DE19639114A1 - Wärmeübertrager mit Plattenstapelaufbau - Google Patents

Wärmeübertrager mit Plattenstapelaufbau

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeübertrager mit ei­ nem Plattenstapelaufbau aus mehreren, übereinandergestapel­ ten, mit Durchbrüchen versehenen Platten.
Die vorliegende Anmeldung ist eine Zusatzanmeldung zu der deutschen Patentanmeldung Nr. 195 28 117.9 als Hauptanmel­ dung. Der Inhalt dieser Hauptanmeldung dient als Basis für die vorliegende Anmeldung und wird daher zur Vermeidung unnö­ tiger Wiederholungen in vollem Umfang hierin durch Verweis aufgenommen.
In der Hauptanmeldung sind Wärmeübertrager der eingangs ge­ nannten Art beschrieben, welche die Merkmale a bis c.2 des Anspruchs 1 aufweisen. Diese Wärmeübertrager mit Plattensta­ pelaufbau lassen sich mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellen und eignen sich zur getrennten Durchströmung mit wenigstens zwei Wärmeübertragungsfluiden, wobei weitgehend laminare Strömungsverhältnisse und ein zufriedenstellendes Wärmeübertragungsvermögen gewährleistet sind.
Bei den in der Hauptanmeldung explizit gezeigten und be­ schriebenen Ausführungsbeispielen sind die Platteneinheiten eines jeweiligen Wärmeübertrager-Plattenstapels sämtlich von rechteckförmiger Gestalt. Die Verbindungskanal-Durchbrüche erstrecken sich in Form von Langlöchern entlang der jeweili­ gen Rechteckseiten. Eine Reihe parallel nebeneinanderliegen­ der Strömungskanal-Durchbrüche einer jeweiligen Strömungs­ kanalplatteneinheit überlappt endseitig im wesentlichen mit dem gesamten Durchtrittsquerschnitt des seitengleichen Ver­ bindungskanal-Durchbruchs einer benachbarten Verbindungsab­ deckplatteneinheit, wobei der Überlappungsquerschnitt den Öffnungsquerschnitt des dadurch gebildeten Verteiler- oder Sammelkanals auf der betreffenenden Plattenstapelseite be­ stimmt. Dabei erstrecken sich Trennstege, welche die parallel nebeneinanderliegenden Strömungskanal-Durchbrüche einer je­ weiligen Strömungskanalplatteneinheit lateral voneinander be­ abstanden, mit ihren Endbereichen quer durch den Verteiler- bzw. Sammelkanal hindurch.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel­ lung eines Wärmeübertragers mit Plattenstapelaufbau gemäß An­ spruch 1 der Hauptanmeldung zugrunde, der eine besonders gün­ stige Fluidströmungscharakteristik mit geringen Druckverlu­ sten besitzt und dennoch in einer relativ kompakten Bauform realisierbar ist.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Wärmeübertragers mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Zu­ sätzlich zu den in der Hauptanmeldung explizit angegebenen Merkmalen ist bei diesem Wärmeübertrager speziell vorgesehen, daß je ein Verbindungskanal-Durchbruch an jedem Plattensei­ tenbereich sowohl der Verbindungsabdeckplatteneinheiten als auch der Strömungskanalplatteneinheiten vorgesehen ist, wobei die überlappenden Verbindungskanal-Durchbrüche einer jeweili­ gen Plattenstapelseite einen außerhalb des Bereichs der Strö­ mungskanal-Durchbrüche liegenden Anschlußkanal bilden, von dem aus sich die Verbindungskanal-Durchbrüche mit Ausnahme derjenigen, die benachbart zu den Enden der Strömungskanal- Durchbrüche in den jeweiligen Strömungskanalplatteneinheiten angeordnet sind, mit einem inneren Teil in den Bereich der seitengleichen Enden der Strömungskanal-Durchbrüche er­ strecken.
