DE4100651A1

DE4100651A1 - Heat exchanger with double-skin panels - incorporates channels to remove leakage water

Info

Publication number: DE4100651A1
Application number: DE19914100651
Authority: DE
Inventors: Reinhard Lehmann; Friedo Wittneben
Original assignee: GEA Ahlborn GmbH and Co KG
Current assignee: GEA Ahlborn GmbH and Co KG
Priority date: 1991-01-11
Filing date: 1991-01-11
Publication date: 1992-07-16

Abstract

The heat exchanger consists of profiled panels, whcih are connected via circumferential seals, forming alternating closed channels for the exchanger mediums. The panel profiles are supported on each other. Each panel is double-skinned. The facing surfaces of the wall elements (1a, 1b) of each panel (1) have channels (1c, 1d) for the removal of leakage fluid. USE/ADVANTAGE - Improved removal of leakage fluids from heat exchanger.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärme austauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein bekannter Wärmeaustauscher dieser Art besteht aus hintereinander angeord neten, Profilierungen aufweisenden Platten, welche mittels zwi schen ihnen angeordneten Umfangsdichtungen abwechselnd für das wärmeabgebende und das wärmeaufnehmende Mittel geschlossene Ka näle bilden. Diese Kanäle sind über miteinander fluchtende, von Durchbrechungen gebildeten Ein- und Austrittsöffnungen durch ent sprechende Ausbildung der Umfangsdichtungen mit dem jeweiligen Mittel beschickbar. Die Scheitelbereiche der die Wärmeaustausch fläche bildenden Profilierungen zweier benachbarten Platten stützen sich gegeneinander ab. Dabei ist eine jede Platte doppel wandig ausgebildet, wobei die beiden bündig aneinanderliegenden Wandelemente einer jeden Platte im Bereich rund um die Ein- und Austrittsöffnungen dicht miteinander verbunden sind. Die Pro filierung einer jeden Platte ist in der Weise ausgebildet, daß die Wellenberge der Profilierung des einen Wandelementes in die Wellentäler des zugeordneten Wandelementes eingreifen und um gekehrt. The invention relates to heat Exchanger according to the preamble of claim 1. A known one This type of heat exchanger consists of one behind the other neten, profiled plates, which by means of zwi arranged circumferential seals alternately for that heat-emitting and the heat-absorbing agent closed Ka form channels. These channels are over aligned with each other Openings formed by openings speaking training of the peripheral seals with the respective Medium loadable. The apex areas of the heat exchange surface-forming profiles of two adjacent panels support each other. Each plate is double wall-shaped, the two lying flush against each other Wall elements of each plate in the area around the entrance and Outlet openings are tightly connected. The pro filleting of each plate is designed in such a way that the wave crests of the profiling of a wall element in the Intervene troughs of the associated wall element and around swept.

Durch die doppelwandige Ausbildung einer jeden Wärme austauscherplatte wird sichergestellt, daß im Falle von Leckagen die Leckflüssigkeit abgeführt wird. Leckstellen in den Platten treten namentlich an den Abstützpunkten der Profilierungen zweier benachbarten Platten auf, und zwar als Folge von mechanischen Beanspruchungen oder Korrosionen. Wenn derartige Leckstellen auf treten, dann gelangt die entsprechende Flüssigkeit in den Spalt zweier benachbarten Wandelemente, von wo sie - sich selbst über lassend - nach außen austreten kann.Due to the double-walled design of each heat exchanger plate ensures that in the event of leakage the case drain is drained off. Leaks in the plates occur especially at the support points of the profiles of two adjacent plates as a result of mechanical Stresses or corrosion. If such leaks occur then the corresponding liquid gets into the gap two neighboring wall elements, from where they - over themselves letting - can escape to the outside.

Die Erfahrung lehrt, daß die zum Stand der Technik zählenden Wärmeaustauscher dieser Art etwaige Leckflüssigkeiten nur unzureichend und auch unkontrolliert abführen. Nach dem Auf treten einer Leckstelle ist die durch die doppelwandige Aus führung gegebene Sicherheit jedoch auf ein Wandelement reduziert. Daher ist es wichtig, daß die Leckage sicher und schnell erkannt wird bevor auch das zweite Wandelement eine Leckagestelle auf weist und es zu einer unerwünschten Kontamination eines der bei den am Wärmeaustausch beteiligten Mittel durch das jeweils an dere kommen kann.Experience teaches that the state of the art counting heat exchanger of this type any leakage only inadequate and uncontrolled discharge. After opening If a leak occurs, it is through the double-walled outlet given security but reduced to a wall element. It is therefore important that the leak is detected safely and quickly is a leakage point before the second wall element points and it leads to an undesirable contamination of one of the the means involved in the heat exchange through the which can come.

