DE19716845A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager insbesondere Plattenwärmeübertrager für einen Ölkühler für Verbrennungsma­ schinen mit einer Turbulenzeinlage innerhalb eines Strömungs­ kanales zur Durchleitung eines Fluids, wobei die Turbu­ lenzeinlage Ausprägungen zur Verwirbelung des Fluids aufweist und von ihr mindestens ein durchgehender Stab zur Umlenkung des Fluids innerhalb des Strömungskanals eingefaßt ist nach Patent . . . (P 195 47 185.7).

Nach dem Hauptpatent hat man für Plattenwärmeübertrager, die aus einer Vielzahl von aufeinandergestapelten wannenförmigen Wärmeübertragerplatten bestehen, deren umlaufende Ränder an­ einanderliegen und dicht miteinander verlötet sind, im Be­ reich der Turbulenzeinlage einen durchgehenden Stab vorgese­ hen, der das die zugeordnete Kammer durchströmende Fluid zwingt, einen längeren Strömungsweg zu durchfließen. Dieser durchgehende Strömungsumlenkungsstab soll dort bei einem Aus­ führungsbeispiel der Turbulenzeinlage zugeordnet und mit die­ ser auswechselbar sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß dieser durchgehende und zur Strömungsumlenkung dienende Stab auch mindestens einer der beiden die Turbulenzeinlage einfas­ senden Wärmeübertragerplatten zugeordnet sein kann. In Wei­ terbildung dieser Überlegung kann der Stab als eine aus min­ destens einer der die Turbulenzeinlage umfassenden Wärmeüber­ tragungsplatten herausgeprägte Sicke ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung macht es möglich, die Strömungsumlenkung den Stapelplatten zuzuordnen, wobei es möglich ist, diese Sicken in einen Schlitz in der Turbulenzeinlage hereinragen zu las­ sen, oder die Sicke auch in die Turbulenzeinlage einzudrüc­ ken.

In Weiterbildung der Erfindung werden die Sicken benachbarter und von unterschiedlichen Strömungsmedien durchflossenen Kam­ mern zur Mittelebene des Wärmeübertragers versetzt zueinander angeordnet. Bekanntlich werden die Wärmeübertragerplatten al­ le identisch ausgebildet, beim Aufeinanderstapeln aber ab­ wechselnd jeweils um 180° verdreht zueinander aufeinander ge­ setzt. Der Versatz der Sicken gewährleistet dann, daß jede Sicke, insbesondere wenn sie in einen Schlitz der Turbu­ lenzeinlage hereinreicht, auch an der benachbarten Wärmeüber­ tragerplatte anliegt und so dicht mit dieser zur Bildung der Strömungsumlenkwände verlötet werden kann.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Plattenwärme­ übertragers nach der Erfindung,

Fig. 2 die Draufsicht auf eine der mit Sicken versehenen Wärmeübertragerplatten zur Bildung einer der von einem Strömungsmedium durchströmten Kammern,

Fig. 3 die um 180° gegenüber der Wärmeübertragerplatte der Fig. 2 gedrehte Wärmeübertragerplatte zur Bildung einer benachbarten Strömungskammer und

Fig. 4 die schematische Darstellung eines Teilschnittes durch die von den Platten nach den Fig. 2 und 3 ge­ bildeten abwechselnd von unterschiedlichen Strö­ mungsmedien durchströmten Kammern des Plattenwärme­ tauschers nach Fig. 1 jeweils längs der Linie IV der Fig. 2 und 3 geschnitten.

Wie beim Hauptpatent ist in Fig. 1 ein Plattenwärmeübertrager 30 dargestellt, der aus mehreren aufeinandergestapelten Plat­ ten 31 besteht. Auf der Oberseite des Plattenwärmeübertrages 30 ist eine Anschlußplatte 32 angeordnet, an der ein Zuführ­ stutzen 33 und ein Abführstutzen 34 für das für den Wärmeaus­ tausch benutzte Kühlmittel befestigt ist.

Auf der Unterseite des Plattenwärmeübertragers 30 ist ein Zu­ fuhrstutzen 35 für das zu kühlende Öl und ein Abführstutzen 36 für dieses befestigt. Ringnuten der Zuführ- und Abführ­ stutzen 35 und 36 für das Öl sind mit Dichtringen 37 verse­ hen, so daß die Stutzen 35 und 36 in entsprechende Aufnahme­ bohrungen am Gehäuse eines Motor- oder Getriebeblocks einge­ steckt werden können. Eine Befestigungsplatte 38 ist an der Unterseite des Plattenwärmetauschers 30 zusätzlich zur Befe­ stigung an einem Motor- oder Getriebeblock vorgesehen.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist schematisch die durch diese Ausge­ staltung bewirkbare Durchströmung der einzelnen innerhalb der Wärmeübertragungsplatten 31 gebildeten Kammern dargestellt. Die Pfeile 50 zeigen dabei die Strömungsrichtung des Kühlmit­ tels (siehe auch Fig. 3), die Pfeile 51 den Strömungsverlauf des zu kühlenden Öls (siehe auch Fig. 2). Wie auch beim Hauptpatent wird diese Art der Durchströmung dadurch er­ reicht, daß die benachbarten Kammern innerhalb der Platten 31 an den entsprechenden Zu- und Abführstutzen für Kühlmittel bzw. Öl einmal mit einseitig herausgeprägten Kragen 52 verse­ hen sind, die, wie die Fig. 4 erkennen läßt, jeweils mit ei­ ner geraden Fläche der darüberliegenden Platte 31 dicht ver­ lötet sind. In bekannter Weise wird daher jeweils der Zugang eines der an der Wärmeübertragung beteiligten Strömungsmedien in eine Kammer verhindert, so daß, wie die Fig. 2 und 3 zei­ gen in benachbarten Kammern des Plattenwärmeübertragers 30 eine entgegengesetzte Durchströmung mit unterschiedlichen Strömungsmedien erfolgt.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind benachbarte Wärmeübertra­ gerplatten 31 um 180° verdreht zueinander aufeinander ge­ setzt. Jede der Platten, die zunächst identisch ausgebildet sind, ist dabei mit quer zur Durchströmungsrichtung 50, 51 verlaufenden Sicken 53 versehen, die aber bezüglich der Längsmittelebene 54 des Plattenwärmetauschers 30 nach der Seite versetzt sind, so daß durch die 180°-Drehung benachbar­ ter Platten 31 sichergestellt ist, daß jede der Sicken 53 an der benachbarten Platte anliegt und daher auch dicht mit die­ ser verlötet werden kann.