Dies bedeutet, daß der Gesamtdurchtrittsquerschnitt eines je­ weiligen Verteiler- bzw. Sammelkanals im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen gemäß Hauptanmeldung nicht auf den Überlappungsquerschnitt der Verbindungskanal-Durchbrüche mit den Strömungskanal-Durchbrüchen beschränkt ist, sondern zu­ sätzlich den demgegenüber vorzugsweise deutlich größeren Durchtrittsquerschnitt des zugehörigen Anschlußkanals umfaßt. Durch entsprechende Wahl des jeweiligen Anschlußkanal- Durchtrittsquerschnitts kann bei gegebener Plattendicke und Plattenanzahl im Plattenstapel für den dadurch bestimmten Ge­ samtdurchtrittsquerschnitt der jeweils miteinander in Fluid­ verbindung stehenden Strömungskanal-Durchbrüche ein dazu pas­ sender Durchtrittsquerschnitt des zugehörigen Verteiler- bzw. Sammelkanals eingestellt werden. Zudem wird durch diese An­ schlußkanalbildung eine günstige Fluidströmungscharakteristik für die Verteiler- und Sammelkanäle sowie für das Einströmen in die Strömungskanal-Durchbrüche und für das Ausströmen aus denselben erzielt. Insgesamt läßt sich damit ein kompakt bau­ ender Wärmeübertrager in Plattenstapelbauweise mit laminaren Strömungsverhältnissen, geringen Geschwindigkeitsgradienten in Strömungsrichtung und geringen Umlenkungs- und Stoßdruck­ verlusten realisieren.
Ein nach Anspruch 2 weitergebildeter Wärmeübertrager ist so dimensioniert, daß der Durchtrittsquerschnitt eines jeweili­ gen, von den sich überlappenden, seitengleichen Verbindungs­ kanal-Durchbrüchen gebildeten Verteiler- bzw. Sammelkanals mindestens so groß ist wie der Gesamtdurchtrittsquerschnitt aller mit diesem in Fluidverbindung stehenden Strömungskanal- Durchbrüche. Dies trägt zur Vermeidung unerwünscht hoher Druckverluste bei.
Ein nach Anspruch 3 weitergebildeter Wärmeübertrager besitzt eine spezielle, optimierte Plattenstapelgeometrie, die einer­ seits günstige Strömungs- und Wärmeübertragungseigenschaften besitzt und sich andererseits relativ einfach herstellen läßt. In weiterer Ausgestaltung dieses Wärmeübertragers ist der Plattenstapel gemäß Anspruch 4 auf einer Stirnseite mit einer Deckplatte abgeschlossen, während am gegenüberliegenden Stirnende eine Anschlußplatte vorgesehen ist, die Anschluß­ öffnungen zu den je zwei Verteiler- und Sammelkanälen auf­ weist. Auf diese Weise können die beiden, den Wärmeübertrager durchströmenden Fluide an einem Plattenstirnende in Richtung der Stapellängsachse zu- und abgeführt werden.
Ein bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Plattenstapel eines Wärme­ übertragers mit Teilschnitten in unterschiedlichen Plattenebenen,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine für den Plattenstapel von Fig. 1 verwendete Deckplatte,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine der für den Plattenstapel von Fig. 1 verwendeten Strömungskanalplatten,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine der für den Plattenstapel von Fig. 1 verwendeten Verbindungsabdeckplatten,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine für den Plattenstapel von Fig. 1 verwendete, zweiteilige Anschlußplatteneinheit und
Fig. 6 eine Perspektivansicht des Wärmeübertragers mit dem Plattenstapel von Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Wärmeübertrager-Plattenstapel 1 in einer Draufsicht dargestellt, die ihn jeweils teilweise in drei un­ terschiedlichen Ebenen zeigt, um seine Strömungscharakteri­ stik zu veranschaulichen. Die linke Hälfte von Fig. 1 zeigt den Stapel 1 in einer Ebene mit einer obenliegenden Strö­ mungskanalplatte 2a, deren rechte Hälfte in Fig. 1 wegge­ schnitten ist, wodurch im oberen, rechten Quadranten ein Viertel einer darunterliegenden Verbindungsabdeckplatte 3 zu sehen ist, deren übrige Viertel zu den beiden Stapelquerach­ sen 4, 5 spiegelsymmetrisch gestaltet sind. Durch Wegschnei­ den des in Fig. 1 rechten, unteren Quadranten dieser Verbin­ dungsabdeckplatte 3 ist eine unter dieser liegende, weitere Strömungskanalplatte 2b zu erkennen. Beide Strömungskanal­ platten 2a, 2b sind als identische Bauteile gefertigt und be­ inhalten in einem quadratischen Mittenbereich eine Reihe pa­ ralleler, geradliniger Strömungskanal-Durchbrüche 6, die über schmale Trennstege 7 lateral voneinander getrennt sind. Die durch die zwischenliegende Verbindungsabdeckplatte 3 vonein­ ander getrennten Strömungskanalplatten 2a, 2b sind um 90° ge­ geneinander versetzt im Plattenstapel 1 angeordnet, so daß die Strömungskanäle 6 der einen Strömungskanalplatte 2a senk­ recht zu denjenigen der anderen Strömungskanalplatte 2b ver­ laufen und von diesen durch den abdeckenden Mittenbereich der Verbindungsabdeckplatte 3 getrennt sind.
