DE4031355A1 - Plattenwaermetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher aus einer Mehrzahl von Plattenpaaren, deren Platten jeweils miteinander an parallel zueinander verlaufenden Rändern und mit den Platten der jeweils benachbarten Plattenpaare an den jeweils anderen, ebenfalls parallel zueinander verlaufenden Rändern verbunden sind.

Plattenwärmetauscher der voranstehend beschriebenen Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die die Strömungskanäle des Plattenwärmetauschers bildenden Platten werden zuerst an parallel zueinander verlaufenden Rändern zu Plattenpaaren ver­ schweißt. Jedes Plattenpaar bildet auf diese Weise einen Strömungskanal für das eine Medium. Anschließend werden die Plattenpaare aneinandergereiht und an ihren jeweils anderen, ebenfalls parallel zueinander verlaufenden Rändern miteinander verschweißt, wodurch sich zwischen den Plattenpaaren Strömungs­ kanäle für das andere am Wärmeaustausch teilnehmende Medium ergeben. Der Verlauf der Strömungskanäle wird hierbei durch ent­ sprechende Formgebung der Platten erzeugt, insbesondere durch Ausbildung von Erhöhungen und Vertiefungen relativ zur Platten­ ebene, vorzugsweise durch Prägen.

Bei den bekannten Plattenwärmetauschern erfolgt das Verbinden der einzelnen Platten durch Schweißen, vorzugsweise in Form von Rollnaht- oder Kehlnahtschweißungen. Diese Verbindungsart hat sich zwar bei aus Stahl hergestellten Plattenwärmetauschern be­ währt, kann aber in vielen Fällen nicht angewendet werden. Das bekannte Verschweißen versagt beispielsweise, wenn es sich um sehr dünne Platten handelt oder wenn der Plattenwärmetauscher aus Platten gebildet wird, die aus Materialgründen nicht mit­ einander verschweißbar sind. Ein Verschweißen kann insbesondere dann nicht angewendet werden, wenn die Platten zum Schutz vor Korrosion mit einer Schutzschicht versehen sind, beispielsweise aus Kunststoff oder Emaille. Würden derartige beschichtete Platten an ihren Rändern miteinander verschweißt werden, ergäben sich gerade an den korrosionsgefährdeten Verbindungsstellen ungeschützte Oberflächen und Spalte, die einem verstärkten Korrosionsangriff ausgesetzt sind, so daß die gesamte Be­ schichtung der Platten technisch wirkungslos wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Platten­ wärmetauscher der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß er auch aus nicht miteinander ver­ schweißbaren Platten zusammengesetzt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte an mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden Rändern mit angeformten Laschen versehen ist, die mit den Laschen der benachbarten Platte eine Aufnahme für mindestens ein Verbindungselement bilden, das vorzugsweise in Längsrichtung der miteinander zu verbindenden Ränder in die durch die Laschen beider Platten gebildete Auf­ nahme einschiebbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Platten können auch nicht miteinander verschweißbare Platten flüssigskeits- und gasdicht miteinander verbunden werden. Hierzu reicht es aus, wenn jede Platte an zwei parallel zueinander verlaufenden Rändern mit angeformten Laschen versehen wird, die mit den Laschen der benachbarten Platte eine Aufnahme für ein Ver­ bindungselement bilden. Dieses Verbindungselement wird in die durch die Laschen beider Platten gebildete Aufnahme eingeschoben und ergibt hierdurch eine flüssigkeits- und gasdichte Verbindung an den parallel zueinander verlaufenden Rändern der Platten. Sofern diese zuvor zu Plattenpaaren miteinander verbunden worden sind, reicht die Ausbildung der Laschen an zwei parallel zuein­ ander verlaufenden Plattenrändern aus.

Beispielsweise wenn stählerne Platten zuerst zu Plattenpaaren verschweißt und anschließend mit einer Korrosionsschicht, vorzugsweise aus Emaille versehen werden, kann anschließend auf­ grund der an den freien Rändern der Plattenpaare angeformten Laschen eine schweißfreie Verbindung der Plattenpaare mitein­ ander erfolgen, indem die Plattenpaare zusammengesetzt und mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verbindungselemente miteinander ver­ bunden werden. Eine Beschädigung oder gar Zerstörung der Korrosionsschutzschicht wird auf diese Weise vermieden; außerdem ergibt sich eine besonders einfache Montage des Plattenwärme­ tauschers aus einzelnen Plattenpaaren.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung kann jede Platte an allen vier Rändern mit angeformten Laschen versehen sein, wobei die durch die Laschen an jeweils parallel zueinander ver­ laufenden Rändern gebildeten Aufnahmen für Verbindungselemente relativ zueinander um die halbe Dicke eines Plattenpaares ver­ setzt sind. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung entfällt jegliche Verschweißung der Platten miteinander; die Verbindung erfolgt ausschließlich mit Hilfe der erfindungsgemäß angeformten Laschen und eingeschobenen Verbindungselemente. Der Versatz der durch die Laschen gebildeten Aufnahmen für die Verbindungs­ elemente um jeweils die halbe Dicke oder Stärke eines durch zwei Platten gebildeten Plattenpaares ermöglicht hierbei die Schaffung der notwendigen Ein- und Austrittsquerschnitte für die jeweils ein am Wärmeaustausch teilnehmendes Medium vorgesehenen Strömungskanäle.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umgreift der durch jeweils eine Lasche gebildete Teil einer Aufnahme für das Ver­ bindungselement dieses Verbindungselement mindestens auf der Hälfte seines Umfanges. Die in Längsrichtung der Plattenränder aufeinanderfolgenden Laschen ergeben auf diese Weise eine aus­ reichende Aufnahme für das Verbindungselement. Selbstver­ ständlich ist es jedoch auch möglich, daß die Laschen eine ge­ schlossene, den gesamten Umfang des Verbindungselement um­ greifende Aufnahme bilden.