Hier setzt der Erfindungsgedanke ein. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, einen Wärmeaustauscher der frag lichen Art so zu verbessern, daß im Falle von Leckagen, z. B. durch Korrosionen u. dgl., insbesondere im Bereich der Schei telpunkte der Profilierungen zweier nebeneinanderliegenden Plat ten die auftretenden Leckflüssigkeiten schnell und kontrolliert abgeführt werden. This is where the idea of the invention begins. The invention is based on the consideration of a heat exchanger from frag Lich type to improve so that in the event of leakage, for. B. due to corrosion and Like., In particular in the area of Schei points of the profiles of two adjacent plat leaked fluids quickly and controlled be dissipated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den einander zugekehrten und dicht aneinanderliegenden Flächen der Wandelemente einer jeden Platte Rillen zur Abführung von Leckflüssigkeit vorgesehen sind.According to the invention, this object is achieved by that in the facing and close to each other Surfaces of the wall elements of each plate grooves for drainage of leakage fluid are provided.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden die Leckströme kanalisiert und somit auf dem kürzesten Wege und unter möglichst geringen Reibungsverlusten nach außen abgeführt, wo mit die Leckage schnell und sicher erkannt werden kann und da mit die Gefahr einer Kontamination eines der beiden am Wärme austausch teilnehmenden Mittel durch das jeweils andere abge wendet ist.The measure according to the invention Leakage currents channeled and thus on the shortest way and under as little friction loss as possible is dissipated to the outside where with the leak can be detected quickly and safely and there with the risk of contamination of one of the two on heat exchange participating funds by the other is applied.

Zweckmäßig sind die Rillen eines jeden Wandelementes der Platte deckungsgleich.The grooves of each wall element are useful the plate is congruent.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Er findung verlaufen die Rillen etwa parallel zu den beiden Sei tenkanten der Platte.According to a preferred embodiment of the Er the grooves run approximately parallel to the two be edge of the plate.

Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Rillen netzartig zu führen.However, it is also within the scope of the invention that To run grooves like a net.

Ein Ausführungsbeispiel des Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung ver anschaulicht. In dieser zeigen in rein schematischer Weise:An embodiment of the heat exchanger according to the invention is below with reference to the drawing vividly. This shows in a purely schematic way:

Fig. 1 eine isometrische Darstellung des Wärme plattenaustauschers gemäß der Erfindung, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein Teil der Wärmeaustausch platten gezeigt wird und diese in Ex plosionsdarstellung veranschaulicht sind, Fig. 1 is an isometric view of the heat plate exchanger according to the invention, wherein only part of the heat exchange plates is shown for reasons of clarity, and these are illustrated in plosionsdarstellung Ex,

Fig. 2 einen senkrechten Teilschnitt in ver größertem Maßstab zweier nebeneinander liegenden und ineinandergreifenden Wandelemente, wobei im oberen Teil die für die Ein- bzw. Austrittsöffnung vorgesehene Abdichtung angedeutet ist, Fig. 2 is a vertical sectional view in enlarged scale of two ver adjacent and interlocking wall elements, wherein in the upper part of the time allotted for the entry or exit opening seal is indicated,

Fig. 3 einen Teilschnitt in vergrößertem Maß stab der Anordnung nach Fig. 2, Fig. 3 is a partial section on an enlarged degree of the rod arrangement according to Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht einer ersten Ausführungs form der Wärmeaustauschplatte des er findungsgemäßen Wärmeaustauschers, Fig. 4 is a view of a first form of execution of the heat exchanging plate of he inventive heat exchanger,

Fig. 5 eine Ansicht einer zweiten Ausführungs form der Wärmeaustauschplatte des er findungsgemäßen Wärmeaustauschers. Fig. 5 is a view of a second embodiment form of the heat exchange plate of the heat exchanger according to the invention.

