DE10295888T5

DE10295888T5 - Plate heat exchanger

Info

Publication number: DE10295888T5
Application number: DE10295888T
Authority: DE
Inventors: Ingvar Lindholm; Anders Knutsson
Original assignee: Alfa Laval Corporate AB
Current assignee: Alfa Laval Corporate AB
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2004-07-01
Also published as: SE0100286D0; WO2002061357A8; SE518248C2; WO2002061357A1; SE0100286L; FI20031115A; FI118140B

Abstract

Plattenwärmetauscher zum Übertragen von Wärme zwischen mindestens einem ersten Medium und einem zweiten Medium, wobei der Plattenwärmetauscher eine erste Endplatte (1) umfasst sowie eine Mehrzahl von Zwischenplatten (3) und eine zweite Endplatte (2), wobei die Platten (1, 2, 3) übereinander gestapelt und auf eine solche Weise ausgestaltet sind, daß sie einen Plattenstapel bilden, der einen ersten Strömungsweg (5) mit Einlass- und Auslassöffnungen (4) für das erste Medium umfasst sowie einen zweiten Strömungsweg (6) mit Einlass- und Auslassöffnungen (4) für das zweite Medium und wobei mindestens die erste Endplatte (1) einen kragenförmigen Abschnitt (9) mit einer inneren Oberfläche (10) umfasst, der eine solche Einlass- oder Auslassöffnung (4) definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche (10) des kragenförmigen Abschnittes (9) eine Ausdehnung zwischen einem gekrümmten Abschnitt (11) und einem Endkantenabschnitt (12) hat und daß der Endkantenabschnitt (12) in einem kürzeren senkrechten Abstand von der zweiten Endplatte (2) angeordnet ist als der erste...Plate heat exchanger for transferring heat between at least a first medium and a second medium, the plate heat exchanger comprising a first end plate (1) and a plurality of intermediate plates (3) and a second end plate (2), the plates (1, 2, 3 ) stacked on top of one another and designed in such a way that they form a plate stack which comprises a first flow path (5) with inlet and outlet openings (4) for the first medium and a second flow path (6) with inlet and outlet openings ( 4) for the second medium and wherein at least the first end plate (1) comprises a collar-shaped section (9) with an inner surface (10) which defines such an inlet or outlet opening (4), characterized in that the inner surface ( 10) of the collar-shaped section (9) has an extension between a curved section (11) and an end edge section (12) and that the end edge section (12) is arranged at a shorter vertical distance from the second end plate (2) than the first ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIKBACKGROUND OF THE INVENTION AND PRIOR ART

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Plattenwärmetauscher zum Übertragen von Wärme zwischen mindestens einem ersten Medium und einem zweiten Medium, wobei der Plattenwärmetauscher eine erste Endplatte umfasst sowie eine Mehrzahl von Zwischenplatten und eine zweite Endplatte, wobei die Platten übereinander gestapelt und auf eine solche Weise ausgestaltet sind, daß sie einen Plattenstapel bilden, der einen ersten Strömungsweg mit Einlass- und Auslassöffnungen für das erste Medium umfasst sowie einen zweiten Strömungsweg mit Einlass- und Auslassöffnungen für das zweite Medium und wobei mindestens die erste Endplatte einen kragenförmigen Abschnitt mit einer inneren Oberfläche umfasst, der eine solche Einlass- oder Auslassöffnung definiert.The present invention relates on a plate heat exchanger to transfer of warmth between at least a first medium and a second medium, being the plate heat exchanger comprises a first end plate and a plurality of intermediate plates and a second end plate, the plates being stacked and stacked on top of one another are designed in such a way that they form a plate stack, the first flow path with inlet and outlet openings for the includes the first medium and a second flow path with inlet and outlet openings for the second medium and wherein at least the first end plate has a collar-shaped section with an inner surface which defines such an inlet or outlet opening.

Gewöhnlich werden solche Plattenwärmetauscher in verschiedenen Zusammenhängen verwendet, wo es gewünscht ist, ein flüssiges Medium durch ein anderes flüssiges Medium zu kühlen. Ein Verbindungselement in der Form einer Verbindungsleitung wird gewöhnlich mit den Einlass- und den Auslassöffnungen in den Endplatten des Plattenwärmetauschers verbunden. Im allgemeinen müssen die Oberflächen der Verbindungsleitung so bearbeitet werden, z.B. durch Drehen, daß sie eine verlässliche Verbindung zwischen der Verbindungsleitung und einer Verbindungsoberfläche der Endplatte gewährleisten. Eine solche Verbindung wird gewöhnlich durch ein Löten erreicht. Da die Verbindungsleitung bearbeitet werden muss, bevor sie mit der Endplatte verbunden werden kann, sind die Kosten für eine solche Verbindungsleitung relativ hoch, was zu höheren Kosten für den Plattenwärmetauscher führt.Such plate heat exchangers are usually used in different contexts used where desired is a fluid Medium through another liquid Cool medium. A connecting element in the form of a connecting line is usually with the inlet and outlet openings in the end plates of the plate heat exchanger connected. Generally need to the surfaces the connecting line can be processed in this way, e.g. go berserk, that she a reliable connection between the connecting line and a connecting surface of the Ensure end plate. Such a connection is usually through a soldering reached. Since the connecting line must be processed before they can be connected to the end plate are the cost of such Connection line relatively high, resulting in higher costs for the plate heat exchanger leads.

Herkömmliche Öffnungen in den Endplatten zum Aufnehmen der Verbindungsleitungen haben auch eine solche Konstruktion, daß geschmolzenes Lötmittel während des Prozesses, in dem die Platten miteinander verlötet werden, relativ leicht herausströmen können. Das Lötmittel, das aus dem Plattenstapel herausfließt, kommt gewöhnlicherweise in Kontakt mit den Lötvorrichtungen, die zwischen den Plattenstapeln während des Lötprozesses liegen, und verfestigt sich auf ihnen.Conventional openings in the end plates for Receiving the connecting lines also have such a construction, that molten solder while the process of soldering the boards together flow out relatively easily can. The solder, that flows out of the stack of plates usually comes in contact with the soldering devices, that lie between the stack of plates during the soldering process, and solidified yourself on them.