Der Plattenstapel 1 besteht aus einer beliebigen, gewünschten Anzahl einzelner, in dieser Weise übereinandergeschichteter Platten, wobei jeweils eine Strömungskanalplatte mit einer Verbindungsabdeckplatte abwechselt und aufeinanderfolgende Strömungskanalplatten mit zueinander senkrechten Strömungska­ nal-Durchbrüchen 6 angeordnet sind. Dies realisiert einen Kreuzstrom-Wärmeübertrager, bei dem zwei Fluide, zwischen de­ nen Wärme übertragen werden soll, im Kreuzstrom durch den Plattenstapel 1 geführt werden, wie dies in der Hauptanmel­ dung zum dortigen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben ist, das insoweit dem vorliegenden Wärmeübertra­ ger entspricht.
Alle Platten des Plattenstapels 1 sind aus Blechplatten gemäß einer der in der Hauptanmeldung beschriebenen Arten gefertigt und weisen eine konforme Außengestalt auf. Dabei besitzen sie vier Außenbereiche, von denen sich jeder von einer zugehöri­ gen Seite des Mittenbereichs halbkreisförmig nach außen wölbt. Diese Außenbereiche bilden Hohlformen und definieren so Verbindungskanal-Durchbrüche, die auf der jeweiligen Plat­ tenstapelseite unter Bildung je eines in Stapellängsrichtung verlaufenden, halbzylinderförmigen Anschlußkanals 8a, 8b, 8c, 8d überlappen. Diese Anschlußkanäle 8a bis 8d liegen außer­ halb des Bereichs der Strömungskanal-Durchbrüche 6, und je zwei sich gegenüberliegende Anschlußkanäle 8a, 8c bzw. 8b, 8d bilden zusammen mit Mündungsbereichen entlang der jeweiligen Seite des Stapelmittenbereichs einen Verteiler- und einen Sammelkanal, über die das jeweilige Fluid den damit in Fluidverbindung stehenden Strömungskanal-Durchbrüchen 6 par­ allel zugeführt und auf der gegenüberliegenden Seite wieder abgeführt wird.
Die Strömungsführung für die beiden im Kreuzstrom hindurchge­ führten Fluide läßt sich am besten durch die nachfolgend an­ hand der Fig. 2 bis 5 gegebene Erläuterung des Aufbaus des Plattenstapels 1 verstehen, in denen die verschiedenen, dafür verwendeten Platten einzeln dargestellt sind. Der Plattensta­ pelaufbau beginnt z. B. mit einer in Fig. 2 gezeigten Deck­ platte 9, die keine Durchbrüche zur Fluiddurchströmung auf­ weist und den Plattenstapel 1 auf einer Stirnseite ab­ schließt. An diese Deckplatte 9 schließt sich eine erste Strömungskanalplatte 2 an, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Wie erwähnt, besitzt die Strömungskanalplatte 2 einen quadra­ tischen Mittenbereich mit einer Reihe parallel nebeneinander­ liegender, geradliniger Strömungskanal-Durchbrüche 6, die durch die schmalen Trennstege 7 lateral voneinander beabstan­ det sind. An die vier Seiten des Mittenbereichs schließen sich vier halbkreisförmig nach außen vorgewölbte Strömungs­ kanalplatten-Außenbereiche 10a bis 10d an, die je einen Ver­ bindungskanal-Durchbruch 11a bis 11d definieren. Dabei schließen diejenigen beiden, sich gegenüberliegenden Außenbe­ reiche 10b, 10d, welche den Enden der Strömungskanal- Durchbrüche 6 benachbart sind, mit ihrer innenseitigen Be­ grenzung geradlinig mit geringem Abstand zu diesen Enden der Strömungskanal-Durchbrüche 6 ab. Demgegenüber besitzen die beiden anderen, sich gegenüberliegenden Außenbereiche entlang ihrer innenseitigen Begrenzung eine kammartige Struktur aus einzelnen Kammstegen 12. An den Außenseiten der sich in Längsrichtung der Strömungskanal-Durchbrüche 6 gegenüberlie­ genden Außenbereiche 10b, 10d sind Markierungsnocken 13 ange­ bracht, an denen sich von außen die Strömungsrichtung einer jeden Strömungskanalplatte 2 im fertigen Plattenstapel 1 ab­ lesen läßt.
