DE202020105759U1 - heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Wärmeaustauscher (1), aufweisend
- einen zwischen zwei Endplatten (2, 3, 11) angeordneten Stapel von ersten Rahmen (4), zweiten Rahmen (5, 7) und zwischen den Rahmen (4, 5, 7) angeordneten ersten Trennplatten (6) zur Ausbildung von medienführenden Mediumpassagen zur Durchleitung von wenigstens zwei verschiedenen Medien sowie zwischen den Mediumpassagen von diesen getrennt angeordneten Leckagepassagen,
- in den Mediumpassagen und/oder den Leckagepassagen aufgenommene Turbulatoren (12, 13),
- wobei die Endplatten (2, 3, 11) Einlässe (25) zur Zuführung der Medien in die Passagen und Auslässe (25) zur Abführung der Medien aus den Passagen aufweisen,
- wobei jeder der ersten Rahmen (4) einen äußeren geschlossenen ersten Rahmenabschnitt (26) und den ersten Rahmenabschnitt (26) in eine zentrale Durchflusskammer (17) sowie wenigstens zwei Sammelkanäle (18) unterteilende zweite Rahmenabschnitte (27) aufweist,
- wobei jede der ersten Trennplatten (6) wenigstens vier auf die Einlässe (25) und Auslässe (25) ausgerichtete Durchgänge (24) zum Durchlass der Medien aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
- jeder der ersten Rahmen (4) dritte Rahmenabschnitte (28) aufweist, die den ersten Rahmen (4) in die Durchflusskammer (17), die wenigstens zwei Sammelkanalbereiche (18) und zwei Leckagebereiche (19) unterteilen, und dass
- jeder der zweiten Rahmen (5, 7) einen einen Leckagebereich (20) bildenden ersten Rahmenabschnitt (29) und wenigstens zwei Sammelkanalbereiche (18) bildende geschlossene zweite Rahmenabschnitte (30) aufweist, die auf jeweilige Durchgänge (24) der ersten Trennplatten (6) zum Durchlass der Medien ausgerichtet sind.
Heat exchanger (1) comprising
- A stack of first frames (4), second frames (5, 7) arranged between two end plates (2, 3, 11) and first separating plates (6) arranged between the frames (4, 5, 7) for forming media-carrying medium passages for the passage of at least two different media as well as between the medium passages arranged separately from these leakage passages,
- turbulators (12, 13) accommodated in the medium passages and/or the leakage passages,
- wherein the end plates (2, 3, 11) have inlets (25) for feeding the media into the passages and outlets (25) for discharging the media from the passages,
- wherein each of the first frames (4) has an outer closed first frame section (26) and the first frame section (26) into a central flow chamber (17) and at least two collecting channels (18) dividing second frame sections (27),
- each of the first partition plates (6) having at least four passages (24) aligned with the inlets (25) and outlets (25) for the passage of the media, characterized in that
- each of the first frames (4) has third frame sections (28) dividing the first frame (4) into the flow chamber (17), the at least two collecting channel areas (18) and two leakage areas (19), and that
- each of the second frames (5, 7) has a first frame section (29) forming a leakage area (20) and closed second frame sections (30) forming at least two collecting channel areas (18) which are connected to respective passages (24) of the first separating plates (6 ) are aligned to let the media through.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a heat exchanger according to the preamble of
Ein gattungsgemäßer Wärmeaustauscher ist beispielsweise aus der
Um zu verhindern, dass die beiden Medien im Falle einer Leckage in den Durchflussbereich des jeweils anderen Mediums gelangen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, zwischen den Medienpassagen Leckagepassagen vorzusehen, beispielsweise durch Anordnung von Doppelwandungen zwischen den einzelnen Mediumpassagen.In order to prevent the two media from getting into the flow area of the other medium in the event of a leak, it is known from the prior art to provide leakage passages between the media passages, for example by arranging double walls between the individual medium passages.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Wärmeaustauscher dahingehend weiterzuentwickeln, dass auch im Bereich der Sammelkanäle, die mit jeweiligen Mediumpassagen fluidisch verbunden sind, eine Trennung der Medien erreicht wird.The object of the present invention is to further develop a generic heat exchanger such that a separation of the media is also achieved in the area of the collecting channels, which are fluidically connected to the respective medium passages.
Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeaustauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a heat exchanger having the features of
Der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher weist einen zwischen zwei Endplatten angeordneten Stapel von ersten Rahmen, zweiten Rahmen und zwischen den Rahmen angeordneten Trennplatten zur Ausbildung von medienführenden Mediumpassagen zur Durchleitung von wenigstens zwei verschiedenen Medien sowie zwischen den Mediumpassagen von diesen getrennt angeordneten Leckagepassagen auf.The heat exchanger according to the invention has a stack of first frames, second frames and separating plates arranged between the frames to form media-carrying medium passages for conducting at least two different media and between the medium passages and leakage passages arranged separately from these arranged between two end plates.
Der Wärmeaustauscher weist des Weiteren in den Mediumpassagen und/oder den Leckagepassagen aufgenommene Turbulatoren auf.The heat exchanger also has turbulators accommodated in the medium passages and/or the leakage passages.
Die Endplatten weisen Einlässe zur Zuführung der Medien in die Passagen und Auslässe zur Abführung der Medien aus den Passagen auf.The end plates have inlets for feeding the media into the passages and outlets for removing the media from the passages.
Jeder der ersten Rahmen weist einen äußeren geschlossenen ersten Rahmenabschnitt auf sowie den ersten Rahmenabschnitt in eine zentrale Durchflusskammer sowie wenigstens zwei Sammelkanäle unterteilende zweite Rahmenabschnitte auf.Each of the first frames has an outer closed first frame section and second frame sections dividing the first frame section into a central flow chamber and at least two collecting channels.
Jede der Trennplatten weist wenigstens vier auf die Einlässe und Auslässe ausgerichtete Durchgänge zum Durchlass der Medien auf.Each of the partition plates has at least four passages aligned with the inlets and outlets for the passage of the media.
Jeder der ersten Rahmen weist dritte Rahmenabschnitte auf, die den ersten Rahmen in die Durchflusskammer, die wenigstens zwei Sammelkanalbereiche und zwei Leckagebereiche unterteilen.Each of the first frames has third frame sections dividing the first frame into the flow chamber, the at least two collection passage areas, and two leakage areas.
Jeder der zweiten Rahmen weist einen ersten Rahmenabschnitt, der einen Leckagebereich bildet, und wenigstens zwei Sammelkanalbereiche bildende geschlossene zweite Rahmenabschnitte auf, die auf jeweilige Durchgänge der Trennplatten zum Durchlass der Medien ausgerichtet sind.Each of the second frames has a first frame section forming a leakage area and at least two closed second frame sections forming collection channel areas which are aligned with respective passages of the partition plates for passage of the media.
Mit einem solchen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher ist neben der zuverlässigen Vermeidung der Mischung der beiden Medien im Fall einer Leckage im Bereich der Trennbleche zwischen den beiden medienführenden Passagen sowie auch eine zuverlässige Verhinderung der Mischung der beiden Medien im Sammlerbereich, d.h. nahe der Sammelkanäle und Durchgänge ermöglicht.Such a heat exchanger according to the invention not only reliably prevents the two media from mixing in the event of a leak in the area of the separating plates between the two media-carrying passages and also reliably prevents the two media from mixing in the collector area, i.e. near the collecting channels and passages.
Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous variants of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante sind die Leckagebereiche der zweiten Rahmen zu Seitenrändern der Ebene, in der die zweiten Rahmen angeordnet sind, hin offen.According to a preferred variant embodiment, the leakage areas of the second frames are open towards the side edges of the plane in which the second frames are arranged.
Dies ermöglicht ein Abfließen eventuell auftretender Leckagemengen über die seitlichen Öffnungen der zweiten Rahmen.This allows any leakage that may occur to flow out via the side openings of the second frame.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung sind in einer Ebene des Stapels zwei zweite Rahmen angeordnet, zwischen denen ein einen ersten Leckagebereich zumindest teilweise ausfüllender Turbulator eingelegt ist, wobei der Turbulator an nicht an die zweiten Rahmen angrenzende Seitenränder hin offen ist.According to a preferred development, two second frames are arranged in one level of the stack, between which a turbulator at least partially filling a first leakage area is inserted, the turbulator being open at side edges not adjoining the second frame.
