( 2 ) a larger angle ( 20.1 ) with respect to the plate bottoms than the edges ( 10 ) of the thicker plates ( 1 ). Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung des kanalbildenden Abstands (A) zwischen den Platten Abstandshalter, wie Stäbe oder dergleichen, an gegenüberliegenden Plattenrändern angeordnet sind, wobei eine Höhe oder eine Dicke der Abstandshalter etwa identisch mit einem Maß des Abstands (A) ist.Plate heat exchanger according to one of claims 1-13, characterized in that for the representation of the channel-forming distance (A) between the plates spacers, such as rods or the like, are arranged on opposite plate edges, wherein a height or a thickness of the spacer is approximately identical to a measure of the distance (A). Plattenwärmetauscher nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (1; 2) vorzugsweise ohne Löcher ausgebildet sind, wobei in einem Stapel (4), bestehend aus den Platten (1; 2), den Turbulenzorganen (3) und den Abstandshaltern ein Einlass und ein Auslass des Plattenwärmetauschers an durch Plattenränder gebildeten Stirnseiten des Stapels (4) angeordnet sind. Plate heat exchanger according to claim 17, characterized in that the plates ( 1 ; 2 ) are preferably formed without holes, wherein in a stack ( 4 ), consisting of the plates ( 1 ; 2 ), the turbulence organs ( 3 ) and the spacers, an inlet and an outlet of the plate heat exchanger at end faces of the stack formed by plate edges (US Pat. 4 ) are arranged. Plattenwärmetauscher gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge (R) der Stapelbildung vorzugsweise für den gesamten Stapel (4) vorgesehen ist, jedoch wenigstens für einen wesentlichen Teil einer Höhe des Stapels (4).Plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that the order (R) of the stack formation preferably for the entire stack ( 4 ), but at least for a substantial part of a height of the stack ( 4 ). Plattenwärmetauscher gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine dickere und eine dünnere Platte (1; 2) ein Plattenpaar (12) bildet, wobei das Turbulenzorgan (3c) in jedem Plattenpaar (12) und ein weiteres Turbulenzorgan (3d) zwischen jedem Plattenpaar (12) angeordnet ist.Plate heat exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that in each case a thicker and a thinner plate ( 1 ; 2 ) a pair of plates ( 12 ), the turbulence organ ( 3c ) in each plate pair ( 12 ) and another turbulence organ ( 3d ) between each pair of plates ( 12 ) is arranged. Plattenwärmetauscher, umfassend, Wärmetauscherplatten (1; 2) und Turbulenzorgane (3), die in einem Stapel (4) angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine vertikal zu einer Plattenebene (5) fortschreitende Reihenfolge (R) der Anordnung bzw. Reihenfolge der Stapelbildung wie folgt: Erste Platte, gewellter Blecheinsatz als Turbulenzorgan (3), hergestellt aus einem dickeren Blech, zweite Platte, gewellter Blecheinsatz als Turbulenzorgan (3), hergestellt aus einem dünneren Blech, erste Platte, dickerer Blecheinsatz (3), zweite Platte, dünnerer Blecheinsatz (3) usw..Plate heat exchanger comprising, heat exchanger plates ( 1 ; 2 ) and turbulence organs ( 3 ) in a stack ( 4 ) are arranged, characterized by a vertical to a plate plane ( 5 ) progressive order (R) of the order of stacking as follows: first plate, corrugated sheet metal insert as a turbulence member ( 3 ), made of a thicker sheet, second plate, corrugated sheet metal insert as turbulence member ( 3 ), made of a thinner sheet, first plate, thicker sheet metal insert ( 3 ), second plate, thinner sheet metal insert ( 3 ) etc. Plattenwärmetauscher gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Platten vorzugsweise die gleiche Plattendicke aufweisen, jedoch auch mit unterschiedlichen Dicken gemäß Patentanspruch 1 ausgebildet sein können.Plate heat exchanger according to claim 21, characterized in that the first and the second plates preferably have the same plate thickness, but may also be formed with different thicknesses according to claim 1. Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass die dünneren und die dickeren gewellten Blecheinsätze (3) hinsichtlich ihrer Wellenkonfiguration unterschiedlich ausgebildet sind.Plate heat exchanger according to claims 21 and 22, characterized in that the thinner and the thicker corrugated sheet metal inserts ( 3 ) are formed differently in terms of their wave configuration.
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