DE3300523C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmeaustauscher gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei solchen bekannten Plattenwärmeaustauschern sind das wärmeabgebende und das wärmeaufnehmende Medium durch die Blechplatte getrennt, so daß ein Vermischen der Medien unter normalen Bedingungen nicht möglich ist. Im Falle eines Durchbruchs einer der Platten, beispielsweise durch Korrosion, vermischen sich die Medien. Sind die Drücke der Medien unterschiedlich, so gelangt das druckhöhere Medium in den Kreislauf des anderen Mediums. Ein solcher Störungs­ fall kann katastrophale Folgen haben. Plattenwärmeaustauscher werden in großem Umfange in der Lebensmittelindustrie, z. B. zum Kühlen von Milch, Bier und Fruchtsäften, eingesetzt. Die Gefahr eines Vermischens der zu kühlenden Lebensmittel mit dem anderen Medium muß auf jeden Fall verhindert werden.

Plattenwärmeaustauscher werden in neuerer Zeit auch zur Wärmerückgewinnung eingesetzt. Soweit Brauchwasser er­ wärmt werden soll, so muß zum Schutz von Mensch und Tier sichergestellt sein, daß beim Durchbruch einer Platte Öle, Chemikalien und andere Stoffe, die die Wärme an das Brauch­ wasser abgeben sollen, nicht in die Brauchwasserleitung gelangen können.

Aus der US-PS 40 90 554 ist ein Röhrenwärmeaustau­ scher bekannt, bei dem in einem Mantel ein Rohr-in-Rohr- Bündel angeordnet ist. Der Mantelraum wird von einem wärme­ abgebenden Medium und die Innenrohre werden von einem wärme­ aufnehmenden Medium durchflossen, wobei beide Medien bei einem Zusammentreffen miteinander reagieren. Der Ringraum zwischen den Innenrohren und den Außenrohren steht mit dem Mantelraum in offener Verbindung und enthält das gleiche Medium wie der Mantelraum. Die Reaktionsfähigkeit beider Medien miteinander wird dazu benutzt, eine Leckage der Außenrohr oder der Innenrohr zu erkennen. Bei einer solchen Leckage tritt nämlich das eine Medium in das andere über. Nachteilig bei diesem bekannten Röhrenwärmeaustauscher ist, daß eine strenge Trennung der beiden Medien nicht vorgesehen ist und bei einer Leckage sich beide Wärmetauschermedien miteinander mischen, was bei den oben beschriebenen Anwen­ dungsbeispielen sehr nachteilig wäre.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Plattenwärmeaustauscher der eingangs genannten Art so auszubilden, daß im Falle eines Schadens oder Bruches an einer Platte des Plattenwärmeaustauschers das eine Medium nicht in den Kreislauf des anderen Mediums gelangen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Ausbildung gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erfolgt eine Trennung des wärmeabgebenden Mediums vom wärmeaufnehmenden Medium durch einen zusätzlichen Zwischenraum. Durch Ver­ wendung derart ausgebildeter Platten wird der Plattenwärme­ austauscher äußerst störungssicher. Er kann damit ohne Ge­ fahr beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie und bei der Wärmerückgewinnung zur Brauchwassererwärmung eingesetzt werden. Durch geeignete wärmemäßige Verbindung zwischen der Platte und der Zusatzplatte kann eine Verringerung der Wärme­ übertragungsleistung weitestgehend vermieden werden.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der er­ findungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Um eine zu starke Ausdehnung des im Sicherheitsspaltraum befindlichen Wärmeübertragungsmittels zu vermeiden, ist die Weiterbildung gemäß Anspruch 6 vorgesehen.

Durch die weitere Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 kann die infolge eines Durchbruchs hervorgerufene Druck­ erhöhung in dem das Wärmeübertragungsmittel enthaltenen Sicherheitsspaltraum als Defekt erkannt werden.

Da durch die die Fließspalte durchströmenden Medien meist ein beträchtlicher Druck auf die Platten ausgeübt wird, ist zur Festlegung eines bestimmten Abstandes zwi­ schen der Platte und der Zusatzplatte und zum Auffangen des Druckes sowie zur Verhinderung einer direkten Berührung der Platten in Weiterbildung der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung die Ausgestaltung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14 vorge­ sehen.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch einen Teil einer vorschlagsgemäß ausgebildeten Platte für einen Plattenwärmeaustauscher,

Fig. 2 schematisch eine Anordnung eines Paketes aus drei vorschlagsgemäß ausgebildeten Platten, und

Fig. 3 schematisch eine andere Anordnung eines Paketes aus drei vorschlagsgemäß ausgebildeten Platten.

Gleiche Bauteile sind in den Figuren der Zeichnung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Zeichnung (s. insbesondere Fig. 1) zeigt eine Platte 2 für einen Plattenwärmeaustauscher aus Metall, die mit geringem Abstand und parallel dazu eine Zusatz­ platte 4 aufweist. Diese Zusatzplatte 4 ist gemäß Zeich­ nung identisch mit der Platte 2 ausgebildet. Die Zusatz­ platte kann sich aber hinsichtlich Stärke und Profilierung auch von der Platte 2 unterscheiden.

Die Zusatzplatte 4 ist wärmeübertragungsmäßig mit der Platte 2 verbunden, beispielsweise mit Hilfe eines geeigneten Wärme­ übertragungsmittels, das in den zwischen der Platte 2 und der Zusatzplatte 4 gebildeten Sicherheitsspaltraum 6 einge­ füllt wird. Die Zusatzplatte 4 ist fest mit der Platte 2 verbunden, beispielsweise durch Randverschweißung.