Die zweiten Rahmen bilden bei dieser Ausführungsvariante im Wesentlichen den Sammlerbereich des Wärmeaustauschers. Tritt eine Leckage unmittelbar im Bereich der Durchflusskammern auf, wird das Leckagefluid in einer zentralen Leckagepassage, in der der Turbulator angeordnet ist, aufgefangen und entlang der Kanäle des Turbulators an die Seitenränder und von dort nach außen geführt.In this embodiment variant, the second frames essentially form the collector area of the heat exchanger. If a leak occurs directly in the area of the flow chambers, the leaking fluid is collected in a central leakage passage in which the turbulator is arranged and guided along the channels of the turbulator to the side edges and from there to the outside.
Tritt die Leckage im Bereich der ersten Rahmen nahe den Sammelkanälen auf, so kann das Leckagefluid über die in diesem Bereich angeordneten Leckagepassagen der zweiten Rahmen entweder in Richtung des Turbulators oder über eine Öffnung im zweiten Rahmen nach außen abgeführt werden.If the leakage occurs in the area of the first frame near the collecting ducts, the leakage fluid can escape via the leakage passages of the second frame arranged in this area either in the direction of the turbulator or via an opening voltage in the second frame to the outside.
In einer alternativen Ausführungsvariante sind die Leckagebereiche der zweiten Rahmen zu Seitenrändern der Ebene, in der die zweiten Rahmen angeordnet sind, hin geschlossen.In an alternative embodiment variant, the leakage areas of the second frames are closed towards the side edges of the plane in which the second frames are arranged.
In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsvariante ist in einer Ebene des Stapels jeweils ein einziger zweiter Rahmen angeordnet, mit einem äußeren geschlossenen ersten Rahmenabschnitt und den ersten Rahmenabschnitt in einen zentralen Leckagebereich sowie wenigstens zwei Sammelkanäle unterteilende zweite Rahmenabschnitte.In a preferred development of this embodiment variant, a single second frame is arranged in one level of the stack, with an outer closed first frame section and second frame sections dividing the first frame section into a central leakage area and at least two collecting channels.
An diesen zentralen Leckagebereich schließen sich Leckageöffnungen in den darunter liegenden Trennplatten an, so dass eventuell auftretendes Leckagefluid über diese Leckageöffnungen in den Trennplatten und den gegebenenfalls weiteren Leckagebereichen weiterer darunter liegender Rahmen bis zum Bodenbereich des Wärmeaustauschers abfließen und dort über eine als Bodenplatte ausgebildete Endplatte abfließen kann.This central leakage area is adjoined by leakage openings in the underlying separating plates, so that any leakage fluid that may occur can flow out via these leakage openings in the separating plates and the possibly further leakage areas of further underlying frames to the base area of the heat exchanger and can flow off there via an end plate designed as a base plate .
So ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante die Endplatte in einen Bodenbereich des Stapels mit wenigstens einem Leckagedurchlass zur Zuführung von Leckagefluid in einen an der Unterseite der Endplatte befestigten Leckageauslass ausgebildet.Thus, according to a preferred embodiment variant, the end plate is formed in a bottom region of the stack with at least one leakage passage for feeding leakage fluid into a leakage outlet attached to the underside of the end plate.
Besonders bevorzugt ist in einem Bodenbereich des Stapels eine unter einem ersten Rahmen angeordnete Leckageplatte mit unter den Leckagebereichen des ersten Rahmens vorgesehenen Leckagedurchlässen angeordnet, an die sich weiter nach unten eine Sammelrinnenplatte mit einer die Leckagedurchlässe verbindenden Sammelrinne anschließt, die auf der als Bodenendplatte ausgebildeten Endplatte mit einem Leckagedurchlass zur Zuführung von Leckagefluid in einen an der Unterseite der Endplatte befestigten Leckageauslass aufliegt.Particularly preferably, a leakage plate arranged under a first frame with leakage passages under the leakage areas of the first frame is arranged in a bottom area of the stack, to which a collecting channel plate with a collecting channel connecting the leakage passages connects further down, which is on the end plate designed as a bottom end plate with a leakage passage for feeding leakage fluid into a leakage outlet attached to the underside of the end plate.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers erstrecken sich in einen Bereich der zweiten Rahmen nahe der Sammelkanalbereiche Rippen.According to a further preferred development of the heat exchanger according to the invention, ribs extend into an area of the second frame near the collecting channel areas.
