DE19530942A1

DE19530942A1 - Plattenwärmetauscher

Info

Publication number: DE19530942A1
Application number: DE1995130942
Authority: DE
Inventors: Miroslav Dr Podhorsky; Albrecht Dr Brenner; Horst Wittig
Original assignee: Balcke Duerr GmbH
Current assignee: Balcke Duerr GmbH
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 1997-02-27

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher für im Kreuzstrom geführte Medien, bestehend aus vorgeformten Einzelplatten, die miteinander zu einen Strömungskanal für das eine Medium bildenden Plattenpaaren verbunden sind, die ihrerseits zu einem Plattenstapel verbunden sind und zwischen sich jeweils einen Strömungskanal für das andere Medium bilden.

Ein derartiger Plattenwärmetauscher ist beispielsweise aus der EP-OS 0 449 783 bekannt. Bei diesem bekannten Plattenwärmetauscher sind zwei gegenüberliegende Seiten der flächenförmigen Einzelplatten zweimal in gleicher Richtung rechtwinklig so abgekantet, daß jeweils zwei Einzelplatten über die ineinandergreifenden Falze miteinander verbunden ein Platten paar mit einem Strömungskanal für das eine Medium bilden. Zur Bildung eines Kreuzstromwärmetauschers sind die aneinander anliegenden Plattenpaare um 90° versetzt zueinander angeordnet. Aufgrund der durch mehrfaches Abkanten aufwendig herzustellenden Falzen zum Verbinden der Einzelplatten ist die Herstellung eines solchen Plattenwärmetauschers sehr teuer und für eine Serienfertigung problematisch. Insbesondere für den Betrieb mit hohen Drücken ist der bekannte Plattenwärmetauscher nicht geeignet, da einerseits die Falzverbindungen der Einzelplatten nicht druckdicht sind und andererseits die Einzelplatten von dünnen Metallbändern mit einer Dicke von etwa 0,1 mm gebildet werden, welche selbst bei niedrigen Drücken nicht ohne Stützelemente in den Strömungskanälen formstabil bleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Plattenwärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch in der Serienfertigung einfach und kostengünstig herzustellen ist und darüber hinaus für den Betrieb bei hohen Drücken geeignet ist.

Die technische Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Einzelplatte aus einer im wesentlichen ebenen, rechteckigen Grundfläche besteht, deren einander gegenüberliegende Ränder jeweils in die gleiche Richtung und einander benachbarte Ränder in entgegengesetzte Richtungen weisen, und daß jeweils zwei Einzelplatten zur Bildung eines Plattenpaares entlang den Kanten zweier einander zugewandter Ränder miteinander verschweißt sind.

Der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher kann aus identisch ausgebildeten Einzelplatten hergestellt werden. Zur Bildung der sich kreuzenden Strömungskanäle brauchen die mit den umgeformten Seitenrändern ausgestatteten Einzelplatten nur um 90° versetzt zueinander aufeinandergelegt und entlang der aufeinanderliegenden Kanten der Ränder miteinander verschweißt zu werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Ränder viertelkreisförmig umgebogen, so daß ein jeder Strömungskanal die Form eines Flachrohres mit etwa halbkreisförmigen Endabschnitten aufweist. Solchermaßen ausgeformt bilden die zusammengefügten Einzelplatten druckstabile Plattenpaare.

Zur Verbesserung des Wärmeaustauschs und zur Stabilisierung eines aus mehreren Plattenpaaren gebildeten Plattenstapels, insbesondere wenn dieser mit unterschiedlich hohen Drücken der beiden Medien beaufschlagt wird, können zumindest in den Strömungskanälen eines Mediums Rippenbleche angeordnet sein. Vorzugsweise sind diese Rippenbleche in den Strömungskanälen des Mediums mit dem niedrigeren Druck angeordnet, um ein Eindrücken des Strömungskanals zu verhindern, wobei die Rippenbleche vorteilhafterweise zumindest mit einer Einzelplatte formschlüssig verbunden sind.

Mit der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, die Einzelplatten bzw. Plattenpaare eines Plattenstapels durch zwischen Endplatten verlaufende Zuganker miteinander zu verbinden. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Vorbereitung und Montage eines Plattenstapels für den erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher, welcher insbesondere für den Betrieb mit sehr hohen Drücken geeignet ist.

Um Anschlüsse für die am Wärmeaustausch beteiligten Medien zu bilden, wird weiterhin vorgeschlagen, daß an den Ecken der Einzelplatten Winkelelemente angeordnet sind, die gasdicht mit den Rändern der Einzelplatten verbunden sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Plattenwärmetauschers dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Plattenpaares sowie zweier Einzelplatten und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Montage eines Plattenstapels zwischen zwei Endplatten.

Fig. 1 zeigt schematisch und perspektivisch ein aus zwei Einzelplatten 1 gebildetes Plattenpaar P sowie zwei Einzelplatten 1 vor dem Verbinden mit dem bereits fertiggestellten Plattenpaar P.

