EP0819906A2 - Anschlussadapter, insbesondere für Plattenwärmetauscher - Google Patents

Anschlussadapter, insbesondere für Plattenwärmetauscher Download PDF

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EP0819906A2
EP0819906A2 EP97110605A EP97110605A EP0819906A2 EP 0819906 A2 EP0819906 A2 EP 0819906A2 EP 97110605 A EP97110605 A EP 97110605A EP 97110605 A EP97110605 A EP 97110605A EP 0819906 A2 EP0819906 A2 EP 0819906A2
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connection
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plate
connection adapter
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Reinhard Wehrmann
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Modine Manufacturing Co
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Laengerer and Reich GmbH and Co
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0093—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines

Definitions

  • connection adapter in particular for a plate heat exchanger, for the supply and / or discharge of media, which is attached to one side of the heat exchanger and is in hydraulic connection with the flow channels of the heat exchanger.
  • a connection adapter is the applicant from WO 94/29659; F28D 9/00, known.
  • the connection adapter is part of a plate heat exchanger and is arranged on one side of the plate heat exchanger. It is used here to enable the inflow and outflow of a liquid into or from the plate heat exchanger.
  • the adapter can be connected to a mounting plate for the plate heat exchanger.
  • the main purpose of the adapter here is probably that by means of the adapter, variable connection options for the heat exchanger have been created in a simple manner, because a channel is incorporated in the adapter plate as a connection between the liquid inlet and the liquid outlet, which allows it, for example the connecting flange there to position where it is favorable from the installation conditions.
  • the channel must then be designed so that it connects the liquid inlet with the liquid core outlet, ie it will also be shaped differently for different installation conditions.
  • this connection adapter is only intended for the supply and / or discharge of a single medium. If several media, for example two, are to be fed in and / or discharged separately from one another via a connection, this connection adapter is not suitable.
  • connection adapter from a connection plate, a preferably tubular flow element and a separating element. preferably there is an annular disc.
  • the connection plate has two holes. one for each medium. One of the bores receives one end of the tubular flow element, which projects with the other end into the flow channel of the heat exchanger. The diameter of the flow element is smaller than that of the flow channel, so that a gap is formed between them, which is useful as a flow channel.
  • the other end of the tubular flow channel mentioned is connected to the separating element, which is designed as an annular disk.
  • the annular disc is attached with the inner edge to the flow element in a sealing manner, for example soldered, and installed with the outer edge in a sealing manner between horizontal channels of the heat exchanger.
  • a connecting channel is formed in the connection plate, which on the other hand leads to the mentioned gap.
  • the connection adapter designed as described is best suited for the separate supply and / or discharge of two media.
  • One medium enters through one hole, flows through the flow element into the heat exchanger, where it spreads in the horizontal channels and participates in the heat exchange.
  • the other medium enters or exits through the other bore, flows through the connecting channel, enters the gap, from there to the horizontal channels of the heat exchanger, in order to also participate in the heat exchange.
  • connection adapter can, for example, be firmly and tightly soldered to a cover plate of the heat exchanger. With regard to the variability of connection options, an improvement can be achieved in that the second bore is provided in the connection plate and connected to the connecting channel where it is favorable from the installation conditions.
  • the connection adapter according to the invention is particularly suitable for plate heat exchangers which have several, for example four, separate circuits within one heat exchanger. For example, two such adapters, one for the inlet of the two media, one for the outlet of the two media, can be arranged on one side of the plate heat exchanger.
  • connection adapter is installed in a soldered plate heat exchanger, it is preferable if the components of the connection adapter are individual parts which are connected together with the plate heat exchanger in the soldering furnace.
  • the connection adapter can also be designed, for example, as a plastic injection-molded part.
  • connection adapter 1 shows a plate heat exchanger in a completely soldered version, so that the connection adapter 1 is soldered both in itself and in the plate heat exchanger.
  • the connection adapter 1 consists of the three individual parts, namely connection plate 2, flow element 3 and separating element 4, which is designed as an annular disk 40.
  • connection plate 2 namely connection plate 2, flow element 3 and separating element 4, which is designed as an annular disk 40.