Diese Rippen dienen dabei insbesondere der Stabilitätsverbesserung des Stapels übereinander angeordneter Rahmen und Trennplatten.These ribs serve in particular to improve the stability of the stack of frames and separating plates arranged one above the other.
Die Bestandteile des Wärmeaustauschers, insbesondere die Rahmen und die zwischen diesen angeordneten Trennplatten sind bevorzugt stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere verlötet, verschweißt, geklebt oder auch gedruckt.The components of the heat exchanger, in particular the frames and the separating plates arranged between them, are preferably connected to one another with a material fit, in particular soldered, welded, glued or also printed.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Wärmeaustauschers werden die Leckagebereiche zur Befüllung mit einem Wärmespeichermedium anstelle der Nutzung als Leckageraum genutzt.According to a further preferred embodiment variant of the heat exchanger, the leakage areas are used for filling with a heat storage medium instead of being used as leakage space.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1a und1b isometrische Darstellungen einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers aus unterschiedlichen Perspektiven, -
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Wärmeaustauschers gemäß der1a und1b , -
3 und4 Draufsichten auf eine Ausführungsvariante eines ersten Rahmens, der in dem Stapel abwechselnd in der in3 gezeigten Ausrichtung und in der in4 gezeigten Ausrichtung eingelegt ist, mit darin eingelegtem Turbulator, -
5 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsvariante einer Leckagepassage mit zwei zweiten Rahmen und einem dazwischen angeordneten Turbulator, -
6 eine Draufsicht auf ein erstes Trennblech, -
7a und7b isometrische Darstellungen einer zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers, -
8 eine der2 entsprechende Explosionsdarstellung des in den7a und7b gezeigten Wärmeaustauschers, -
9 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsvariante eines zweiten Rahmens mit darin eingelegtem Turbulator, -
10 eine Draufsicht auf ein weiteres Trennblech, -
11 bis13 Draufsichten auf der Sammlung von Leckage dienenden weiteren Platten, -
14 eine schematische Darstellung eines Durchflusses der beiden Medien durch den in den7a und7b dargestellten Wärmeaustauscher, -
15a und15b isometrische Darstellungen einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers, insbesondere zur Nutzung in Verbindung mit einem in den Leckagepassagen eingefüllten Wärmespeichermedium, -
16 eine der2 entsprechende Explosionsdarstellung des in den15a und15b gezeigten Wärmeaustauschers, -
17-20 Draufsichten auf weitere Ausführungsvarianten eines ersten Kanals, eines zweiten Kanals mit jeweils darin eingelegten Turbulatoren und eines weiteren Trennblechs, -
21 und22 Draufsichten auf eine weitere Ausführungsvariante eines ersten Rahmens zur Ermöglichung einer I-Durchströmung, mit darin eingelegtem Turbulator, -
23 und24 Draufsichten auf eine weitere Ausführungsvariante eines ersten Rahmens zur Ermöglichung einer U-Durchströmung, mit darin eingelegtem Turbulator, und -
25 bis28 schematische Darstellungen weiterer Durchflussvarianten der beiden Medien durch mit entsprechenden Trennblechen, ersten Rahmen, zweiten Rahmen sowie entsprechend positionierten Ein- und Auslässen ausgestatteten Wärmeaustauschern.