Aus der SE 127 970 , der JP 62 65 289 , der GB 2 270 971 und der WO 98 59 208 sind Plattenwärmetauscher bekannt, die mit Endplatten versehen sind, die einen nach außen gerichteten kragenförmigen Abschnitt aufweisen, der eine Öffnung definiert und eine Verbindungsoberfläche zu einer Verbindungsleitung umfasst. Durch einen solchen nach außen gerichteten kragenförmigen Abschnitt ist keine besondere Behandlung der Verbindungsoberflächen der Ver bindungsleitung nötig, um eine akzeptable Verbindung zwischen der Verbindungsleitung und der Endplatte herzustellen. Es können Verbindungsleitungen mit im wesentlichen unbehandelten Verbindungsoberflächen verwendet werden.From the SE 127 970 , the JP 62 65 289 , the GB 2 270 971 and the WO 98 59 208 plate heat exchangers are known which are provided with end plates which have an outwardly directed collar-shaped section which defines an opening and comprises a connecting surface to a connecting line. With such an outwardly directed collar-shaped section, no special treatment of the connecting surfaces of the connecting line is necessary in order to establish an acceptable connection between the connecting line and the end plate. Connection lines with essentially untreated connection surfaces can be used.

Solche nach außen gerichteten kragenförmigen Teile der Endplatten führen jedoch zu gewissen Nachteilen. Während des Lötens der Platten kann das im Plattenstapel befindliche geschmolzene Lötmittel durch eine solche Öffnung nach außen strömen und sich auf der Innenseite des kragenförmigen Abschnittes verfestigen, der dazu dienen soll, eine Verbindungsoberfläche zur Verbindungsleitung zu bilden. Auf diese Weise entsteht das Risiko, daß die Öffnung so behindert wird, daß eine Verbindungsleitung nicht durch die Öffnung eingesetzt werden kann. Weiterhin bildet der kragenförmige Abschnitt einen Abschnitt, der von der Endplatte vorsteht, was dazu führt, daß eine Vorrichtung, die an die Endplatte anstößt, während eines Lötprozesses mit entsprechenden Löchern oder Stoppern versehen sein muss. Weiterhin ist es schwierig, den hergestellten gelöteten Plattenstapel einem Drucktest zu unterziehen, da es nicht leicht ist, die Endoberfläche des vorstehenden kragenförmigen Abschnittes in einer perfekt ebenen Position zu halten.Such outward collar-shaped parts of the end plates but with certain disadvantages. While of soldering of the boards can be the molten solder in the board stack through such an opening outward stream and solidify on the inside of the collar-shaped section, which is intended to serve as a connection surface to the connection line to build. This creates the risk of opening up like this is hindered that a Connection line cannot be inserted through the opening. Farther forms the collar-shaped Section a section that protrudes from the end plate, resulting in a device that bumps against the end plate during a soldering process with corresponding holes or stoppers must be provided. Furthermore, it is difficult manufactured soldered Pressure test a stack of plates as it is not easy is the end surface of the above collar-shaped To keep the section in a perfectly flat position.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Plattenwärmetauscher vorzusehen, der eine solche Konstruktion aufweist, daß er in einem hohen Durchsatz, jedoch bei geringeren Kosten als herkömmliche Plattenwärmetauscher, hergestellt werden kann.It is the goal of the present Invention, a plate heat exchanger to provide, which has such a construction that it in high throughput, but at a lower cost than conventional ones Plate heat exchanger, can be manufactured.