Die Fig. 2 und 3 lassen erkennen, daß der Strömungsweg sowohl für das zu kühlende Öl, als auch für das im Gegenstrom zum Öl geführte Kühlmittel durch die jeweils von unterschiedlichen Längsseiten der Platten 31 ausgehenden, nicht bis zur gegen­ überliegenden Seite durchgeführten Sicken deutlich verlängert wird. Die Wärmeübertragung kann dadurch intensiviert werden. Die Sicken 53 sind in der Längsrichtung - d. h. also senkrecht zur Mittelebene 54 - im gleichen Abstand zueinander angeord­ net. Von den beim Ausführungsbeispiel vorgesehenen drei Sic­ ken ist die mittlere jeweils so zur Mittelebene 54 versetzt, daß sie etwa mit einer Seitenwand in dieser Mittelebene 54 liegt. Auch die beiden anderen Sicken sind daher gegenüber der Mittelebene 54 versetzt. Natürlich können je nach Größe der Wärmeübertragerplatten 31 auch mehr als drei Quersicken 53 vorgesehen werden. Es hat sich aber gezeigt, daß diese Sickenanzahl schon ausreicht, um deutlich bessere Wärmeüber­ tragungswerte zu erzielen.

Wie im Hauptpatent erläutert und anhand von Fig. 4 auch ge­ zeigt, sind in jede der zwischen den Platten 31 gebildeten Kammern Turbulenzeinlagen 45 eingelegt, die in bekannter Wei­ se zur Verwirbelung der durchströmenden Medien beitragen. In nicht näher gezeigter Weise können diese Turbulenzeinlagen 45 nun jeweils an den Stellen, wo sich die Sicken 53 in den Platten 31 befinden, mit Schlitzen versehen sein, durch die die Sicken 53 hindurchragen und mit der angrenzenden Platte in Berührung kommen. Weniger günstig, aber möglich wäre es auch, die Sicken 53 beim Stapeln der Platten 31 und der Tur­ bulenzeinlagen 45 in diese so einzudrücken, daß ebenfalls ein Verlöten von Sicke und Turbulenzeinlage mit der benachbarten Platte 31 erreicht werden kann.

Auch die Turbulenzeinlagen 45 können alle identisch ausgebil­ det sein. Sie werden mit den Platten 31 jeweils für benach­ barte Kammern um 180° verdreht.

Es ist auch möglich, nur jede zweite der aufeinander gesta­ pelten Platten 31 mit Sicken 53 auszustatten. Man kann dann erreichen, daß beispielsweise nur der Ölstrom in den einzel­ nen Kammern umgelenkt wird, wie das beschrieben ist. Der Kühlmittelstrom dagegen verläuft ohne Umlenkung in seinen Kammern, so daß dadurch ein Stapelscheiben-Ölkühler auch dann eingesetzt werden kann, wenn sehr unterschiedliche Volumen­ ströme für Öl bzw. Kühlmittel vorliegen.

Claims (6)

1. Wärmeübertrager, inbesondere Plattenwärmeübertrager für einen Ölkühler für Verbrennungsmaschinen mit einer Turbu­ lenzeinlage innerhalb eines Strömungskanales (50, 51) zur Durchleitung eines Fluids, die mit Ausprägungen zur Verwirbe­ lung des Fluids versehen ist und von ihr mindestens ein Stab zur Umlenkung des Fluids innerhalb des Strömungskanals (50, 51) eingefaßt ist nach Patent . . . (Patentanmeldung 195 47 185.7) dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (53) einer der die Turbulenzeinlage umfassenden Wärmeübertragungsplatten (31) zugeordnet ist.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab als eine aus der Wärmeübertragerplatte (31) in der Richtung der umgebogenen Ränder der Platte (31) herausge­ prägte Sicke (53) ausgebildet ist.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei im gleichen Abstand zueinander angeordne­ te Sicken (53) vorgesehen sind, von denen die mittlere Sicke (53) von einer Längsseite der Wärmeübertragungsplatte (31), die beiden benachbarten dagegen von der gegenüberliegenden Längsseite ausgehen, aber nicht durchgehend bis zu der je­ weils gegenüberliegenden Längsseite geführt sind.

4. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (53) jeweils in einen Schlitz der zugeordneten Turbulenzeinlage (45) hereinragen.

5. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (53) in die Turbulenzeinlagen (45) eingedrückt sind.

6. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (53) benachbarter und von unterschiedlichen Strömungsmedien durchströmten Kammern versetzt zu einer Mit­ telebene (54) angeordnet sind.