  • the other variant, in which these parts 2; 3; 4; Representing a uniform component has not been specially drawn here.
  • This other variant is not intended for soldered but for heat exchangers joined together with seals.
  • the elements of the heat exchanger are assembled in a manner known per se, the annular disk 40 also being inserted with its outer edge 42 between the heat exchanger plates 7.
  • the flow element 3 and the connection plate 2 are inserted.
  • the inner edge 41 of the annular disk 40 is in contact with the flow element 3, preferably with its end 31, which is located in the flow channel 7 of the heat exchanger.
  • this end 31 could also protrude somewhat deeper into the flow channel 7 than only up to the point where the annular disk 40 is located. From a fluidic point of view, however, it should be preferable if the annular disk 40 is located at the end 31 of the flow element 3. Otherwise, the depth of use of the flow element 3 depends on the required performance parameters.
  • Fig. 1 for example, only the upper two horizontal channels 8 of the heat exchanger are separated from the other horizontal channels.
  • the plate heat exchanger naturally also has further flow channels for the cooling medium which penetrate the entire stack of heat exchanger plates 7.
  • connection adapter 1 In order to separate the media supplied from opposite views, a cutting disc 9 is arranged in the flow channel 6 between the heat exchanger plates 7.
  • the connection plate 2 of the connection adapter 1 has two holes 20. The larger hole 20 receives the end 30 of the flow element 3, which is tightly soldered there. The smaller bore 20 leads to a connecting channel 21, which connects this bore 20 to the gap 5, an annular gap.
  • FIG. 2 shows in principle a view from above, wherein, as can be seen, the proportions are not quite the same.
  • Connection adapters 1 are arranged in two diagonally opposite corners - one for the feed and the other for the discharge of the two media.
  • the reference numerals have only been entered in the connection adapter 1 shown in the picture above.
  • the two bores 20 result from this and two further bores 22, which are used for the sealed fastening of connecting flanges.
  • the surface of the connection plate 2 is usually a very flat surface. From Fig.
  • connection plate 2 it can also be clearly seen that the arrangement of the small bore 20 to the large bore 20 within the connection plate 2 can be chosen. how it meets the present connection conditions.
  • the connecting channel 21 is in any case between the one, in the present case the small bore 20 and the gap 5.
  • the size ratio of the bores 20 can be freely selected and adapted to the conditions.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Anschlußadapter, insbesondere für einen Plattenwärmetauscher, zur Zu-und/oder Ableitung von Medien, der an einer Seite des Wärmetauschers befestigt und mit den Strömungskanälen des Wärmetauschers in hydraulischer Verbindung ist. Bei dieser Art Anschlußadapter ist zur getrennten Zu-und/oder Abführung von zwei Medien erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Anschlußadapter (1) aus einer Anschlußplatte (2), einem Strömungselement (3) und einem Trennelement (4) besteht. Die Anschlußplatte (2) weist Bohrungen (20) und einen Verbindungskanal (21) auf. Das Strömungselement (3) ist mit einem Ende (30) in einer Bohrung (20) abdichtend befestigt und ragt mit dem anderen Ende (31) in den Strömungskanal (6) des Wärmetauschers. Zwischen dem Strömungselement (3) und dem Strömungskanal (6) ist ein Spalt (5) ausgebildet, der mittels Verbindungskanal (21) zur anderen Bohrung (20) verbunden ist. Am Strömungselement (3) befindet sich unterhalb des Spaltes (5) ein Trennelement (4), das der Trennung der beiden Medien dient. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Anschlußadapter, insbesondere für einen Plattenwärmetauscher, zur Zu-und/oder Ableitung von Medien, der an einer Seite des Wärmetauschers befestigt und mit den Strömungskanälen des Wärmetauschers in hydraulischer Verbindung ist.
Ein solcher Anschlußadapter ist der Anmelderin aus der WO 94/29659; F28D 9/00, bekannt. Der Anschlußadapter ist hier Teil eines Plattenwärmetauschers und ist an einer Seite des Plattenwärmetauschers angeordnet. Er dient hier dazu, den Zulauf und den Ablauf einer Flüssigkeit in oder von dem Plattenwärmetauscher zu ermöglichen. Ferner kann der Adapter mit einer Befestigungsplatte für den Plattenwärmetauscher verbunden sein.