Dieses Ziel wird durch einen Plattenwärmetauscher der eingangs erwähnten Art erreicht, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die innere Oberfläche des kragenförmigen Abschnittes eine Ausdehnung zwischen einem gekrümmten Abschnitt und einem Endkantenabschnitt hat und daß der Endkantenabschnitt in einem kürzeren senkrechten Abstand von der zweiten Endplatte angeordnet ist als der erste gekrümmte Abschnitt. Dementsprechend ist der Plattenwärmetauscher mit einem nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitt versehen. Durch einen nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitt wird eine nach oben gerichtete Sperre erreicht, die verhindert, daß möglicherweise abwärts fließendes Lötmittel die Öffnung während des Zusammenlötens der Platten erreicht. Dadurch wird das Risiko beseitigt, daß ein solches Lötmittel die Öffnung behindert. Durch einen solchen nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitt wird auch erreicht, daß kein Abschnitt von der äußeren Oberfläche der Endplatte vorsteht. Dadurch können einfache Vorrichtungen mit ebenen Oberflächen verwendet werden, wenn die Plattenstapel miteinander verlötet werden sollen. Die Vorrichtungen müssen auf diese Weise nicht mit Löchern oder Stoppern versehen sein, die an den vom Plattenstapel vorstehenden Abschnitt anzupassen wären. Weiterhin wird durch einen nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitt der folgende Drucktest des Plattenstapels ermöglicht, da die gesamte Oberfläche der Endplatte bis zur Öffnung verwendet werden kann, um eine dichte Oberfläche mit einem Drucktestelement zu erreichen.This object is achieved by a plate heat exchanger of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the inner surface of the collar-shaped section has an extension between a curved section and an end edge section and in that the end edge section is arranged at a shorter perpendicular distance from the second end plate than the first curved section. Accordingly, the plate heat exchanger is provided with an inwardly collar-shaped section. An inwardly directed collar-shaped section achieves an upward barrier which prevents solder which may flow down from reaching the opening during the soldering together of the plates. This eliminates the risk of such a solder obstructing the opening. Such an inwardly directed collar-shaped section also ensures that no section protrudes from the outer surface of the end plate. This allows simple devices with flat surfaces to be used when the plate stacks are to be soldered together. In this way, the devices need not be provided with holes or stoppers which would have to be adapted to the section projecting from the plate stack. Furthermore, it is directed towards the inside teten collar-shaped portion of the following pressure test of the plate stack enables, since the entire surface of the end plate can be used up to the opening to achieve a dense surface with a pressure test element.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Verbindung im wesentlichen entlang der gesamten inneren Oberfläche des kragenförmigen Abschnittes erreicht. Dadurch erhält man eine relativ große Verbindungsoberfläche und eine starke Verbindung zwischen dem kragenförmigen Abschnitt und einem Verbindungselement. Vorteilhafterweise ist das Verbindungselement eine Verbindungsleitung, es kann sich aber auch um ein Kopplungselement handeln, in dem eine Verbindungsleitung befestigt werden kann. Vorteilhafterweise bildet die innere Oberfläche des kragenförmigen Abschnittes einen Winkel von ungefähr 90° mit der Hauptausdehnungsebene der ersten Endplatte. Dadurch kann ein Verbindungselement in der Form einer Verbindungsleitung leicht in den kragenförmigen Abschnitt eingesetzt werden. Die innere Oberfläche des kragenförmigen Abschnittes kann eine Ausdehnung von 2 bis 10 mm vom gekrümmten Abschnitt zum Endkantenabschnitt haben. Durch eine solche Kragenlänge erhält man gewöhnlich eine hinreichende Oberfläche, um eine sichere und starke Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem kragenförmigen Abschnitt zu erreichen.According to a preferred embodiment of the present invention, the connection is essentially along the entire inner surface the collar-shaped Section reached. This gives a relatively large connection surface and a strong connection between the collar-shaped section and one Connecting element. The connecting element is advantageous a connecting line, but it can also be a coupling element act in which a connecting line can be attached. advantageously, forms the inner surface the collar-shaped Section an angle of approximately 90 ° with the main plane of expansion the first end plate. This allows a connecting element in the form a connecting line easily inserted into the collar-shaped section become. The inner surface the collar-shaped Section can extend from 2 to 10 mm from the curved section to the end edge section. Such a collar length usually gives a sufficient length Surface, for a secure and strong connection between the connecting element and the collar-shaped To reach section.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Verbindung durch die Zufuhr eines zusätzlichen Materials erreicht. Durch ein solches geeignetes zusätzliches Material kann eine starke Verbindung in einer relativ einfachen Weise zwischen dem Verbindungselement und dem kragenförmigen Abschnitt hergestellt werden. Vorzugsweise wird diese Verbindung durch Löten hergestellt. Nachdem das Verbindungselement in die Öffnung eingesetzt worden ist, wird vorzugsweise ein Lötmittelring auf die Endplatte um das Verbindungselement herum aufgebracht. Danach wird der Plattenwärmetauscher auf eine solche Temperatur erhitzt, daß das Lötmittel schmilzt und herausströmt und das Verbindungselement mit dem kragenförmigen Abschnitt verbindet. Alternativ kann eine solche Verbindung durch Löten oder ein geeignetes Kleben hergestellt werden. Vorteilhafterweise dient das zusätzliche Material dazu, eine schmale Lücke zwischen dem kragenförmigen Abschnitt und dem Verbindungselement zu füllen. Vorteilhafterweise ist eine solche Lücke ungefähr 0,1 mm breit. Dadurch kann das Füllmaterial im wesentlichen optimal in der Lücke durch Kapillareffekte verteilt werden.According to another preferred embodiment In the present invention, the connection is made by the feed an additional Material reached. Through such a suitable additional Material can be a strong bond in a relatively simple Way between the connecting element and the collar-shaped section getting produced. This connection is preferably produced by soldering. After the connector has been inserted into the opening, will preferably be a solder ring applied to the end plate around the connector. After that becomes the plate heat exchanger heated to such a temperature that the solder melts and flows out and that Connecting element connects to the collar-shaped section. Alternatively, such a connection can be achieved by soldering or a suitable adhesive getting produced. The additional serves advantageously Material, a narrow gap between the collar-shaped Section and fill the connector. It is advantageous such a gap approximately 0.1 mm wide. This can fill the material essentially optimal in the gap distributed by capillary effects.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der gekrümmte Abschnitt eine abgerundete Oberfläche. Durch eine solche abgerundete Oberfläche wird in der Endplatte eine Vertiefung geformt, die sich um das Verbindungselement herum erstreckt. Eine solche Vertiefung bildet eine geeignete Oberfläche zum Aufbringen des Lötmittels. Vorzugsweise hat die abgerundete Oberfläche eine solche Krümmung, daß die Vertiefung eine kontinuierlich zunehmende Tiefe in der Richtung zum Verbindungselement hin aufweist. Das in die Vertiefung eingebrachte Lötmittel strömt entlang eines geneigten Weges in die Richtung zum Verbindungselement. Dadurch kann im wesentlichen das gesamte Lötmittel verwendet und an den beabsichtigten Ort zwischen dem Verbindungselement und dem einwärts gerichteten kragenförmigen Abschnitt aufgebracht werden.According to a further preferred embodiment In the present invention, the curved portion includes a rounded one Surface. By such a rounded surface a recess is formed in the end plate, which is around the connecting element extends around. Such a depression forms a suitable surface for application of the solder. The rounded surface preferably has a curvature such that the depression a continuously increasing depth in the direction of the connecting element has. The solder introduced into the recess flows along an inclined path in the direction of the connecting element. Thereby can use essentially all of the solder and to the intended location between the connector and the inward collarshaped Section are applied.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der kragenförmige Abschnitt eine dünnere Materialdicke als das Material im Rest der Endplatte. Vorzugsweise wird der kragenförmige Abschnitt durch Pressen hergestellt. Um eine akzeptable Kragenlänge einer gleich bleibenden Oberflächenqualität zu erreichen, eignet sich ein kragenförmiger Abschnitt mit einer relativ dünnen Materialdicke. Der kragenförmige Abschnitt der Endplatte hat deshalb geeigneterweise eine um 20 bis 50% dünnere Materialdicke als das Material im Rest der Endplatte.According to a further preferred embodiment In the present invention, the collar-shaped section has a thinner material thickness than the material in the rest of the end plate. Preferably the collar-shaped section made by pressing. To an acceptable collar length equal to one to achieve lasting surface quality a collar-shaped Section with a relatively thin Material thickness. The collar-shaped Section of the end plate therefore suitably has a 20 to 50% thinner Material thickness than the material in the rest of the end plate.