Der Sicherheitsspaltraum 6 kann, wie in der Fig. 2 dar­ gestellt ist, oben offen sein zum Ausgleich einer zu starken Ausdehnung des Wärmeübertragungsmittels oder auch zur Fest­ stellung eines Durchbruches zum Sicherheitsspaltraum 6.

Der Sicherheitsspaltraum 6 kann aber auch völlig ge­ schlossen sein, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist. Dann ist es allerdings zweckmäßig, die einzelnen Sicherheits­ spalträume 6 über eine gemeinsame Leitung 8 mit einem Aus­ dehnungsgefäß 10 zu verbinden, um Schäden durch zu starke Ausdehnung des Wärmeübertragungsmittels zu vermeiden. Zu­ sätzlich kann in die gemeinsame Leitung 8 ein Druckwächter 12 eingebaut werden, durch den die infolge eines Durchbruchs hervorgerufene Druckerhöhung in dem das Wärmeübertragungs­ mittel enthaltenden Sicherheitsspaltraum 6 als Defekt er­ kannt werden kann.

Über das wärmeabgebende und wärmeaufnehmende Medium, die beiderseits des Sicherheitsspaltraumes 6 die Fließ­ spalte 13 durchströmen, wird auf die Platte 2 und die Zwi­ schenplatte 4 ein beträchtlicher Druck ausgeübt. Trotz Pro­ filierung und Umfangsverschweißung der beiden Platten be­ steht die Gefahr, daß sich die Platten unter dem Druck durchbiegen und miteinander in Berührung kommen. Um dies zu vermeiden, können, wie in der Fig. 1 schematisch darge­ stellt ist, zwischen der Platte 2 und der Zwischenplatte 4 Abstands- bzw. Stützelemente 14 vorgesehen werden. Diese Elemente können noppenartige Vorsprünge sein, die aus einem indifferenten Material bestehen und entweder auf der Platte 2 oder der Zwischenplatte 4 aufgebracht sein können. Sie können auch in das Material der Platten 2 und/oder 4 eingeprägt sein. Diese Abstands- und Stützelemente 14 können durch einen gitter­ förmigen Gegenstand, beispielsweise ein netzartiges Gebilde, gebildet werden, das vor dem Verbinden der beiden Platten 2 und 4 miteinander in den Sicherheitsspaltraum 6 eingebracht und auf irgendeine beliebige Art und Weise in diesem Raum fixiert wird. Um den freien Durchgang durch den Sicherheits­ spaltraum 6 nicht zu behindern, sollten die sich kreuzenden Gitterleisten in versetzten Ebenen angeordnet sein. Der gitterförmige Gegenstand kann aber auch mit auf der Gitter­ struktur verteilt angeordneten Noppen versehen sein.

Claims (14)

1. Plattenwärmeaustauscher, bestehend aus mehreren mit­ einander unter Zwischenschaltung von Dichtungen, die in Dichtungssicken einlegbar sind, zu einem Plattenpaket zusammenfügbaren ebenen und/oder mit Prägungen versehenen Platten aus Metall, zwischen denen Fließspalte gebildet sind und die jeweils zwei benachbarte Fließspalte, von denen der eine von einem wärmeabgebenden und der andere von einem wärmeaufnehmenden Medium durchflossen wird, voneinander trennen, dadurch gekennzeich­ net, daß die Platte (2) eine in geringem Abstand und etwa parallel dazu angeordnete Zusatzplatte (4) aufweist, die wärmeübertragungsmäßig mit der Platte (2) in Wirkverbindung steht, und daß der von der Platte (2) und der Zusatzplatte (4) begrenzte Sicherheitsspaltraum (6) gegenüber den beider­ seitigen Fließspalten abgedichtet ausgebildet ist.

2. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzplatte (4) eine ebene oder geprägte Fläche aufweist.

3. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzplatte (4) identisch zur Platte (2) ausgebildet ist.

4. Plattenwärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzplatte (4) fest mit der Platte (2) verbunden ist.

5. Plattenwärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Zusatzplatte (4) und der Platte (2) gebildete Sicherheitsspaltraum (6) oben offen ist.

6. Plattenwärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsspalträume (6) an ein gemeinsames Aus­ dehnungsgefäß (10) angeschlossen sind.

7. Plattenwärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsspalträume (6) an einen Druckwächter (12) anschließbar sind.

8. Plattenwärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsspaltraum (6) mit einem Wärmeüber­ tragungsmittel gefüllt ist.

9. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungs­ mittel, flüssig, pulver- oder granulatförmig oder eine Mischung daraus ist.

10. Plattenwärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung eines Abstandes zwischen der Platte (2) und der Zusatzplatte (4) im Sicherheitsspalt­ raum (6) und zum Auffangen der durch die Medien ausgeübten Drücke Abstands- und Stützelemente (14) angeordnet sind.

11. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstands- und Stütz­ elemente (14) auf der Platte (2) und/oder der Zusatzplatte (14) angeordnet sind.

12. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ stands- und Stützelemente (14) von einem gitterförmigen Gegenstand gebildet werden, bei dem die sich kreuzenden Git­ terleisten in versetzten Ebenen angeordnet sind.

13. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der gitterförmige Gegen­ stand mit auf der Gitterstruktur verteilt angeordneten Noppen versehen ist.

14. Plattenwärmeaustauscher nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstands- und Stützelemente in das Plattenmaterial einge­ prägt sind.