-
1a and1b isometric representations of a first embodiment of a heat exchanger according to the invention from different perspectives, -
2 an exploded perspective view of the heat exchanger according to FIG1a and1b , -
3 and4 Top views of a variant embodiment of a first frame, which is placed in the stack alternately in the3 orientation shown and in the in4 orientation shown is inserted, with the turbulator inserted therein, -
5 a plan view of a first embodiment variant of a leakage passage with two second frames and a turbulator arranged in between, -
6 a plan view of a first separating plate, -
7a and7b isometric representations of a second embodiment of a heat exchanger according to the invention, -
8th one of the2 corresponding exploded view of the7a and7b shown heat exchanger, -
9 a plan view of a further embodiment variant of a second frame with a turbulator inserted therein, -
10 a top view of another partition plate, -
11 until13 Top views on the collection of further plates serving for leakage, -
14 a schematic representation of a flow of the two media through the in7a and7b illustrated heat exchanger, -
15a and15b isometric representations of a further embodiment variant of a heat exchanger according to the invention, in particular for use in connection with a heat storage medium filled in the leakage passages, -
16 one of the2 corresponding exploded view of the15a and15b shown heat exchanger, -
17-20 Top views of further design variants of a first channel, a second channel with turbulators inserted therein and a further separating plate, -
21 and22 Top views of a further embodiment variant of a first frame to enable an I-flow, with a turbulator inserted therein, -
23 and24 Top views of a further embodiment variant of a first frame to enable a U-flow, with a turbulator inserted therein, and -
25 until28 Schematic representations of further flow variants of the two media through heat exchangers equipped with appropriate separating plates, first frame, second frame and correspondingly positioned inlets and outlets.
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position des Wärmeaustauscher, Endplatten, erste Rahmen, zweite Rahmen, Trennplatte, Turbulatoren und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.In the following description of the figures, terms such as top, bottom, left, right, front, rear, etc. refer exclusively to the exemplary representation and position of the heat exchanger, end plates, first frame, second frame, partition plate, turbulators and the like selected in the respective figures. These terms are not to be understood as limiting, i.e. these references can change due to different working positions or the mirror-symmetrical design or the like.
Anhand der
Die
Der Wärmeaustauscher 1 weist, wie in der Explosionsdarstellung in
Wie in
Eine Detaildarstellung eines solchen ersten Rahmens 4 ist in den
Der erste Rahmen 4 besteht dabei aus einem äußeren geschlossen ersten Rahmenabschnitt 26, der durch zweite Rahmenabschnitte 27 und dritte Rahmenabschnitte 28 insgesamt fünf Flächenbereiche definiert.The
Durch Abschnitte des ersten Rahmenabschnitts 26 und des dritten Rahmenabschnitts 28 begrenzt ist eine zentrale Durchflusskammer 17, die über in den Eckbereichen, wie in
Das erste Medium kann dabei beispielsweise über einen in
Ein von diesem getrenntes zweites Medium durchfließt den in
Bei dem in
Das erste bzw. zweite Medium verteilt sich jeweils dabei in der jeweiligen zentralen Durchflusskammer 17.The first or second medium is distributed in the respective
Zur Verbesserung eines Wärmeübertrags auf darunter oder darüber liegende Ebenen ist in den zentralen Durchflusskammern 17 jeweils ein Turbulator 12 eingelegt. Der Turbulator 12 kann sich dabei, wie in den