Der Hauptzweck des Adapters besteht hier wohl darin, daß mittels des Adapters variable Anschlußmöglichkeiten für den Wärmetauscher auf einfache Weise geschaffen worden sind, weil in der Adapterplatte ein Kanal als Verbindung zwischen dem Flüssigkeitszulauf und dem Flüssigkeitsablauf eingearbeitet ist, der es zuläßt, beispielsweise den Anschlußflansch dort zu positionieren, wo es von den Einbaubedingungen her günstig ist. Der Kanal muß dann so ausgebildet werden, daß er den Flüssigkeitszulauf mit dem Flüssigkertsablauf verbindet, d.h., er wird für verschiedene Einbauverhältnisse auch verschieden ausgeformt sein.
Dieser Anschlußadapter ist jedoch nur für die Zu-und/oder Abführung eines einzigen Mediums vorgesehen. Sollen mehrere Medien, beispielsweise zwei, über einen Anschluß getrennt voneinander zu-und/oder abgeführt werden, ist dieser Anschlußadapter nicht geeignet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Anschlußadapter so zu verbessern, daß er für die getrennte Zu-und/oder Abführung von zwei Medien geeignet ist und beispielsweise als Anschlußadapter für Plattenwärmetauscher mit mehr als zwei getrennten Medien verwendet werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anschlußadapter aus einer Anschlußplatte, einem vorzugsweise rohrartigen Strömungselement und einem Trennelement. vorzugsweise einer Ringscheibe besteht. Die Anschlußplatte weist zwei Bohrungen auf. jeweils eine für ein Medium. Eine der Bohrungen nimmt ein Ende des rohrartigen Strömungselementes auf, das mit dem anderen Ende in den Strömungskanal des Wärmetauschers hineinragt. Der Durchmesser des Strömungselementes ist geringer als derjenige des Strömungskanales, so daß dazwischen ein Spalt ausgebildet ist, der als Strömungskanal dienlich ist. Das erwähnte andere Ende des rohrartigen Strömungskanales ist mit dem Trennelement verbunden, das als Ringscheibe ausgebildet ist. Und zwar ist die Ringscheibe mit dem inneren Rand am Strömungselement abdichtend befestigt, beispielsweise gelötet und mit dem äußeren Rand abdichtend zwischen horizontalen Kanälen des Wärmetauschers eingebaut. In Verbindung mit der zweiten Bohrung stehend, ist ein Verbindungskanal in der Anschlußplatte ausgebildet, der andererseits zu dem erwähnten Spalt führt. Der wie beschrieben ausgebildete Anschlußadapter ist für die getrennte Zu-und/oder Abführung von zwei Medien in bester Weise geeignet. Das eine Medium tritt durch die eine Bohrung ein, fließt durch das Strömungselement in den Wärmetauscher, wo es sich in den horizontalen Kanälen ausbreitet und am Wärmeaustausch teilnimmt. Das andere Medium tritt durch die andere Bohrung ein oder aus, strömt über den Verbindungskanal, tritt in den Spalt ein, um von dort zu den horizontalen Kanälen des Wärmetauschers zu gelangen, um ebenfalls am Wärmeaustausch teilzunehmen.
Der Anschlußadapter kann beispielsweise mit einer Deckplatte des Warmeaustauschers fest und dicht vertötet sein. Hinsichtlich der Variabilität von Anschlußmöglichkeiten kann eine Verbesserung dadurch erreicht werden, daß die zweite Bohrung dort in der Anschlußplatte vorgesehen und mit dem Verbindungskanal verbunden ist, wo es von den Einbaubedingungen her günstig ist.