Nach einer anderen bevorzugten Auführungsform der vorliegenden Erfindung wird mindestens eine der Endplatten dadurch geformt, daß zwei Platten miteinander verbunden werden, von denen jede eine Blechdicke hat, die der Blechdicke der Zwischenplatten entspricht. Aus Haltbarkeitsgründen müssen die Endplatten eine relativ starre Konstruktion aufweisen. In gleicher Weise sollte der kragenförmige Abschnitt nicht zu dünn sein. Die Ausgestaltung der Endplatten mit nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitten aus einem Blechmaterial mit einer gleichen Dicke wie die Zwischenplatten führt zu technischen Produktionseinsparungen. Vorteilhafterweise umfasst mindestens eine der Endplatten dasselbe Material wie die Zwischenplatten. Dadurch können alle Platten im Plattenstapel aus demselben ursprünglichen Blechmaterial hergestellt werden.Another preferred embodiment the present invention thereby at least one of the end plates shaped that two plates be joined together, each of which has a sheet thickness, which corresponds to the sheet thickness of the intermediate plates. For durability reasons, the End plates have a relatively rigid construction. In the same Way should be the collar-shaped Section not too thin his. The design of the end plates with inward facing collarshaped Sections of sheet metal with the same thickness as leads the intermediate plates to technical production savings. Advantageously includes at least one of the end plates is the same material as the intermediate plates. This allows everyone Plates in the stack of plates made from the same original sheet material become.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.The following are preferred embodiments the invention as examples with reference to the accompanying drawings described.

1 zeigt eine Schrägansicht eines Plattenwärmetauschers nach einer ersten Ausführungsform. 1 shows an oblique view of a plate heat exchanger according to a first embodiment.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Plattenwärmetauscher in 1. 2 shows a cross section through the plate heat exchanger in 1 ,

3 zeigt einen Querschnitt durch einen Plattenwärmetauscher nach einer zweiten Ausführungsform mit Verbindungsleitungen. 3 shows a cross section through a plate heat exchanger according to a second embodiment with connecting lines.

4 zeigt einen Querschnitt durch zwei Plattenwärmetauscher nach einer dritten Ausführungsform während eines Lötprozesses. 4 shows a cross section through two plate heat exchangers according to a third embodiment during a soldering process.

5 zeigt einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Plattenwärmetauschers und 5 shows a cross section through a fourth embodiment of a plate heat rope schers and

6 zeigt einen Querschnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines Plattenwärmetauschers. 6 shows a cross section through a fifth embodiment of a plate heat exchanger.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENT THE PRESENT INVENTION

1 zeigt einen Plattenwärmetauscher nach der vorliegenden Erfindung. Der Plattenwärmetauscher umfasst eine erste Endplatte 1 und eine zweite Endplatte 2. Eine Mehrzahl von Zwischenplatten 3 befindet sich zwischen den Endplatten 1, 2. Die Platten 1, 2, 3 sind darauf miteinander verbunden und übereinander gestapelt, so daß sie einen Plattenstapel bilden. Die erste Endplatte 1 ist mit Öffnungen 4 für einen Einlass bzw. einen Auslass für ein erstes Medium versehen. In entsprechender Weise ist die zweite Endplatte 2 mit Öffnungen 4 versehen, die in 1 nicht zu sehen sind und als Einlass bzw. Auslass für ein zweites Medium dienen. 1 shows a plate heat exchanger according to the present invention. The plate heat exchanger comprises a first end plate 1 and a second end plate 2 , A plurality of intermediate plates 3 is located between the end plates 1 . 2 , The plates 1 . 2 . 3 are connected to each other and stacked on top of each other so that they form a stack of plates. The first end plate 1 is with openings 4 for an inlet or an outlet for a first medium. The second end plate is in a corresponding manner 2 with openings 4 provided that in 1 cannot be seen and serve as an inlet or outlet for a second medium.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Plattenwärmetauscher in 1. Der Querschnitt erstreckt sich durch die Öffnungen 4 in jede der Endplatten 1, 2. Die Endplatten 1, 2 und die Zwischenplatten 3 sind übereinander gestapelt und so ausgestaltet, daß sie einen Plattenstapel mit einem inneren Raum bilden, der einen ersten Strömungsweg 5 für das erste Medium und einen zweiten Strömungsweg 6 für das zweite Medium bildet. Der erste Strömungsweg 5 erstreckt sich zwischen den Öffnungen 4 des Einlasses bzw. Auslasses für das erste Medium und der zweite Strömungsweg 6 erstreckt sich zwischen den Öffnungen 4 des Einlasses bzw. Auslasses für das zweite Medium. Die Zwischenplatten 3 sind aus einem Material hergestellt, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat, so daß ein effektiver Wärmetausch zwischen den in den jeweiligen Strömungswegen 5, 6 strömenden ersten und zweiten Medien erreicht wird. Jede der Zwischenplatten 3 ist mit mehreren Riffelungen versehen, die sich vertikal innerhalb eines Bereiches erstrecken, der durch zwei parallele erste bzw. zweite Ebenen gebildet wird, die sich in einem Abstand voneinander befinden und die beide im wesentlichen parallel mit allen Zwischenplatten 3 wie auch mit den Endplatten 1, 2 des Plattenwärmetauschers verlaufen. Die erste Ebene befindet sich näher an einer ersten Endplatte an einem Ende des Plattenwärmetauschers als die zweite Ebene und die zweite Ebene befindet sich näher an einer zweiten Endplatte 2 am anderen Ende des Plattenwärmetauschers als die erste Ebene. 2 shows a cross section through the plate heat exchanger in 1 , The cross section extends through the openings 4 in each of the end plates 1 . 2 , The end plates 1 . 2 and the intermediate plates 3 are stacked one on top of the other and designed to form a stack of plates with an interior space defining a first flow path 5 for the first medium and a second flow path 6 forms for the second medium. The first flow path 5 extends between the openings 4 of the inlet or outlet for the first medium and the second flow path 6 extends between the openings 4 the inlet or outlet for the second medium. The intermediate plates 3 are made of a material that has a high thermal conductivity, so that an effective heat exchange between the in the respective flow paths 5 . 6 flowing first and second media is achieved. Each of the intermediate plates 3 is provided with a plurality of corrugations which extend vertically within an area which is formed by two parallel first and second planes which are at a distance from one another and which are both essentially parallel with all intermediate plates 3 as with the end plates 1 . 2 of the plate heat exchanger. The first level is closer to a first end plate at one end of the plate heat exchanger than the second level and the second level is closer to a second end plate 2 at the other end of the plate heat exchanger than the first level.