Auf die Strömungskanalplatte 2 folgt dann im Stapel die in Fig. 4 gezeigte Verbindungsabdeckplatte 3, die einen nicht durchbrochenen, abdeckenden Mittenbereich 3a sowie vier Ver­ bindungsabdeckplatten-Außenbereiche 14a bis 14d aufweist, die sich analog zu den Strömungskanalplatten-Außenbereichen 10a bis 10d von jeder Seite des Mittenbereichs 3a halbkreisförmig als geschlossene Hohlform nach außen erstrecken und dadurch einen jeweiligen Verbindungskanal-Durchbruch 15a bis 15d ein­ schließen. Dabei weisen in diesem Fall alle vier Außenberei­ che 14a bis 14d entlang ihrer inneren, an den Mittenbereich 3a angrenzenden Seite die kammartige Struktur mit mehreren Kammstegen 16 auf. Beim Auflegen der Verbindungsabdeckplatte 3 von Fig. 4 auf die Strömungskanalplatte 2 von Fig. 3 kommen zum einen die beiden Kammstegstrukturen 12 der letzteren fluchtend gegen die seitengleichen Kammstegstrukturen 16 der Verbindungsabdeckplatte 3 zur Anlage, und zum anderen kommen die beiden anderen Kammstegstrukturen 16 der Verbindungsab­ deckplatte 3 fluchtend gegen die Endbereiche der Trennstege 7 der Strömungskanalplatte 2 zur Anlage. Dementsprechend über­ lappen die beiden zugehörigen Verbindungskanal-Durchbrüche 15b, 15d der Verbindungsabdeckplatte 3 mit ihrem inneren, von der Kammstegstruktur 16 definierten Teil mit den seitenglei­ chen Enden der Strömungskanal-Durchbrüche 6 der darunterlie­ genden Strömungskanalplatte 2.
Auf diese Weise stehen die Strömungskanal-Durchbrüche 6 einer jeweiligen Strömungskanalplatte endseitig mit den seitenglei­ chen Verbindungskanal-Durchbrüchen der benachbarten Verbin­ dungsabdeckplatten in Fluidverbindung, wie dies auch in Fig. 1 zu erkennen ist. Ersichtlich ist dabei der Überlappungs­ querschnitt deutlich geringer als der Durchtrittsquerschnitt des übrigen Teils der Verbindungskanal-Durchbrüche, welcher die äußeren Anschlußkanäle 8a bis 8d bildet. Dabei besitzen diejenigen beiden Verbindungskanal-Durchbrüche 11b, 11d der Strömungskanalplatten, die den Enden der Strömungskanal- Durchbrüche 6 benachbart sind, einen um die fehlende Kamin­ stegstruktur geringeren Durchtrittsquerschnitt als derjenige der anderen Verbindungskanal-Durchbrüche 11a, 11c, 15a bis 15d.
Auf die Verbindungsabdeckplatte 3 von Fig. 4 folgt dann im Plattenstapel 1 wieder eine Strömungskanalplatte 2 gemäß Fig. 3, die jedoch gegenüber der auf der anderen Seite der Verbin­ dungsabdeckplatte 3 liegenden Strömungskanalplatte um 90° ge­ dreht aufgebracht ist, d. h. deren Strömungskanal-Durchbrüche 6 verlaufen senkrecht zu denen der Strömungskanalplatte auf der anderen Seite der Verbindungsabdeckplatte 3. Dies ent­ spricht der in Fig. 1 erkennbaren Plattenfolge aus erster Strömungskanalplatte 2a, Verbindungsabdeckplatte 3 und zwei­ ter Strömungskanalplatte 2b mit zu denjenigen der ersten senkrecht verlaufenden Strömungskanal-Durchbrüchen 6. An­ schließend folgt im Stapel 1 wieder eine Verbindungsabdeck­ platte 3, dann wieder eine Strömungskanalplatte 2 in zu der vorangegangenen um 90° gedrehter Lage usw., bis die gewünsch­ te Plattenanzahl erreicht ist. Auf diese Weise stehen die Strömungskanal-Durchbrüche 6 je eines Satzes übernächster Strömungskanalplatten 2 miteinander über einen Verteiler- und einen Sammelkanal in Fluidverbindung. Die letzte Strömungs­ kanalplatte 2 im Plattenstapel 1 kann wahlweise eine solche mit zu der ersten identischer Lage oder eine solche mit dazu um 90° verdrehter Lage sein.