Sofern besondere Anforderungen an die Dichtigkeit der durch den Plattenwärmetauscher gebildeten Kanäle für die am Wärmeaustausch teilnehmenden Medien gestellt werden, können erfindungsgemäß parallel zu den mit den Laschen versehenen Rändern Dichtflächen an den Platten ausgebildet werden. Weiterhin ist es möglich, an diesen Dichtflächen Dichtungen zwischen den Platten anzuordnen. Diese Dichtungen werden vorzugsweise streifenförmig ausgebildet und in ausgeformten Rinnen der Platten angeordnet. Die Dichtungen können aus Kunststoff oder aus Klebstoff bestehen, der zugleich den Zusammenbau der Platten vor dem Einführen der Verbindungselemente in die hierfür vorgesehenen Aufnahmen er­ leichtert.

Die Verbindungselemente sind vorzugsweise stabförmig ausgebildet. Vorzugsweise entspricht die Länge jedes Ver­ bindungselements der Länge der durch die Laschen gebildeten Auf­ nahme. Selbstverständlich können jedoch auch mehrere, ggf. mit unterschiedlicher Stärke ausgebildete Verbindungselemente ver­ wendet werden, um jeweils zwei benachbarte Plattenränder mit­ einander zu verbinden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes Verbindungs­ element durch ein Rohr gebildet, dessen Länge der Länge der durch die Laschen gebildeten Aufnahme entspricht. Diese rohr­ förmigen Verbindungselemente können nach dem Einschieben in die Aufnahmen gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung durch ein Druckmittel aufgeweitet werden. Hierdurch ergibt sich auch bei Formabweichungen der Platten und der durch deren Laschen ge­ bildeten Aufnahmen eine definitive Anpreßkraft zwischen den miteinander verbundenen Platten und damit eine gewünschte Dicht­ wirkung, ohne daß zu hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Platten und deren Laschen gestellt werden müssen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Plattenwärmetauschers dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht eines Teils eines derartigen Wärmetauschers,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Wärmetauscher gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen waagerechten Schnitt durch den Wärmetauscher gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1.

Die perspektivische Darstellung in Fig. 1 zeigt einen in senk­ rechter und waagerechter Richtung verkürzt dargestellten Teil eines Plattenwärmetauschers, der aus einer Mehrzahl gleicher Platten 1 hergestellt ist. In Fig. 1 sind lediglich fünf derartige Platten 1 gezeichnet. Die Platten 1 bestehen aus Stahlblech und sind durch einen Stanz- und anschließenden Präge­ und Biegevorgang hergestellt. Außerdem sind die Platten 1 einzeln mit einem Emailleüberzug versehen.

Beim Ausführungsbeispiel ist jede Platte 1 an allen vier Rändern mit angeformten Laschen 2 und 3 versehen. Beim Ausführungsbei­ spiel bilden diese Laschen 2 und 3 jeweils eine halbkreisförmige Lagerschale für ein stabförmiges Verbindungselement 4 bzw. 5.

Wie insbesondere die Fig. 1 zeigt, sind die Laschen 2 am oberen und unteren Rand der Platten 1 ausgebildet. Wenn zwei Platten 1 spiegelbildlich zu einem Plattenpaar zusammengesetzt werden, bilden die Laschen 2 eine durchgehende Aufnahme für jeweils ein Verbindungselement 4, das beim Ausführungsbeispiel als durch­ gehender Stab dargestellt ist. Mit Hilfe der Verbindungselemente 4 und der Laschen 2 werden auf diese Weise Plattenpaare ge­ bildet. Jedes Plattenpaar ergibt gemäß Fig. 2 einen Kanal K1 für das eine am Wärmeaustausch teilnehmende Medium.