Aus Haltbarkeitsgründen weisen die Endplatten 1 und 2 gewöhnlich eine größere Materialdicke auf als die Zwischenplatten 3. Die Öffnungen 4 in den Endplatten 1, 2 umfassen einen nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitt 9. Der kragenförmige Abschnitt 9 umfasst eine innere Oberfläche 10, die eine Öffnung 4 definiert. Die innere Oberfläche 10 hat eine Ausdehnung zwischen einem gekrümmten Abschnitt 11 und einem Endkantenabschnitt 12. Da der kragenförmige Abschnitt 9 nach innen gerichtet ist, befindet sich der zweite Kantenabschnitt 12 somit in einem kürzeren senkrechten Abstand von der zweiten Endplatte 2 als der gekrümmte Abschnitt 11. Die innere Oberfläche 10 des kragenförmigen Abschnitts 9 bildet einen Winkel von ungefähr 90° mit der Hauptausdehnungsebene der ersten Endplatte 1. Um, z.B. durch Pressen, einen kragenförmigen Abschnitt 9 mit einer befriedigenden Oberflächenglätte und Kragenlänge herzustellen, weist der kragenförmige Abschnitt 9 eine dünnere Materialdicke auf als das Material im Rest der Endplatte 1, 2. Der kragenförmige Abschnitt 9 der Endplatten 1, 2 hat geeigneterweise eine um 20 bis 50% dünnere Materialdicke als das Material im Rest der Endplatten 1, 2. Im allgemeinen liegt eine geeignete Kragenlänge im Bereich von 2 bis 10 mm, um eine feste Verbindung mit einem Verbindungselement zu erreichen.For durability reasons, the end plates 1 and 2 usually a thicker material than the intermediate plates 3 , The openings 4 in the end plates 1 . 2 include an inwardly collar-shaped portion 9 , The collar-shaped section 9 includes an inner surface 10 that have an opening 4 Are defined. The inner surface 10 has an extent between a curved section 11 and an end edge portion 12 , Because the collar-shaped section 9 is directed inward, there is the second edge section 12 thus at a shorter vertical distance from the second end plate 2 than the curved section 11 , The inner surface 10 of the collar-shaped section 9 forms an angle of approximately 90 ° with the main plane of expansion of the first end plate 1 , Around, for example by pressing, a collar-shaped section 9 To produce with a satisfactory surface smoothness and collar length, the collar-shaped section 9 a thinner material thickness than the material in the rest of the end plate 1 . 2 , The collar-shaped section 9 of the end plates 1 . 2 suitably has a 20 to 50% thinner material thickness than the material in the rest of the end plates 1 . 2 , In general, a suitable collar length is in the range of 2 to 10 mm in order to achieve a firm connection with a connecting element.

3 zeigt einen Plattenwärmetauscher nach einer zweiten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform haben die Endplatten 1, 2 eine etwas nach außen aufgeworfene Form. Durch eine solche aufgeworfene Form wird ein verbessertes Abdichten erreicht, insbesondere wenn die ersten und zweiten Medien einen positiven Druck in Bezug auf die Umgebung haben. Der Plattenwärmetauscher ist hier mit Verbindungselementen in der Form von Verbindungsleitungen 13 versehen, die das jeweilige Medium zu den Strömungswegen 5, 6 im Plattenstapel und von ihnen weg befördern. Der kragenförmige Abschnitt 9 und die Verbindungsleitung 13 sind so dimensioniert, daß eine schmale Lücke zwischen ihnen in einem zusammengesetzten Zustand herrscht. Die Lücke hat eine Größe von ungefähr 0,1 mm. Dadurch wird ein zusätzliches Material, wie geschmolzenes Lötmittel, gut in der Lücke durch Kapillareffekte verteilt. Der gekrümmte Abschnitt 11 umfasst eine abgerundete Oberfläche. Dadurch wird eine ringförmige Vertiefung gebildet, die sich um die Verbindungsleitung 13 herum erstreckt. Die Vertiefung hat eine Tiefe, die kontinuierlich in der Richtung zur Verbindungsleitung 13 hin zunimmt. 3 shows a plate heat exchanger according to a second embodiment. In this embodiment, the end plates 1 . 2 a slightly outward shape. With such a raised shape, improved sealing is achieved, especially when the first and second media have a positive pressure with respect to the environment. The plate heat exchanger is here with connecting elements in the form of connecting lines 13 provided that the respective medium to the flow paths 5 . 6 in the stack of plates and move away from them. The collar-shaped section 9 and the connecting line 13 are dimensioned so that there is a narrow gap between them in an assembled state. The gap has a size of approximately 0.1 mm. As a result, an additional material, such as molten solder, is well distributed in the gap through capillary effects. The curved section 11 includes a rounded surface. This forms an annular depression that extends around the connecting line 13 extends around. The recess has a depth that is continuous in the direction of the connecting line 13 increases.