Wie die Fig. 1 der Zeichnung zeigt, besteht der Wärmeaustauscher aus einem Gestell, in welchem die einzelnen Platten 1 bzw. 2 eingehängt sind. Aus Gründen der Übersichtlich keit sind nur vier Platten gezeigt, und zwar in Explosionsdar stellung. Da insoweit der Wärmeaustauscher keine Besonderheiten aufweist, kann auf weitere Einzelheiten verzichtet werden.As shown in Fig. 1 of the drawing, the heat exchanger consists of a frame in which the individual plates 1 and 2 are suspended. For the sake of clarity, only four plates are shown, in the exploded view. Since the heat exchanger has no special features, further details can be dispensed with.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten zweier benachbarten Platten 1 und 2 mit Profilierungen, die bei der dargestellten Ausführungsform "fischgrätartig" verlaufen. Es liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, auch eine anders gestaltete Profilierung vorzusehen. FIGS. 4 and 5 show details of two adjacent plates 1 and 2 with profilings which extend "fishbone pattern" in the illustrated embodiment. It is of course within the scope of the invention to also provide a different profile.

Zwischen zwei benachbarten Platten 1, 2 sind Um fangsdichtungen 3 bzw. 4 vorgesehen, welche abwechselnd für das wärmeabgebende und das wärmeaufnehmende Mittel geschlos sene Kanäle bilden, die über miteinander fluchtende, von Durch brechungen 5 bzw. 6 gebildete Ein- und Austrittsöffnungen durch entsprechende Ausbildung der Umfangsdichtungen 3 bzw. 4 mit dem jeweiligen Mittel beschickbar sind.Between two adjacent plates 1 , 2 are provided to start seals 3 and 4 , which alternately form closed channels for the heat-emitting and the heat-absorbing agent, which are aligned with one another, formed by through openings 5 and 6 , respectively, through appropriate training the circumferential seals 3 and 4 can be loaded with the respective agent.

Die Scheitelbereiche der die Wärmeaustauschfläche bildenden Profilierungen zweier benachbarten Platten 1 bzw. 2 stützen sich gegeneinander ab.The apex regions of the profiles of two adjacent plates 1 and 2 forming the heat exchange surface are supported against one another.

Wie namentlich die Fig. 2 und 3 zeigen, ist eine jede Platte, z. B. 1, doppelwandig ausgeführt, indem sie aus jeweils zwei Wandelementen, z. B. 1a, 1b besteht. Dabei greifen die Wellenberge der Profilierung des einen Wandelementes, z. B. 1a, in die Wellentäler des anderen Wandelementes 1b und umge kehrt in der Weise ein, daß die einander zugeordneten Wand elemente, z. B. 1a, 1b bündig aneinander liegen.As particularly shown in FIGS. 2 and 3, each plate, for. B. 1 , double-walled by consisting of two wall elements, for. B. 1 a, 1 b. The wave crests of the profiling of a wall element, e.g. B. 1 a, in the troughs of the other wall element 1 b and vice versa in such a way that the mutually assigned wall elements, for. B. 1 a, 1 b are flush with each other.

Die beiden Wandelemente 1a bzw. 1b einer jeden Platte sind im Bereich rund um die Ein- und Austrittsöffnungen miteinander dicht verbunden. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist als dichte Verbindung eine Schweißverbin dung vorgesehen; selbstverständlich kann auch eine Lötverbin dung u. dgl. gewählt werden. An den Seitenkanten und der un teren Kante der beiden auf diese Weise miteinander verbundenen Wandelemente 1a bzw. 1b besteht also keine dichte Verbindung.The two wall elements 1 a and 1 b of each plate are tightly connected to one another in the area around the inlet and outlet openings. In the embodiment shown in FIG. 2, a weld connection is provided as a tight connection; Of course, a solder joint u. Like. Be chosen. At the side edges and the lower edge of the two wall elements 1 a and 1 b connected in this way, there is therefore no tight connection.

Nach einem wesentlichen Kennzeichen der Erfindung sind in den einander zugekehrten Flächen der Wandelemente 1a bzw. 1b einer jeden Platte 1 Rillen 1c bzw. 1d zur Abführung von Leckflüssigkeit vorgesehen. Diese Rillen 1c bzw. 1d eines jeden Wandelementes 1a bzw. 1b sind deckungsgleich angeordnet, so daß sie gemeinsam geschlossene Kanäle bilden. According to an essential feature of the invention, 1 grooves 1 c and 1 d are provided in the mutually facing surfaces of the wall elements 1 a and 1 b of each plate for the removal of leakage fluid. These grooves 1 c and 1 d of each wall element 1 a and 1 b are arranged congruently so that they form closed channels together.

