DE2601231A1 - Plattenwaermetauscher - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE ~l

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

1979

The A.F.V. Company Limited Manor Royal, Crawley Sussex, England

"Plattenwärmetauscher"

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher, "bestehend aus einem Stapel von trennbaren, mit Dichtungen varsehenen Platten, die im gegenseitigen Abstand Fläche an Fläche angeordnet sind, zwischen benachbarten Platten jeweils Strömungsräume für Wärmetausclimedien begrenzen und mit Sätzen von im Stapel miteinander fluchtenden Ausnehmungen zur Bildung von Zulauf und Ablauf für die Medien, sowie mit sich entlang des Umfanges der Strömungsräume und um die Ausnehmungen erstreckenden Dichtelementen versehen sind, welche die Verbindung zwischen den Ausnehmungen und den Strömungsräumen steuern.

Es ist ersichtlich, daß es für die Funktion der Vorrichtung als Wärmetauscher notwendig ist, den Zulauf und den Ablauf für ein Wärmetauschmedium in offene Verbindung mit jedem zweiten Strömungsraum zu bringen und für das andere Medium an die dazwischen liegenden Strömungsräume zu schließen.

L ' J

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Die Dichtungen für die Ausnehmungen, die von einem Strömungsraum getrennt bleiben sollen, umfassen normalerweise einen Dichtungsabschnitt, der die Ausnehmung von einer Brückenzone zwischen dem Strömungsrsum und der Öffnung oder Ausnehmung trennt, sowie einen Dichtungsabschnitt, der den Strömungsraum von der Brückenzone isoliert.

Die Platten v/erden durch übliche obere und untere Führungsstangen getragen, wobei jedoch noch im gewissen Umfange eine senkrechte vccvu horizontale Verschiebung möglich und zugelassen ist •md zwar aufgrund der auftretenden Herstellungstoleranzen zwir^hsn Platte und Stange. Diese Verschiebung kann in gewissem Umfange zu einer unzureichenden Fluchtung zwischen den Dichtungen von benachbarten Platten führen, mit der Folge, daß undichte Stellen entstehen können. Jo größer die Platte ist, um so größer werden auch die Herstellungstoloranzen, so daß es logisch und auch normal ist, daß die Breite der Dichtung in Abhängigkeit von der Größe der Platte sich vergrößert, um diesen Toleranzen Rechnung zu tragen und eine effektive Dichtung zu gewährleisten-.

Der kritischste Teil ^er Dichtung liegt vcm Gesichtspunkt der Dichtheit in dem Bereich der Brückenzone. Dies beruht darauf, daß die Ausnehmung selbst und auch die Dichtungen- des .Brückenabschnittes durch den Strömungseintrittsraum der benachbarten Platte nicht abgestützt sind, so daß jede Ausbiegung oder Verformung der die Dichtung aufnehmenden Nut an dieser Stelle aufgrund der Belastung der Dichtung zu einer möglichen Quelle für

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Leckstellen führen kann.

Um dieser Gefahr entgegenzutreten, ist es möglich, die Ilattendicke zu vergrößern. Dieser \\eg kann normalerweise jedoch nicht beschritten werden, da dadurch wesentlich auch die Kosten und
das Gewicht der Platten zunimmt und gleichzeitig die V/ärmetauschwirkung abnimmt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die aufgezeigten Probleme auf einfache Weise zu lösen, ohne die Wärmetauschwirkung
zu beeinträchtigen und ohne die Kosten und das Gewicht der Platte zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtung im Bereich der Ausnehmungen oder öffnungen im Vergleich zu der Umfangsdichtung in ihrer Breite vermindert ist. Diese relative Verminderung der Breite hat die Wirkung einer entsprechendenHerabsetzung des nicht abgestützten Abschnittes, der der Belastung durch die Dichtung unterworfen ist.

Eine praktische Begrenzung der Breitenverringerung der die Dichtung aufnehmenden wut liegt in der Gefahr, daß das Plattenmaterial während des Einformens der Nuten reißt.

Der Grundgedanke der Erfindung beruht daher darauf, daß eine
Dichtung mit Abschnitten von zwei unterschiedlichen Breiten
verwendet wird, wobei die Breite der Dichtung am Umfange des

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Strömungsraumes in Übereinstimmung mit den Gesamtabmessungen der Platte gewählt wird, um eine genügende Abdichtung auch bei extrem zulässigen Toleranzen zu gewährleisten, während über den Bereich der Ausnehmung und der Brückeneintrittszone die Dichtung mit merklich geringerer Breite ausgebildet wird und zwar so schmal wie möglich, um die Ausbiegung der Platte unter der Belastung der Dichtung zu vermindern. Dadurch wird wesentlich das Risiko des Auftretens von Undichtigkeiten vermindert. Die Breite der Nut muß außerdem in Einklang mit den Verformungsmöglichkeiten stehen. Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Ausbiegung für einen gleichförmig belasteten Balken mit der 4.Potenz der Spannweite variiert, kann davon ausgegangen werden, daß eine Verminderung von 7 % in der mittleren Breite der die Dichtung aufnehmenden Nut die Ausbiegung um annähernd 25 % herabsetzt, so daß die genannte Maßnahme sehr wohl eine erheblich ins Gewicht fallende Verbesserung der Steifheit mitsich bringt.

Die vorliegende Erfindung umfaßt sowohl die Platten, die mit der neuen Dichtung ausgerüstet sind, als auch einen Wärmetauscher, der solche Platten umfaßt.

DieErfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen :

Fig.1 in Ansicht eine typische Wärmetauschplatte, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist.

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Fig.2 einen Abschnitt durch die einer Ausnehmung zugeordneten Abdichtungszonen von drei aufeinanderfolgenden Platten und

Fig.3 einen Schnitt durch einen Abdichtungsabschnitt, der der Umfangszone von drei aufeinanderfolgenden Platten zugeordnet ist.

Fig.1 zeigt eine Wärmetauscherplatte mit einer Strömungszone 1, die mit einem Muster von Wellungen oder dgl. ausgerüstet ist. Zwei öffnungen 2 stehen in Verbindung mit der Strömungszone 1, während zwei weitere Öffnungen oder Ausnehmungen 3 von der Strömungszone durch den Öffnungen zugeordnete Dichtungsabschnitte und einer Brückenzone zugeordnete Dichtungsabschnitte 5 isoliert sind. Zwischen diesen beiden Dichtungsabschnitten wird eine Brückenzone 6 bestimmt, die sowohl von der Ausnehmung als auch von der Strömungszone 1 isoliert ist. Eine in Umfangsrichtung verlaufende Dichtung 7 umgibt die Strömungszone 1 und ist, wie dargestellt, breiter als die Dichtung 4, die ihrerseits im wesentlichen die gleiche Breite wie die Dichtung 5 aufweist.

Die Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch die den Öffnungen zugeordnete Eintrittszone für drei aufeinanderfolgende Platten. Aus dieser Darstellung wird deutlich, daß aufgrund der Ausbildung der Strömungsvertiefung 8, welche die Öffnung 2 und die Brückenzone 6 miteinander verbindet, deren ebene Unterseite breiter ist als die Nut der Dichtung 4, welche an der Unterseite der Strömungsverbindung 8 anliegt. Sie steht im Gegensatz zu der Darstellung der Umfangsnuten in Fig.3, wo die ebenen Unterseiten

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der die Dichtungen 7 aufnehmenden Nuten alle die gleiche Breite haben, wie die an der Unterseite anliegende Dichtung. Die Dichtung 4 aufnehmende Nut ist wesentlich schmaler als die die Dichtung 7 aufnehmende Nut. An der Stelle, die in Fig.2 gezeigt ist, kann eine schmalere Dichtung ohne weiteres in Kauf genommen werden, ohne daß die gleiche Gefahr des Undichtwerdens aufgrund von Fluchtungsfehlern auftritt, was im Bereich der Umfangsdichtungen 7 der Fall ist. Ähnliche Überlegungen gelten für die Dichtung 5.

Ansprüche

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Claims (5)

Ansprüche

1.J Plattenwärmetauscher bestehend aus einem Stapel von trennbaren, mit Dichtungen versehenen Platten, die im gegenseitigen Abstand Fläche an Fläche angeordnet sind, zwischen benachbarten Platten jeweils Strömungsräume für Wärmetauschmedien begrenzen und mit Sätzen von im Stapel miteinander fluchtenden Ausnehmungen oder öffnungen zur Bildung von Zulauf und Ablauf für die Medien, sowie mit sich entlang des Umfanges der Strömungsräume und um die Ausnehmungen erstreckenden Dichtungen versehen sind, welche die Verbindung zwischen den Ausnehmungen bzw. öffnungen und den Strömungsräumen steuern, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung (4, 5, 7) im Bereich der öffnungen bzw. Ausnehmungen (3) im Vergleich zu der Umfangsdichtung (7) in ihrer Breite wesentlich verringert ist.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem die die Ausnehmung von einem Strömungsraum trennende Dichtung einen Dichtungsabschnitt aufweist, der die Ausnehmung von einer Brückenzone trennt, welche zwischen der Ausnehmung und dem Strömungsraum liegt, sowie einen Dichtungsabschnitt, der den Strömungsraum gegen die Brückenzone abdichtet, dadurch g e k e η η zeich net , daß sowohl der zwischen der öffnung (3) und der Brückenzone.(6) als auch der zwischen dieser und dem Strömungsraum (1) liegende Dichtungsabschnitt (4, 5) in der Breite gegenüber der Breite der Umfangsdichtung (7) merklich verringert sind.

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3. Platte für Plattenwärmetauscher mit einem Satz von zur Bildung eines Kanals von Ausnehmungen, welche zur Bildung eines
Kanals im Wärmetauscherstapel dienen, einer einen Strömungsraum begrenzenden Zone und einer Halterung für eine Dichtung, welche einen die Kante der Strömungszone bildenden Abschnitt und einen die Verbindung oder Trennung zwischen der Strömungszone und den Ausnehmungen steuernden Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die Halterung für die Dichtung (4) im Bereich der Ausnehmungen (3) zur Aufnahme einer gegenüber dem Umfangsabschnitt (7) der Dichtung schmaleren Dichtung (4, 5) ausgebildet ist.

4. Platte nach Anspruch 3» welche eine Brückenzone zwischen
einer Ausnehmung und der Strömungszone aufweist, die gegenüber
der Ausnehmung und gegenüber der Strömungszone jeweils durch
Dichtungsabschnitte getrennt ist, dadurch gekennzei chn e t , daß die Halterung oder Nuten für die beiden Dichtungsabschnitte (4, 5) so ausgebildet sind, daß sie zur Aufnahme von schmaleren Dichtungen im Vergleich zu den Unterstützungen oder
Nuten für die Umfangsdichtung (7) ausgebildet sind.

5. Platte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterstützungen oder Halterungen für die Dichtungen Nuten sind.

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