Nachdem die Verbindungsleitung 13 in einen kragenförmigen Abschnitt 9 eingesetzt worden ist, wird ein zusätzliches Material zugeführt, vorzugsweise in Form eines Lötmittelringes in der Vertiefung. Danach wird das Lötmittel erhitzt, so daß es schmilzt und in die schmale Lücke zwischen der Verbindungsleitung und dem kragenförmigen Abschnitt 9 hinabströmt. Dadurch wird das Lötmittel durch Kapillareffekte in der schmalen Lücke zwischen der Ver bindungsleitung 13 und dem kragenförmigen Abschnitt 9 verteilt. Das verbleibende Lötmittel wird zurückgehalten und verfestigt sich in der ringförmigen Vertiefung, die sich um die Verbindungsleitung 13 herum erstreckt. Dadurch wird eine feste Verbindung zwischen relativ großen Oberflächen der Verbindungsleitung 13 und dem kragenförmigen Abschnitt 9 erreicht. Durch eine solche Vertiefung ist es weiterhin leicht, das Lötmittel am gewünschten Ort aufzubringen, wobei gleichzeitig verhindert wird, daß das geschmolzene Lötmittel in die falsche Richtung über die Endplatten 1, 2 hinausströmt.After the connecting line 13 into a collar-shaped section 9 has been used, an additional material is supplied, preferably in the form of a solder ring in the recess. Thereafter, the solder is heated so that it melts and into the narrow gap between the connecting line and the collar-shaped section 9 flows down. As a result, the solder is caused by capillary effects in the narrow gap between the connecting line 13 and the collar-shaped section 9 distributed. The remaining solder is retained and solidifies in the annular recess that is around the connecting line 13 extends around. This creates a firm connection between relatively large surfaces of the connecting line 13 and the collar-shaped section 9 he enough. Such a recess also makes it easy to apply the solder at the desired location, while preventing the molten solder from going in the wrong direction over the end plates 1 . 2 flows out.

4 zeigt einen Herstellungsschritt, wobei die Endplatten 1, 2 und die Zwischenplatten 3 zu einem Plattenstapel miteinander verbunden werden. Bei dieser Ausführungsform haben die Endplatten 1, 2 eine im wesentlichen ebene äußere Oberfläche und die Zwischenplatten 3 haben eine daran angepasste Ausgestaltung. Um die Endplatten 1, 2 und die Zwischenplatten 3 miteinander zu einem Plattenstapel zu verbinden, werden sie übereinander gestapelt. Lötmittel werden an geeigneten Verbindungsstellen zwischen den Platten 1, 2, 3 aufgebracht. Zwischen jedem gestapelten Plattenstapel ist eine Vorrichtung 14 vorgesehen. 4 zeigt zwei übereinander gestapelte Plattenstapel mit eine dazwischen befindlichen Vorrichtung 14. In der Praxis handelt es sich jedoch um eine wesentlich größere Anzahl von Plattenstapeln und Vorrichtungen, die übereinander gestapelt sind. Danach werden die Plattenstapel in einen Ofen gebracht, um mindestens auf eine solche Temperatur erhitzt zu werden, bei der das Lötmittel schmilzt. Das geschmolzene Lötmittel verbindet die aneinander anstoßenden Platten 1, 2, 3 miteinander, so daß in einem Stück miteinander verbundene Plattenstapel gebildet werden. 4 shows a manufacturing step, the end plates 1 . 2 and the intermediate plates 3 be connected to each other to form a stack of plates. In this embodiment, the end plates 1 . 2 a substantially flat outer surface and the intermediate plates 3 have an adapted design. Around the end plates 1 . 2 and the intermediate plates 3 To connect them together to form a stack of plates, they are stacked on top of one another. Solder are made at suitable junctions between the boards 1 . 2 . 3 applied. There is a device between each stack of plates 14 intended. 4 shows two stacked plates with a device in between 14 , In practice, however, it is a much larger number of plate stacks and devices that are stacked one on top of the other. The stack of plates is then placed in an oven to be heated to at least the temperature at which the solder melts. The molten solder connects the abutting plates 1 . 2 . 3 with each other, so that interconnected plate stacks are formed in one piece.