Die Bemessung des Querschnittes und der Anordnung bzw. Ausbildung dieser Rillen 1c bzw. 1d ist Sache des Fach mannes. Wesentlich ist nur, daß bei etwaigen Leckagen die in den außerordentlich engen Spalt zwischen den beiden Wandelemen ten 1a bzw. 1b einer jeden Platte 1 eintretende Flüssigkeit auf dem kürzesten Weg und möglichst kanalisiert abgeführt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Leckflüssigkeit entsprechend der Lage der Leckstelle in den Leckagekanälen ohne größere Reibungsverluste zur seitlichen oder unteren Kante der Platte geführt wird und von dort nach unten in einen Trog o. dgl. abtropfen kann.The dimensioning of the cross section and the arrangement or formation of these grooves 1 c and 1 d is the responsibility of the specialist. It is only important that in the event of any leakage, the liquid entering the extremely narrow gap between the two wall elements 1 a and 1 b of each plate 1 is discharged in the shortest possible way and channeled as far as possible. This can be done, for example, in that the leakage liquid is guided to the lateral or lower edge of the plate according to the position of the leakage point in the leakage channels without major frictional losses and from there can drip down into a trough or the like.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform verlaufen die Rillen 2c bzw. 2d etwa parallel zu den beiden Seitenkanten der Platte 2.In the embodiment shown in FIG. 4, the grooves 2 c and 2 d run approximately parallel to the two side edges of the plate 2 .

Hingegen sind bei der Verwirklichungsform nach Fig. 5 die Rillen 1e bzw. 1f netzartig ausgebildet. Diese Aus führungsform läßt sich im übrigen außerordentlich einfach und billig dadurch herstellen, daß vor der Prägung der Profilierung zwischen die beiden Wandelemente, z. B. 1a bzw. 1b ein feines Netz aus Nylon oder einem anderen hierfür geeigneten Werkstoff eingesetzt wird. Durch den Anpreßdruck während des Präge- oder Preßvorganges, dem die beiden übereinanderliegenden Wandelemente, z. B. 1a bzw. 1b und auch dieser netzartige Einsatz unterworfen sind, werden die Rillen 1e bzw. 1f in die beiden einander zu gekehrten Flächen der Wandelemente eingeprägt. Hierdurch wird die Bildung dieser Rillen 1e bzw. 1f außerordentlich erleich tert. On the other hand, in the embodiment according to FIG. 5, the grooves 1 e and 1 f are formed like a net. From this imple mentation form can be manufactured extremely simply and cheaply by the fact that before embossing the profile between the two wall elements, for. B. 1 a or 1 b a fine network of nylon or another suitable material is used. By the contact pressure during the embossing or pressing process, the two wall elements lying one above the other, for. B. 1 a and 1 b and this mesh-like insert are subjected, the grooves 1 e and 1 f are embossed in the two mutually facing surfaces of the wall elements. As a result, the formation of these grooves 1 e and 1 f is extraordinarily facilitated.

Wird dieser netzartige Einsatz nach Bildung der Rillen der aus den beiden Wandelementen bestehenden Einheit nicht entnommen, dann kann dieser bei entsprechender Material wahl als Sensor für die Leckageanzeige dienen, der die lokali sierte Leckagestelle optisch, akustisch oder in anderer Weise anzeigt.Will this network-like use after formation of the Grooves of the unit consisting of the two wall elements not removed, then this can be done with the appropriate material serve as a sensor for the leakage indicator, which the locali Leakage point optically, acoustically or in another way displays.

Claims

1. Heat exchanger, consisting of consecutively arranged, profiling plates, which, by means of circumferential seals arranged between them, alternately form closed channels for the heat-emitting and the heat-absorbing agent, which form channels that are aligned with one another and formed by openings through appropriate design of the circumferential seals can be loaded with the respective agent and the apex areas of the profiles forming the heat exchange surface of two adjacent plates are supported against each other, each plate is double-walled, the two are flush with one another on the wall elements of each plate in the area around the inlet and outlet openings and the profiling of each plate is designed in such a way that the wave crests of the profiling of the one wall element engage in the wave troughs of the assigned wall element and vice versa returns, as characterized in that in the face of the facing wall elements (z. B. 1 a, 1 b) egg ner each plate (z. B. 1 ) grooves (z. B. 1 c, 1 d) are provided for the management of leakage.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the grooves (z. B. 1 c, 1 d) of each wall element (z. B. 1 a, 1 b) of the plate (z. B. 1 ) are congruent .

3. Heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that the grooves ( 2 c, 2 d) approximately parallel to the two side edges of the plate ( 2 ) fen ( Fig. 4).

4. Heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that the grooves ( 1 e, 1 f) are network-like ( Fig. 5).