Die Turbulatoren 12 können dabei beispielsweise in Gestalt von Wellplatten ausgebildet sein, mit runden oder rechteckig geformten Wellrippen.The
Die Durchflusskammern 17 sind bevorzugt so gestaltet, dass eine gleichmäßige Verteilung des durchströmenden Mediums auf den Turbulator 12 erfolgt und der Druckverlust im Medium minimiert wird.The
Insbesondere im Falle einer X-förmigen Durchströmung der zentrale Durchflusskammern 17, wie sie durch die gemäß den
Wie weiter in den
Wie in
Auch dieser Turbulator 13 ist bevorzugt in Gestalt eines Wellrippenbleches ausgebildet, wobei die Wellrippen hier sich in einer Richtung senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen den beiden zweiten Rahmen 5 erstrecken und zu den beiden nicht an die zweiten Rahmen 5 angrenzenden Rändern hin offen sind, so dass eventuell auftretende Leckageflüssigkeit, die beispielsweise durch eine Leckage in einer darüber liegenden Trennplatte 6 in den Leckagebereich 20 eintritt, an einer der Längsseiten des Wärmeaustauschers 1 austreten kann.This
Wie weiter in
Die zweiten Rahmen 5 weisen dabei einen ersten Rahmenabschnitt 29, der einen Leckagebereich 20 bildet, und wenigstens zwei geschlossene zweite Rahmenabschnitte 30 auf, die Sammelkanalbereiche 18 bilden, die auf jeweilige Durchlässe 24 der Trennplatten 6 zum Durchlass der Medien ausgerichtet sind.The
Die Trennplatten 6 weisen entsprechend vier auf die Einlässe 25 und Auslässe 25 ausgerichtete Durchlässe 24 zum Durchlass der Medien auf.The
Zum Durchlass eventueller Leckageflüssigkeit weisen die Trennplatten 6 darüber hinaus zwischen zwei jeweiligen seitlich angeordneten Durchgängen 24 Leckageöffnungen 23 auf.In order to allow any leakage liquid to pass through, the separating
Bei den in
Wie
Insgesamt ermöglicht diese in den
Eine zweite bevorzugte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers 1 wird nun anhand der
Im Gegensatz zu der anhand der
Die ersten Rahmen 4 entsprechen bei dieser Ausführungsvariante den ersten Rahmen 4 der anhand der
Bei dieser zweiten Ausführungsvariante sind, wie in den
Um hier eine Durchströmung in den Durchflusskammern 17 zu erzwingen, ist etwa mittig in dem Stapel eine Trennplatte 8 angeordnet, die anstelle der vier Durchlässe 24 an den Eckbereichen der Trennplatte 6 nur zwei solcher Durchlässe 24 an einer Schmalseite der Trennplatte 6 aufweist, die in der Ebene der Trennplatte 8 betrachtet, an den den Ein- und Auslässen 14, 15 gegenüberliegenden Seite der Trennplatte 8 vorgesehen sind.In order to force a flow through the
Im Übrigen weist auch diese Trennplatte 8 zwei an gegenüberliegenden Schmalseiten angeordnete Leckageöffnungen 23 auf.Moreover, this separating
Die ersten Rahmen 4 entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels in den
Im Gegensatz zu den beiden in einer Ebene durch einen Turbulator 13 voneinander getrennten zwei zweiten Rahmen 5 ist der hier die Leckagepassage bildende zweite Rahmen 7 so ausgebildet, dass er sich über die gesamte Ebene erstreckt.In contrast to the two
Dieser zweite Rahmen 7 ist zu den Seitenrändern der Ebene, in der die zweiten Rahmen 5 angeordnet sind hin geschlossen.This
Der zweite Rahmen 7 weist, ähnlich dem ersten Rahmen 4, einen äußeren geschlossenen ersten Rahmenabschnitt 29 auf und den ersten Rahmenabschnitt 29 in einem zentralen Leckagebereich 20 sowie wenigstens vier Sammelkanäle 18 unterteilende zweite Rahmenabschnitte 30 auf.Similar to the
Die vier Sammelkanäle 18 sind auch hier bevorzugt in den Eckbereichen des zweiten Rahmens 7 ausgebildet.Here too, the four collecting