Es ist unter mehreren Aspekten von Vorteil, nach innen gerichtete kragenförmige Abschnitte 9 anstelle von nach außen gerichteten während des Lötvorganges zu verwenden. Bei nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitten 9 gibt es keinen Abschnitt, der von den Endplatten 1, 2 vorsteht. Die Vorrichtungen 14, die zwischen zwei nebeneinander liegenden Plattenstapeln vorgesehen sind, können dadurch eine einfache Konstruktion mit ebenen Oberflächen ohne Vertiefungen oder Stopper haben. Weiterhin erlauben es die nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitte 9, einen folgenden Drucktest der Plattenstapel durchzuführen, wenn die Drucktestelemente eng an die im wesentlichen gesamte Oberfläche der Endplatten bis zu den Öffnungen 4 angesetzt werden können. Schließlich wird durch nach innen gerichtete kragenförmige Abschnitte 9 verhindert, daß das im Plattenstapel nach unten strömende Lötmittel durch die unteren Öffnungen 4 hinausströmt. Der nach innen gerichtete kragenförmige Abschnitt 9 bildet eine Stoppfläche für das Lötmittel. In anderen Fällen kann ein solches durch die Öffnung 4 strömendes Lötmittel in Kontakt mit der darunter liegenden Vorrichtung 14 kommen und sich verfestigen. Umfasst die untere Endplatte 2 statt dessen einen nach außen gerichteten kragenförmigen Abschnitt, würde sich ein solches strömendes Lötmittel auf der Innenseite des Kragens verfestigen und dadurch das Einsetzen einer Verbindungsleitung verhindern.It is advantageous in several aspects to have inward collar-shaped sections 9 instead of using outward facing during the soldering process. With collar-shaped sections facing inwards 9 there is no section from the end plates 1 . 2 protrudes. The devices 14 , which are provided between two adjacent stack of plates, can have a simple construction with flat surfaces without depressions or stoppers. Furthermore, the inwardly directed collar-shaped sections allow it 9 to perform a subsequent pressure test of the plate stack when the pressure test elements are close to the substantially entire surface of the end plates up to the openings 4 can be applied. Finally, through inward collar-shaped sections 9 prevents the solder flowing downward in the stack of plates through the lower openings 4 flows out. The inward collar-shaped section 9 forms a stop surface for the solder. In other cases, such can be through the opening 4 flowing solder in contact with the underlying device 14 come and solidify. Covers the lower end plate 2 instead, an outwardly directed collar-shaped section would solidify such a flowing solder on the inside of the collar and thereby prevent the insertion of a connecting line.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Plattenwärmetauschers. In dieser Ausführungsform sind die Endplatten 1, 2 durch zwei dünne Platten 1a, b, 2a, b miteinander verbunden, von denen jede eine Materialdicke hat, die der Materialdicke der Zwischenplatten 3 entspricht. Die Platten 1a, b, 2a, b sind aus demselben Material wie die Zwischenplatten 3 hergestellt. Dadurch können die Endplatten 1, 2 aus demselben Blechmaterial wie die Zwischenplatten 3 herge stellt werden. Auf diese Weise wird der Herstellungsprozess für die Endplatten 1, 2 vereinfacht. Die Platten 1a, b, 2a, b können während einer ersten Herstellungsperiode denselben Pressprozess wie die Zwischenplatten 3 durchlaufen. Danach durchlaufen die Zwischenplatten 3 einen Prozess zum Vorsehen der Löcher, um Löcher für die ersten 5 und zweiten 6 Strömungswege zu bilden. Die Platten 1a, b, 2a, 2b, die in den Endplatten 1, 2 enthalten sind, durchlaufen danach einen Prozess, um Löcher zu bilden, damit die Öffnungen 4 geformt werden, wonach die Kanten 4 der Öffnungen einen Pressprozess durchlaufen, so daß die nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitte 9 gebildet werden. Eine Endplatte, die zwei solche miteinander verbundene Platten 1a, b, 2a, b umfasst, ist günstiger herzustellen als eine homogene Endplatte 1, 2 und kann bei einer geeigneten Dimensionierung die erforderlichen Haltbarkeitsanforderungen erfüllen. Der kragenförmige Abschnitt 9 umfasst zwei solche miteinander verbundene Platten 1a, b, 2a, b und erhält dadurch eine hinreichende Haltbarkeit für die Verbindung mit einer Verbindungsleitung 13. 5 shows a further embodiment of a plate heat exchanger. In this embodiment, the end plates 1 . 2 through two thin plates 1a . b . 2a . b joined together, each of which has a material thickness that the material thickness of the intermediate plates 3 equivalent. The plates 1a . b . 2a . b are made of the same material as the intermediate plates 3 manufactured. This allows the end plates 1 . 2 made of the same sheet material as the intermediate plates 3 getting produced. In this way the manufacturing process for the end plates 1 . 2 simplified. The plates 1a . b . 2a . b can use the same pressing process as the intermediate plates during a first production period 3 run through. Then go through the intermediate plates 3 a process of providing the holes to holes for the first 5 and second 6 To form flow paths. The plates 1a . b . 2a . 2 B that in the end plates 1 . 2 are then go through a process to form holes so that the openings 4 are shaped, after which the edges 4 of the openings go through a pressing process so that the inwardly directed collar-shaped sections 9 be formed. An end plate, the two such interconnected plates 1a . b . 2a . b is cheaper to manufacture than a homogeneous end plate 1 . 2 and can meet the required durability requirements if dimensioned appropriately. The collar-shaped section 9 comprises two such interconnected plates 1a . b . 2a . b and thus has sufficient durability for the connection with a connecting line 13 ,