Jede Einzelplatte 1 besteht aus einer ebenen, rechteckigen Grundfläche 1a, deren Ränder 2, 3 beispielsweise durch Biegen so umgeformt sind, daß einander gegenüberliegende Ränder 2 bzw. 3 in die gleiche Richtung und einander benachbarte Ränder 3 bzw. 2 in entgegengesetzte Richtungen weisen. Zur Bildung eines Plattenpaares P werden zwei Einzelplatten 1 um 90° versetzt zueinander so aufeinander angeordnet, daß die Kanten 4 zweier einander zugewandter Ränder 2 bzw. 3 aufeinander liegen. Zum Verbinden der Einzelplatten 1 werden diese entlang der Kanten 4 druckdicht miteinander verschweißt.

Ein solchermaßen ausgebildetes Plattenpaar bildet zwischen den miteinander verbundenen Einzelplatten 1 einen Strömungskanal für ein erstes Medium. Durch wiederum um 90° versetztes Anordnen einer nächsten Einzelplatte 1 auf dem bereits fertiggestellten Plattenpaar P wird der Strömungskanal für das im Kreuzstrom strömende zweite Medium gebildet. Die Strömungsrichtungen sind durch die Pfeile in Fig. 1 angedeutet.

Fig. 2 zeigt schematisch und perspektivisch die Montage eines aus mehreren Einzelplatten 1 gebildeten Plattenstapels S, wobei die Einzelplatten 1 zwischen zwei Endplatten 5 mit Hilfe von Zugankern 6 eingespannt werden. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind innerhalb der durch zwei Einzelplatten 1 gebildeten Strömungskanäle Rippenbleche 7 angeordnet, welche einerseits den Wärmeaustausch verbessern und andererseits das Eindrücken einzelner Plattenpaare P verhindern, wenn der Plattenwärmetauscher mit großen Druckdifferenzen zwischen den einzelnen Medien betrieben wird.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an den Ecken der Einzelplatten 1 Winkelelemente 8 angeordnet, welche der Führung des zwischen den Endplatten 5 angeordneten Plattenstapels S dienen und Anschlüsse für die Zu- und Abströmkanäle der am Wärmeaustausch beteiligten Medien bilden.

Ein solchermaßen ausgestalteter Plattenwärmetauscher zeichnet sich dadurch aus, daß - wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich - die einzelnen Plattenpaare P zur Bildung eines Plattenstapels S durch bloßes Verschweißen der aneinander anliegenden Kanten 4 zweier einander zugewandter Ränder 2, 3 gebildet werden. Da alle Einzelplatten 1 identisch ausgebildet sind und es zur Bildung der Plattenpaare P bzw. eines Plattenstapels S nur der um 90° zueinander versetzten Anordnung der Einzelplatten 1 sowie der Verschweißung der Einzelplatten 1 entlang der Kanten 4 bedarf, kann ein solchermaßen ausgestalteter Plattenwärmetauscher in der Großserienfertigung einfach und kostengünstig hergestellt werden.

Bezugszeichenliste

1 Einzelplatte
1a Grundfläche
2 Rand
3 Rand
4 Kante
5 Endplatte
6 Zuganker
7 Rippenblech
8 Winkelelement
P Plattenpaar
S Plattenstapel

Claims

1. Plattenwärmetauscher für im Kreuzstrom geführte Medien, bestehend aus vorgeformten Einzelplatten (1), die miteinander zu einen Strömungskanal für das eine Medium bildenden Plattenpaaren (P) verbunden sind, die ihrerseits zu einem Plattenstapel (S) verbunden sind und zwischen sich jeweils einen Strömungskanal für das andere Medium bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einzelplatte (1) aus einer im wesentlichen ebenen, rechteckigen Grundfläche (1a) besteht, deren einander gegenüberliegende Ränder (2 bzw. 3) jeweils in die gleiche Richtung und einander benachbarte Ränder (3 bzw. 2) in entgegengesetzte Richtungen weisen, und daß jeweils zwei Einzelplatten (1) zur Bildung eines Plattenpaares (P) entlang den Kanten (4) zweier einander zugewandter Ränder (2 bzw. 3) miteinander verschweißt sind.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (2, 3) viertelkreisförmig umgebogen sind.

3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in den Strömungskanälen eines Mediums Rippenbleche (7) angeordnet sind.

4. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenbleche (7) in den Strömungskanälen des Mediums mit dem niedrigeren Druck angeordnet sind.

5. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenbleche (7) mit mindestens einer Einzelplatte (1) formschlüssig verbunden sind.

6. Plattenwärmetauscher nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelplatten (1) bzw. Plattenpaare (P) eines Plattenstapels (S) durch zwischen Endplatten (5) verlaufende Zuganker (6) miteinander verbunden sind.

7. Plattenwärmetauscher nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ecken der Einzelplatten (1) angeordnete und gasdicht mit den Rändern (2, 3) verbundene Winkelelemente (8) Anschlüsse für die Zu- und Abströmkanäle der am Wärmeaustausch beteiligten Medien bilden.