Der Plattenstapel wird dann an seiner der Deckplatte 9 gegen­ überliegenden Stirnseite durch eine in Fig. 5 gezeigte, zwei­ teilige Anschlußplatteneinheit 17 abgeschlossen. Sie besteht aus einer unteren Platte, die vier Anschlußöffnungen 18a bis 18d aufweist und auf der die zugehörigen Anschlußrohre auf­ sitzen, sowie einer oberen, mit korrespondierenden Öffnungen versehenen Platte, die zur Positionierung der Anschlußrohre dient. Die Anschlußöffnungen 18a bis 18d überlappen jeweils mit dem zugehörigen Anschlußkanal 8a bis 8d des Plattensta­ pels 1 und weisen einen zu diesem vergleichbar großen Durch­ trittsquerschnitt auf. Dadurch bestimmt der jeweilige An­ schlußkanalquerschnitt den entlang der Stapellängsrichtung im wesentlichen gleichbleibenden Durchtrittsquerschnitt des be­ treffenden Verteiler- bzw. Sammelkanals.
Fig. 6 zeigt perspektivisch den fertiggestellten Wärmeüber­ trager-Plattenstapel 1. Wie daraus insbesondere in Verbindung mit Fig. 1 deutlich wird, können bei diesem Wärmeübertrager die beiden Fluide über die Anschlußöffnungen 18a bis 18d mit relativ großem Durchtrittsquerschnitt an einer Stirnseite des Plattenstapels 1 in den zugehörigen Verteilerkanal eingelei­ tet und aus dem zugehörigen Sammelkanal abgeführt werden. Da­ bei kann bei gegebener Ausdehnung des Stapelmittenbereichs und gegebener Plattenanzahl der Durchtrittsquerschnitt des jeweiligen Verteiler- bzw. Sammelkanals durch passende Dimen­ sionierung der Plattenaußenbereiche 10a bis 10d, 14a bis 14d optimal eingestellt werden, z. B. mindestens so groß wie der effektive Gesamtdurchtrittsquerschnitt aller damit in Fluidverbindung stehenden Strömungskanal-Durchbrüche 6. Wie in Verbindung mit Fig. 1 ersichtlich, ist der Durchtritts­ querschnitt der Verteiler- und Sammelkanäle durch die äuße­ ren, die Anschlußkanäle 8a bis 8d definierenden Teile der Verbindungskanal-Durchbrüche außerhalb des Bereichs der Strö­ mungskanal-Durchbrüche 6 und nicht wie bei der Hauptanmeldung durch deren Überlappungsbereich mit den Strömungskanal- Durchbüchen 6 bestimmt. Vom jeweiligen Verteiler-Anschluß­ kanal gelangt das Fluid in den Überlappungsbereich und von dort in die zugehörigen Strömungskanal-Durchbrüche, die es dann durchquert und über den gegenüberliegenden Überlappungs­ bereich und den betreffenden Sammel-Anschlußkanal wieder ver­ läßt. Dadurch wird bei noch immer relativ kompaktem Platten­ stapelaufbau ein Wärmeübertrager mit optimierter Anschlußgeo­ metrie für die Strömungskanal-Durchbrüche 6 bereitgestellt, mit der sich besonders geringe Druckverluste erreichen las­ sen.
In den Mündungsbereichen der Strömungskanal-Durchbrüche 6 stützen die Kammstegstrukturen 12, 16 die Endbereiche der Trennstege 7 ab, indem sie mit diesen zusammen eine in Sta­ pelrichtung durchgehende Stegstruktur bilden. Dies gibt den Mündungsbereichen zwischen den außenliegenden Anschlußkanälen 8a bis 8d und dem wärmeübertragungsaktiven Stapelmittenbe­ reich eine ausreichende Stabilität auch im aktiven, fluid­ durchströmten Zustand.