Der erfindungsgemäße Anschlußadapter ist vorzüglich für Plattenwärmetauscher geeignet, die mehrere, beispielsweise vier getrennte Kreisläufe innerhalb des einen Wärmetauschers aufweisen. Beispielsweise können zwei solche Adapter, einer für den Zulauf der zwei Medien, einer für den Ablauf der zwei Medien an einer Seite des Plattenwärmetauschers angeordnet sein. Wenn der erwähnte Strömungskanal des Wärmetauschers abgeschottet ist, beispielsweise durch eine weitere Trennscheibe, könnten von der gegenüberliegenden Serie des Plattenwärmetauschers wertere zwei getrennte Medien zu-und abgeführt werden, so daß sogar vier getrennte Medien am Wärmeaustausch beteiligt sein können.
Ist der Anschlußadapter in einem gelöteten Plattenwärmetauscher eingebaut, ist es vorzuziehen, wenn auch die Bestandteile des Anschlußadapters Einzelteile sind, die gemeinsam mit dem Plattenwärmetauscher im Lötofen verbunden werden. Jedoch bei Wärmetauschem, die lösbar, unter Verwendung von Dichtungen verbunden sind, kann der Anschlußadapter auch beispielsweise als Kunststoff-Spritzgußteil ausgeführt sein.
Nachfolgend soll die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dazu wird auf die beiden Zeichnungen Bezug genommen.
Fig. 1
zeigt einen Schnitt durch einen Plattenwärmetauscher mit einem Anschlußadapter
Fig. 2
zeigt die Draufsicht auf denselben
Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Plattenwärmetauscher in komplett gelöteter Ausführung, so daß auch der Anschlußadapter 1 sowohl in sich als auch im Plattenwärmetauscher gelötet ist. Der Anschlußadapter 1 besteht aus den drei Einzelteilen, nämlich Anschlußplatte 2, Strömungselement 3 und Trennelement 4, das als Ringscheibe 40 ausgebildet ist.
Die andere Variante, bei der diese Teile 2;3;4; ein einheitliches Bauteil darstellen ist hier nicht extra gezeichnet worden. Diese andere Variante ist nicht für gelötete sondern für mit Dichtungen zusammengefügte Wärmetauscher vorgesehen.
Die Elemente des Wärmetauschers werden in an sich bekannter Weise zusammengefügt, wobei auch die Ringscheibe 40 mit ihrem äußeren Rand 42 zwischen den Wärmetauscherplatten 7 eingefügt wird. Außerdem werden das Strömungelement 3 und die Anschlußplatte 2 mit eingelegt. Der innere Rand 41 der Ringscheibe 40 ist in Kontakt mit dem Strömungselement 3, vorzugsweise mit dessen Ende 31, das sich im Strömungskanal 7 des Wärmetauschers befindet. Selbstverständlich könnte dieses Ende 31 auch etwas tiefer in den Strömungskanal 7 hineinragen als nur bis zu der Stelle, wo sich die Ringscheibe 40 befindet. Strömungstechnisch dürfte es jedoch vorzuziehen sein, wenn sich die Ringscheibe 40 am Ende 31 des Strömungselementes 3 befindet. Im übrigen richtet sich die Einsatztiefe des Strömungselementes 3 nach den geforderten Leistungsparametem. In Fig. 1 sind beispielsweise nur die oberen zwei horizontalen Kanäle 8 des Wärmetauschers von den anderen horizontalen Kanälen abgetrennt.
Der Plattenwärmetauscher weist ferner selbstverständlich noch weitere Strömungskanäle für das Kühlmedium auf, die den gesamten Stapel der Wärmetauscherplatten 7 durchsetzen. Die horizontalen Kanäle 8 für die zu kühlenden Medien wechseln sich mit ebensolchen für das Kühlmedium ab. Ein weiteres abgetrenntes zu kühlendes Medium wird in Fig. 1 von der dem Anschlußadapter 1 gegenüberliegenden Seite zu-und abgeführt. Die Strömungspfeile machen dies deutlich. An dieser gegenüberliegenden Seite könnte beispielsweise ebenfalls ein Anschlußadapter 1 vorgesehen werden. Zur Trennung der von gegenüberliegenden Sehen zugeführten Medien, ist eine Trennscheibe 9 im Strömungskanal 6 zwischen den Wärmetauscherplatten 7 angeordnet.