6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Plattenwärmetauschers mit Endplatten 1, 2, die zwei dünne Platten 1a, b, 2a, b umfassen, die miteinander verbunden sind. Die Platten 1a, b, 2a, b sind aus demselben Blechmaterial hergestellt wie die Zwischenplatten 3. In diesem Fall umfasst der Plattenwärmetauscher drei Strömungswege 5, 6, 15 für drei unterschiedliche Medien. Die kragenförmigen Abschnitte 9 der Öffnungen 4 der Strömungswege 5, 6 sind nach innen gerichtet, während die kragenförmigen Abschnitte 16 der Öffnung 4 des Strömungsweges 15 nach außen gerichtet sind. In diesem Fall ist berücksichtigt worden, daß die Möglichkeit der Verwendung von im wesentlichen gleichen Endplatten 1a, b, 2a, b in beiden Enden den Nachteil eines nach außen gerichteten kragenförmigen Abschnittes 16 ausgleicht. Indem der nach außen gerichtete kragenförmige Abschnitt 16 während des Lötprozesses im Plattenstapel nach oben gerichtet ist, wird das Risiko verhindert, daß abwärts strömendes Lötmittel durch die entsprechende Öffnung 4 hinausströmt. 6 shows a further embodiment of a plate heat exchanger with end plates 1 . 2 who have favourited two thin plates 1a . b . 2a . b include, which are interconnected. The plates 1a . b . 2a . b are made of the same sheet material as the intermediate plates 3 , In this case, the plate heat exchanger comprises three flow paths 5 . 6 . 15 for three different media. The collar-shaped sections 9 of the openings 4 the flow paths 5 . 6 are directed inward while the collar-shaped sections 16 the opening 4 the flow path 15 are directed outwards. In this case it has been considered that the possibility of using essentially the same end plates 1a . b . 2a . b in both ends the disadvantage of an outward collar-shaped section 16 balances. By the outward facing collar-shaped section 16 During the soldering process in the stack of plates is directed upward, the risk of downward flowing solder is prevented through the corresponding opening 4 flows out.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern kann frei innerhalb des Rahmens der Ansprüche modifiziert werden. Zum Beispiel kann der Plattenwärmetauscher nur einen nach innen gerichteten kragenförmigen Abschnitt 9 umfassen.The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be modified freely within the scope of the claims. For example, the plate heat exchanger can only have an inwardly directed collar-shaped section 9 include.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher zum Übertragen von Wärme zwischen mindestens einem ersten Medium und einem zweiten Medium. Der Plattenwärmetauscher umfasst eine erste Endplatte (1) sowie eine Mehrzahl von Zwischenplatten (3) und eine zweite Endplatte (2). Die Platten (1, 2, 3) sind übereinander gestapelt und auf eine solche Weise ausgestaltet, daß sie einen Plattenstapel bilden, der einen ersten Strömungsweg (5) mit Einlass- und Auslassöffnungen (4) für das erste Medium umfasst sowie einen zweiten Strömungsweg (6) mit Einlass- und Auslassöffnungen (4) für das zweite Medium. Mindestens die erste Endplatte (1) umfasst einen kragenförmigen Abschnitt (9) mit einer inneren Oberfläche (10), der eine solche Einlass- oder Auslassöffnung (4) definiert und eine Verbindung mit einem Verbindungselement (13) umfassen kann. Die innere Oberfläche (10) des kragenförmigen Abschnittes (9) hat eine Ausdehnung zwischen einem gekrümmten Abschnitt (11) und einem Endkantenabschnitt (12), und der Endkantenabschnitt (12) ist in einem kürzeren senkrechten Abstand von der zweiten Endplatte (2) angeordnet als der erste gekrümmte Abschnitt (11).The present invention relates to a plate heat exchanger for transferring heat between at least a first medium and a second medium. The plate heat exchanger comprises a first end plate ( 1 ) and a plurality of intermediate plates ( 3 ) and a second end plate ( 2 ). The plates ( 1 . 2 . 3 ) are stacked one on top of the other and designed in such a way that they form a plate stack which has a first flow path ( 5 ) with inlet and outlet openings ( 4 ) for the first medium and a second flow path ( 6 ) with inlet and outlet openings ( 4 ) for the second medium. At least the first end plate ( 1 ) includes a collar-shaped section ( 9 ) with an inner surface ( 10 ) that has such an inlet or outlet opening ( 4 ) and a connection with a connection element ( 13 ) can include. The inner surface ( 10 ) of the collar-shaped section ( 9 ) has an extent between a curved section ( 11 ) and an end edge section ( 12 ), and the end edge section ( 12 ) is at a shorter vertical distance from the second end plate ( 2 ) arranged as the first curved section ( 11 ).

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Claims

Plate heat exchanger for transferring heat between at least a first medium and a second medium, the plate heat exchanger having a first end plate ( 1 ) and a plurality of intermediate plates ( 3 ) and a second end plate ( 2 ), the plates ( 1 . 2 . 3 ) are stacked one on top of the other and are designed in such a way that they form a plate stack which has a first flow path ( 5 ) with inlet and outlet openings ( 4 ) for the first medium and a second flow path ( 6 ) with inlet and outlet openings ( 4 ) for the second medium and at least the first end plate ( 1 ) a collar-shaped section ( 9 ) with an inner surface ( 10 ) which has such an inlet or outlet opening ( 4 ) defined, characterized in that the inner surface ( 10 ) of the collar-shaped section ( 9 ) an extension between a curved section ( 11 ) and an end edge section ( 12 ) and that the end edge section ( 12 ) at a shorter vertical distance from the second end plate ( 2 ) is arranged as the first curved section ( 11 ).

Plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that the inner surface of the collar-shaped section ( 9 ) an angle of approximately 90 ° with the main plane of expansion of the first end plate ( 1 ) forms.

Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the inner surface of the collar-shaped section ( 9 ) an extension of 2 to 10 mm from the curved section ( 11 ) to the end edge section ( 12 ) Has.

Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the inner surface ( 10 ) of the collar-shaped section ( 9 ) a connection with a connecting element ( 13 ) includes.

Plate heat exchanger according to claim 4, characterized in that the connection essentially along the entire inner surface ( 10 ) of the collar-shaped section ( 9 ) is provided.

Plate heat exchanger according to claim 4 or 5 , characterized in that the connection is made by supplying an additional material.

Plate heat exchanger according to claim 6, characterized in that the connection is made by soldering becomes.

Plate heat exchanger according to claim 6, characterized in that the connection is made by welding becomes.

Plate heat exchanger according to one of the preceding claims 6 to 8, characterized in that the additional material serves to close a narrow gap between the collar-shaped section ( 9 ) and the connecting element ( 13 ) to fill.

Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the curved section ( 11 ) has a rounded surface.

Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the collar-shaped section ( 9 ) has a thinner material thickness than the material in the rest of the end plate ( 1 ).

Plate heat exchanger according to claim 11 , characterized in that the collar-shaped section ( 9 ) has a 20 to 50% thinner material thickness than the material in the rest of the end plate ( 1 ).

Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the end plates ( 1 . 2 ) is formed from two interconnected pieces, each having a sheet thickness that the sheet thickness of Intermediate plates ( 3 ) corresponds.

Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the end plates ( 1 . 2 ) is made of the same material as the intermediate plates ( 3 ).