Es versteht sich, daß sich neben dem gezeigten auch andere erfindungsgemäße Wärmeübertrager realisieren lassen. Bei­ spielsweise kann anstelle der gezeigten Anschlußgeometrie, bei der alle vier Anschlußöffnungen auf einer Seite liegen, auch eine Anschlußgeometrie gewählt werden, bei der je zwei Anschlußöffnungen auf gegenüberliegenden Plattenstapelseiten oder drei Anschlußöffnungen auf der einen und die vierte An­ schlußöffnung auf der gegenüberliegenden Plattenstapelseite angeordnet sind. Dazu brauchen gegenüber dem gezeigten Bei­ spiel lediglich entsprechend modifizierte Anschlußplattenein­ heiten verwendet zu werden, während der übrige Plattenstapel­ aufbau gleich bleiben kann.
Im übrigen besitzt der vorliegende Wärmeübertrager selbstver­ ständlich auch die bereits in der Hauptanmeldung zu den dort beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnten Eigenschaften und Vorteile.

Claims (4)

1. Wärmeübertrager mit einem Aufbau aus mehreren übereinan­ dergestapelten, mit Durchbrüchen versehenen Platten, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) Strömungskanalplatteneinheiten (2) mit einem oder mehreren nebeneinanderliegenden Strömungskanal-Durchbrüchen (6), die sich zwischen zwei Plattenseitenbereichen erstrecken, sowie mit Verbindungskanal-Durchbrüchen (11a bis 11d), die von den Strömungskanal-Durchbrüchen getrennt angeordnet sind, und
  • b) Verbindungsabdeckplatteneinheiten (3) vorgesehen sind, die wenigstens in zwei Plattenseitenbereichen angeordnete Verbin­ dungskanal-Durchbrüche (15a bis 15d) aufweisen, wobei
  • c) die Strömungskanalplatteneinheiten und die Verbindungsab­ deckplatteneinheiten abwechselnd so übereinandergestapelt sind, daß
  • c.1) keine Fluidverbindung zwischen den Strömungskanal-Durch­ brüchen benachbarter Strömungskanalplatteneinheiten besteht und
  • c.2) die seitengleichen Enden der Strömungskanal-Durchbrüche einer jeweiligen Strömungskanalplatteneinheit über einen überlappenden Verbindungskanal-Durchbruch einer angrenzenden Verbindungsabdeckplatteneinheit untereinander sowie über überlappende Verbindungskanal-Durchbrüche anschließender Platteneinheiten mit den seitengleichen Enden der Strömungs­ kanal-Durchbrüche einer jeweils übernächsten Strömungskanal­ platteneinheit in Fluidverbindung stehen, und wobei
  • d) je ein Verbindungskanal-Durchbruch (11a bis 11d, 15a bis 15d) an jedem Plattenseitenbereich sowohl der Strömungskanal­ platteneinheiten (2) als auch der Verbindungsabdeckplatten­ einheiten (3) vorgesehen ist, wobei die jeweils seitenglei­ chen, sich überlappenden Verbindungskanal-Durchbrüche mit ei­ nem äußeren Teil einen außerhalb des Bereichs der Strömungs­ kanal-Durchbrüche (6) liegenden Anschlußkanal (8a bis 8d) bilden, von dem aus sie sich mit Ausnahme derjenigen (11b, 11d), die benachbart zu den Enden der Strömungskanal-Durch­ brüche in den jeweiligen Strömungskanalplatteneinheiten (2) angeordnet sind, mit einem inneren Teil überlappend in den Bereich der seitengleichen Enden der Strömungskanal-Durch­ brüche (6) erstrecken.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt des auf einer jewei­ ligen Plattenstapelseite durch Überlappung der seitengleichen Verbindungskanal-Durchbrüche (11a bis 11d, 15a bis 15d) ge­ bildeten Verteiler- oder Sammelkanals mindestens etwa so groß ist wie der Gesamtdurchtrittsquerschnitt der mit dem betref­ fenden Verteiler- bzw. Sammelkanal in Fluidverbindung stehen­ den Strömungskanal-Durchbrüche.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch ge­ kennzeichnet, daß
  • - die Platteneinheiten (2, 3) einen rechteckförmigen Mitten­ bereich aufweisen, an den sich entlang jeder seiner vier Sei­ ten je ein nach außen gewölbter Außenbereich (10a bis 10d, 14a bis 14d) anschließt,