Im zentralen Leckagebereich 20 ist auch in dieser Ausführungsvariante ein Turbulator 12 eingelegt, der bevorzugt dem Turbulator 12 entspricht, die auch in die ersten Rahmen 4 eingelegt sind.In this embodiment variant, a
Angrenzend an die Schmalseiten des Turbulators 12 ist auch bei dem zweiten Rahmen 7 eine labyrinthartige Rippenstruktur 31 vorgesehen, wobei der zwischen den Sammelkanälen 18 ausgebildete Leckagebereich 20 mit dem zentralen Leckagebereich 20 fluidisch verbunden ist.Adjacent to the narrow sides of the
Eventuell auftretendes Leckagefluid fließt hier über den zentralen Leckagebereich 20 und die darunter angeordneten Leckageöffnungen 23 in den Trennplatten 6, 8 und die Leckagebereiche 19 der ersten Rahmen 4 bis hinunter zur unteren Endplatte 11.Any leakage fluid that occurs flows here via the
Die untere Endplatte 11 ist im Gegensatz zu der Endplatte 3 mit einem Leckagedurchlass 33 ausgebildet.In contrast to the
Bevorzugt ist in einem Bodenbereich des Stapels eine unter einem ersten Rahmen 4 angeordnete Leckageplatte 9, gezeigt in
Unter dieser Sammelrinnenplatte 10 ist dann die Endplatte 11 angeordnet, mit dem zuvor angesprochenen Leckagedurchlass 33, der die Zuführung von Leckagefluid in den an der Unterseite der Endplatte 11 befestigten Leckageauslass 22 ermöglicht.The
Eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers 1 wird nun anhand der
Dieser Wärmeaustauscher 1 entspricht prinzipiell dem anhand der
- Wie in den
15a ,15b und16 gezeigt ist, ist bei diesem Wärmeaustauscher 1keine Trennplatte 8 eingesetzt, so dass hier der Eintritt und Austritt 14 des ersten Fluides und der Eintritt und Austritt 15 des zweiten Fluides jeweils diagonal gegenüber auf 2, 3 angeordnet sind.den jeweiligen Endplatten
- As in the
15a ,15b and16 is shown, no separatingplate 8 is used in thisheat exchanger 1, so that the inlet andoutlet 14 of the first fluid and the inlet andoutlet 15 of the second fluid are each arranged diagonally opposite one another on the 2, 3.respective end plates
Des Weiteren sind sowohl an der oberen als auch an der unteren Endplatte 2, 3 Leckageein- und auslässe 22 vorgesehen, hier jeweils zwischen den Einlässen und Auslässen 14 und 15.Furthermore, leakage inlets and
Die ersten Rahmen 4 entsprechen im Wesentlichen den ersten Rahmen 4 der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten, wobei hier die Leckagebereiche 19 geometrisch geringfügig abgeändert sind.The
Die zweiten Rahmen 7 entsprechen ebenfalls im Wesentlichen den zweiten Rahmen 7 der zweiten Ausführungsvariante (beschrieben in den
Weiter ist bei dieser Ausführungsvariante der im zentralen Leckagebereich 20 angeordnete Turbulator 34 mit im Querschnitt breiteren Wellen ausgebildet.Furthermore, in this embodiment variant, the
Diese Ausführungsvariante eines Wärmeaustauschers 1 eignet sich insbesondere auch dazu, in den Leckagebereichen 20 anstelle der Nutzung als Leckagebereich mit einem Wärmespeichermedium, insbesondere einem PCM (Phase-Change-Material) zu befüllen, das über den Leckageeinlass 22 und Leckageauslass 22 in die Leckagebereiche einfüllbar bzw. ableitbar ist.This embodiment variant of a
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So sind beispielsweise unterschiedliche Anordnungen der Anschlüsse denkbar, um unterschiedliche Durchströmungen der Mediumpassagen wie Gegen- oder Gleichstrom, I-, X- oder U-durchströmt, eine mäanderförmige Durchströmung, eventuell auch mehrfach mäandrierend oder auch ohne Mäander zu bewirken.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown. For example, different arrangements of the connections are conceivable in order to bring about different flows through the medium passages such as countercurrent or cocurrent, I, X or U flow, a meandering flow, possibly also several times meandering or even without meanders.