Außer den in Fig. 1 waagerecht verlaufenden Rändern der Platten 1 sind auch die in Fig. 1 senkrecht verlaufenden Ränder der Platten 1 mit Laschen 3 versehen, wie auch aus Fig. 3 hervor­ geht. Die Ausbildung dieser Laschen 3 entspricht beim Ausführungsbeispiel der Ausbildung der Laschen 2. Auch die Laschen 3 bilden halbkreisförmige Lagerflächen für jeweils ein stabförmiges Verbindungselement 5, das auf diese Weise die aneinanderliegenden Platten benachbarter Plattenpaare mit­ einander verbindet. Zwischen diesen Plattenpaaren ergeben sich Kanäle K2 für das zweite am Wärmeaustausch teilnehmende Medium. Um die erforderlichen Ein- und Ausströmquerschnitte der Kanäle K1 und K2 zu schaffen, ist die durch die Laschen 3 gebildete Aufnahme für die Verbindungselemente 5 um die halbe Dicke eines Plattenpaares, d. h. um die Stärke einer geprägten Platte gegenüber der durch die Laschen 2 gebildeten Aufnahme für die Verbindungselemente 4 versetzt, wie dies am besten aus Fig. 1 hervorgeht.

Anstelle einer halbkreisförmigen Lagerfläche für die Ver­ bindungselemente 4 und 5 können die Laschen 2 und 3 selbstver­ ständlich auch geschlossene, ösenartige Aufnahmen bilden. Parallel zu diesen Aufnahmen für die Verbindungselemente 4 und 5 sind an den miteinander zu verbindenden Platten 1 Dichtflächen ausgebildet. Zwischen diesen Dichtflächen können streifenförmige Dichtungen 6 angeordnet werden, die in den Fig. 2 und 3 ange­ deutet sind. Diese Dichtungen 6 können in speziell ausgeformte Rinnen eingelegt werden. Sie können aus Kunststoff oder auch aus Klebstoff bestehen, und zwar entsprechend der von ihnen wahrzu­ nehmenden Dichtaufgabe.

Anstelle stabförmiger Verbindungselemente 4 und 5 mit Vollquer­ schnitt können die Verbindungselemente 4 und 5 auch als Rohr ausgebildet werden. In diesem Fall ist es möglich, das über die gesamte Länge des jeweiligen Plattenrandes verlaufende Rohr nach dem Einschieben in seine Aufnahme durch ein Druckmittel aufzu­ weiten. Hierdurch lassen sich Formabweichungen der Platten 1 und ihrer durch die Laschen 2 und 3 gebildeten Aufnahmen über­ brücken, so daß mit geringerer Herstellgenauigkeit dennoch die jeweils geforderte Dichtigkeit des Plattenwärmetauschers zwischen den Kanälen K1 und K2 erreicht werden kann.

Bezugszeichenliste

 1 Platte
 2 Lasche
 3 Lasche
 4 Verbindungselement
 5 Verbindungselement
 6 Dichtung
K1 Kanal
K2 Kanal

Claims (10)

1. Plattenwärmetauscher aus einer Mehrzahl von Plattenpaaren, deren Platten jeweils miteinander an parallel zueinander verlaufenden Rändern und mit den Platten der jeweils benach­ barten Plattenpaare an den jeweils anderen, ebenfalls parallel zueinander verlaufenden Rändern verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (1) an mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden Rändern mit angeformten Laschen (2, 3) versehen ist, die mit den Laschen (2, 3) der benachbarten Platte (1) eine Aufnahme für mindestens ein Verbindungselement (4) bilden, das vorzugsweise in Längsrichtung der miteinander zu verbindenden Ränder in die durch die Laschen (2, 3) beider Platten (1) gebildete Aufnahme einschiebbar ist.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Platte (1) an allen vier Rändern mit angeformten Laschen (2, 3) versehen ist, wobei die durch die Laschen (2, 3) an jeweils parallel zueinander verlaufenden Rändern gebildeten Aufnahmen für die Verbindungselemente (4, 5) relativ zueinander um die halbe Dicke eines Platten­ paares versetzt sind.

3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der durch jeweils eine Lasche (2, 3) gebildete Teil einer Aufnahme für das Verbindungselement (4, 5) dieses Verbindungselement (4, 5) mindestens auf der Hälfte seines Umfanges umgreift.

4. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Laschen (2, 3) eine geschlossene, den ge­ samten Umfang des Verbindungselements (4, 5) umgreifende Auf­ nahme bilden.

5. Plattenwärmetauscher nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den mit den Laschen (2, 3) versehenen Rändern Dichtflächen an den Platten (1) ausgebildet sind.

6. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Dichtflächen Dichtungen (6) zwischen den Platten (1) angeordnet sind.

7. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtungen (6) streifenförmig ausgebildet und in ausgeformten Rinnen der Platten (1) angeordnet sind.

8. Plattenwärmetauscher nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (4, 5) stabförmig ausgebildet sind.

9. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Verbindungselement (4, 5) durch ein Rohr gebildet ist, dessen Länge der Länge der durch die Laschen (2, 3) gebildeten Aufnahme entspricht.

10. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rohrförmigen Verbindungselemente (4, 5) nach dem Einschieben in die Aufnahme durch ein Druckmittel aufgeweitet werden.