  • - die Mittenbereiche der Strömungskanalplatteneinheiten (2) eine Mehrzahl von parallelen, durch Trennstege (7) lateral voneinander beabstandeten Strömungskanal-Durchbrüchen (6) aufweisen, wobei die Strömungskanal-Durchbrüche aufeinander­ folgender Strömungskanalplatteneinheiten zueinander senkrecht verlaufen,
  • - die Mittenbereiche (3a) der Verbindungsabdeckplattenein­ heiten (3) als Abdeckbereiche für die jeweils angrenzenden Strömungskanal-Durchbrüche (6) fungieren und
  • - die Außenbereiche (10a bis 10d, 14a bis 14d) geschlossene, die Verbindungskanal-Durchbrüche (11a bis 11d, 15a bis 15d) enthaltende Hohlformen bilden, wobei alle Außenbereiche (14a bis 14d) jeder Verbindungsabdeckplatteneinheit (3) sowie die beiden querseits der Strömungskanal-Durchbrüche (6) jeder Strömungskanalplatteneinheit (2) angeordneten Außenbereiche (10a bis 10d) entlang ihrer dem Mittenbereich zugewandten Seite eine kammartige Stegstruktur (12, 16) derart aufweisen, daß die seitengleichen, kammartigen Stegstrukturen zusammen mit den seitengleichen Enden der die Strömungskanal-Durch­ brüche lateral trennenden Trennstege eine in Stapellängsrich­ tung durchgehende, den jeweiligen Mündungsbereich der Strö­ mungskanal-Durchbrüche stabilisierende Stegstruktur bilden.
4. Wärmeübertrager nach Anspruch 3, weiter gekennzeichnet durch eine den Plattenstapel (1) an einem Stirnende abschlie­ ßende Anschlußplatteneinheit (17), die vier Anschlußöffnungen (18a bis 18d) aufweist, von denen jede mit einem jeweiligen Anschlußkanal (8a bis 8d) in Fluidverbindung steht, sowie durch eine den Plattenstapel auf der gegenüberliegenden Stirnseite abschließende Deckplatte (9) ohne Fluiddurchströ­ mungsöffnung.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19815218A1 (de) * 1998-04-04 1999-10-07 Behr Gmbh & Co Schichtwärmeübertrager
DE10130369A1 (de) * 2001-06-23 2003-01-02 Behr Gmbh & Co Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugeinrichtung, insbesondere Batterie oder Brennstoffzelle
DE102004027747A1 (de) * 2004-06-07 2005-12-22 Hartmann, Eva Wärmetransporteinrichtung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1359659A (en) * 1971-09-16 1974-07-10 Ass Eng Ltd Heat exchangers
FR2184536A1 (en) * 1972-05-19 1973-12-28 Anvar Very low temperature heat exchangers - partic suitable for helium 3 and helium 4
GB2019550A (en) * 1978-04-21 1979-10-31 Imi Marston Ltd Plate heat exchanger
FR2500610B1 (fr) * 1981-02-25 1986-05-02 Inst Francais Du Petrole Echangeur de chaleur a plaques perforees
FR2583864B1 (fr) * 1985-06-25 1989-04-07 Inst Francais Du Petrole Dispositif d'echange thermique du type echangeur a plaques perforees presentant une etancheite amelioree.
DE3905066A1 (de) * 1989-02-18 1990-08-23 Behringwerke Ag Waermetauschermodul
EP0503080B1 (de) * 1990-09-28 1997-04-23 Matsushita Refrigeration Company Laminatwärmetauscher
JP2814868B2 (ja) * 1992-06-17 1998-10-27 三菱電機株式会社 プレート型熱交換器及びその製造方法
DE19528117B4 (de) * 1995-08-01 2004-04-29 Behr Gmbh & Co. Wärmeübertrager mit Plattenstapelaufbau

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19815218A1 (de) * 1998-04-04 1999-10-07 Behr Gmbh & Co Schichtwärmeübertrager
DE19815218B4 (de) * 1998-04-04 2008-02-28 Behr Gmbh & Co. Kg Schichtwärmeübertrager
DE10130369A1 (de) * 2001-06-23 2003-01-02 Behr Gmbh & Co Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugeinrichtung, insbesondere Batterie oder Brennstoffzelle
US6666263B2 (en) 2001-06-23 2003-12-23 Behr Gmbh & Co. Device for cooling a vehicle appliance, in particular a battery or a fuel cell
DE102004027747A1 (de) * 2004-06-07 2005-12-22 Hartmann, Eva Wärmetransporteinrichtung

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