So sind beispielhaft in den
Entsprechend sind bei dieser Ausführungsvariante auch die Sammelkanäle 18 nicht diagonal gegenüberliegend, sondern ebenfalls auf einer parallel zur Längsrichtung x gedachten Linie, hier in den jeweils verbleibenden Ecken des bevorzugt rechteckig geformten Rahmes 4 angeordnet.Correspondingly, in this embodiment variant, the collecting
In den
Bei dieser Ausführungsvariante sind die Sammelkanäle 18 in Längsrichtung x betrachtet nebeneinander, getrennt durch den Leckagebereich 19, in den jeweiligen Ecken des ersten Rahmens 4 angeordnet. Der die Durchflusskammer 17 von dem Leckagebereich 19 trennende dritte Rahmenabschnitt 28 erstreckt sich hier senkrecht zur Längsrichtung x in einer Querrichtung y über die gesamte Breite des ersten Rahmens 4.In this embodiment variant, the collecting
Auf der in Längsrichtung betrachtet anderen Seite des ersten Rahmens sind die Ein- und Austrittsbereiche für das jeweilige Medium getrennt einerseits durch den dritten Rahmenabschnitt 28, der zusammen mit einem Teilstück des äußeren ersten Rahmabschnitts 26 einen hier dreieckigen Leckagebereich 19 formt, der in Querrichtung y betrachtet mittig vom Rahmenabschnitt 26 nach innen vorsteht. Von dem dritten Rahmenabschnitt 28, bevorzugt von der Dreiecksspitze des Leckagebereichs 19 erstreckt sich ein vierter Rahmenabschnitt 35 parallel zur Längserstreckung x in die Durchflusskammer 17.On the other side of the first frame, viewed in the longitudinal direction, the entry and exit areas for the respective medium are separated on the one hand by the
Die Länge des vierten Rahmenabschnitts 35 ist dabei so bemessen, dass zwischen dem freien Ende des vierten Rahmenabschnitts 35 und dem sich über die gesamte Breite des ersten Rahmens 4 erstreckenden dritten Rahmenabschnitt 28 (nahe den Sammelkanälen 18) ein Spalt verbleibt, um so eine u-förmige Durchströmung der Durchflusskammer 17 vom Eintrittsbereich um den vierten Rahmenabschnitt 35 herum und weiter zum Austrittsbereich zu erzwingen.The length of the
In den
Die Pfeilspitzen der mit S1 bzw. S2 bezeichneten Linien stellen dabei die Durchströmungsrichtung des jeweiligen Mediums dar.In the
The arrowheads of the lines marked S1 and S2 represent the flow direction of the respective medium.
So zeigt die Ausführungsvariante in
Die Ausführungsvariante in
Die Ausführungsvariante in
Die Ausführungsvariante in
Denkbar sind selbstverständlich auch weitere Kombinationen oder Alternativen der dargestellten Ausführungsvarianten.Of course, other combinations or alternatives to the illustrated embodiment variants are also conceivable.
So können die den
Weiter könnten beispielsweise die Öffnungen 21 der in Figur gezeigten Ausführungsvariante des zweiten Rahmens 5 durch ein Rahmenstück verschlossen sein. Entsprechend könnte der geschlossenen Rahmen 29 des zweiten Rahmens gemäß
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Wärmeaustauscherheat exchanger
- 22
- Endplatteendplate
- 33
- Endplatteendplate
- 44
- erster Rahmenfirst frame
- 55
- zweiter Rahmensecond frame
- 66
- erste Trennplattefirst partition plate
- 77
- zweiter Rahmensecond frame
- 88th
- zweite Trennplattesecond partition plate
- 99
- Leckageplatteleakage plate
- 1010
- Sammmelplattecollection plate
- 1111
- Endplatteendplate
- 1212
- Turbulatorturbulator
- 1313
- Turbulatorturbulator
- 1414
- Einlass/Auslassinlet/outlet
- 1515
- Einlass/Auslassinlet/outlet
- 1616
- Lotringplumb ring
- 1717
- Durchflusskammerflow chamber
- 1818
- Sammelkanalcollection channel
- 1919
- Leckagebereichleakage area
- 2020
- Leckagepassageleakage passage
- 2121
- Öffnungopening
- 2222
- Leckageeinlass/LeckageauslassLeakage inlet/leakage outlet
- 2323
- Leckageöffnungleakage opening
- 2424
- Durchlasspassage
- 2525
- Einlass/Auslassinlet/outlet
- 2626
- erster Rahmenabschnittfirst frame section
- 2727
- zweiter Rahmenabschnittsecond frame section
- 2828
- dritter Rahmenabschnittthird frame section
- 2929
- erster Rahmenabschnittfirst frame section
- 3030
- zweiter Rahmenabschnittsecond frame section
- 3131
- Rippenribs
- 3232
- Sammelrinnecollection channel
- 3333
- Leckagedurchlassleakage passage
- 3434
- Turbulatorturbulator
- 3535
- vierter Rahmenabschnittfourth frame section
- S1S1
- erstes Mediumfirst media
- S2S2
- zweites Mediumsecond medium
- xx
- Längsrichtunglongitudinal direction
- yy
- Querrichtungtransverse direction
- ze.g
- Vertikalrichtungvertical direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 202009015586 U1 [0002]DE 202009015586 U1 [0002]
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