Die Anschlußplatte 2 des Anschlußadapters 1 besitzt zwei Bohrungen 20. Die größere Bohrung 20 nimmt das Ende 30 des Strömungselementes 3 auf, das dort dicht verlötet ist. Die kleinere Bohrung 20 führt zu einem Verbindungskanal 21, der diese Bohrung 20 mit dem Spalt 5, ein Ringspalt, verbindet. Ein Medium strömt nun durch die größere Bohrung 20 und das Strömungselement 3 in das Innere des Wärmetauschers und das andere Medium wird durch die kleinere Bohrung 20 über den Verbindungskanal 21 und den Ringspalt 5 in das Innere des Wärmetauschers gelangen.
Fig. 2 zeigt prinzipiell eine Ansicht von oben, wobei, wie man erkennen kann, die Größenverhältnisse nicht ganz die gleichen sind. In zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken sind Anschlußadapter 1 angeordnet - einer für die Zuführung und der andere für die Abführung der zwei Medien. Die Bezugszeichen sind nur bei dem im Bild oberen Anschlußadapter 1 eingetragen worden. Die beiden Bohrungen 20 gehen daraus hervor und je zwei weitere Bohrungen 22, die der abgedichteten Befestigung von Anschlußflanschen dienen. Die Oberfläche der Anschlußplatte 2 ist gewöhnlich eine sehr ebene Fläche.
Aus der Fig. 2 ist auch gut zu erkennen, daß die Anordnung der kleinen Bohrung 20 zur großen Bohrung 20 innerhalb der Anschlußplatte 2 so gewählt werden kann. wie es den vorliegenden Anschlußbedingungen entgegenkommt. Der Verbindungskanal 21 befindet sich jedoch in jedem Fall zwischen der einen, vorliegend der kleinen Bohrung 20 und dem Spalt 5. Außerdem kann das Größenverhältnis der Bohrungen 20 frei gewählt und den Bedingungen angepaßt werden.

Claims (7)

  1. Anschlußadapter, insbesondere für einen Plattenwärmetauscher, zur Zu-und/oder Ableitung von Medien, der an einer Serie des Wärmetauschers befestigt und mit den Strömungskanälen des Wärmnetauschers in hydraulischer Verbindung ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Anschlußadapter (1) aus einer Anschlußplatte (2), einem Strömungselement (3) und einem Trennelement (4) besteht, wobei die Anschlußplatte (2) Bohrungen (20) aufweist und einen Verbindungskanal (21) und das Strömungselement (3) mit dem einen Ende (30) in einer Bohrung (20) abdichtend befestigt ist
    und mit dem anderen Ende (31) in den Strömungskanal (6) des Wärmetauschers eingesetzt ist, wobei zwischen dem Strömungselement (3) und dem Strömungskanal (6) ein Spalt (5) ausgebildet ist und daß das Strömungselement (3) mit dem Trennelement (4) verbunden ist.
  2. Anschlußadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatte (2), das Strömungselement (3) und das Trennelement (4) Einzelteile sind, die mit dem Wärmetauscher zusammengefügt und fügetechnisch verbunden, vorzugsweise gelötet sind.
  3. Anschlußadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatte (2), das Strömungselement (3) und das Trennelement (4) ein Bauteil darstellen, beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgußteil, das abgedichtet in den Wärmetauscher eingesetzt ist.
  4. Anschlußadapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (4) eine Ringscheibe (40) ist, die mit dem inneren Rand (41) am anderen Ende (31) des Strömungselementes (3) befestigt ist und mit dem äußeren Rand (42) zur Trennung des Strömungskanales (6) des Wärmetauschers zwischen seinen Wärmetauscherplatten (7) befestigt ist.
  5. Anschlußadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (21) die eine Bohrung (20) mit dem Spalt (5) verbindet.
  6. Anschlußadapter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungselement (3) vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist und der Strömungskanal (6) des Wärmetauschers einen runden Querschnitt aufweist, so daß der Spalt (5) als Ringspalt ausgebildet ist.
  7. Anschlußadapter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatte (2) Befestigungsbohrungen (22) für den Anschlußflansch aufweist.
EP97110605A 1996-07-16 1997-06-28 Anschlussadapter für Plattenwärmetauscher Expired - Lifetime EP0819906B1 (de)

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