EP1152204B1

EP1152204B1 - Plate type heat exchanger

Info

Publication number: EP1152204B1
Application number: EP01107118A
Authority: EP
Inventors: Reinhard Wehrmann; Klaus Feldmann; Ralf Beck; Jens Nies
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: EP1152204A3; DE10021481A1; US6530425B2; EP1152204A2; ES2211683T3; DE50100984D1; US20010054501A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art.
Ein Plattenwärmetauscher ist beispielsweise aus dem EP 819 907 B1 bekannt. Bei diesem Plattenwärmetauscher sind in den Wärmetauscherplatten, die die horizontalen Kanäle für das Heiz - oder Kühlmedium bilden, Noppen oder ähnliche Vorsprünge eingeprägt worden. Die Noppen benachbarter Wärmetauscherplatten berühren sich und sind miteinander verlötet, um die Festigkeit des Plattenwärmetauschers anzuheben. Solche Noppen haben sich im allgemeinen bewährt und werden auch deshalb sehr häufig vorgesehen, weil sie praktisch keinen spürbaren Druckverlust verursachen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Haltbarkeit einer solchen Ausgestaltung für extreme Belastungen, sowohl durch Temperaturschocks als auch durch extreme betriebsbedingte Vibrationen, nicht immer ausreichend ist.
Ein dem Oberbegriff entsprechender Plattenwärmetauscher geht aus der US 4 653 581 hervor. Der Inneneinsatz ist dort ganzflächig wie eine Wellrippe ausgebildet. Die Wellrippe bietet nicht die gewünschte hohe Druckstabilität, weil die Verbindungsflächen zwischen der Wellrippe und den Wärmetauscherplatten zu klein sind.
Um die Festigkeit beziehungsweise Haltbarkeit gegenüber den genannten Einflüssen anzuheben, wurde in dem aus dem EP 258 236 B1 bekannten Plattenwärmetauscher vorgesehen, die äußeren, dickeren Stützplatten (obere und untere Abdeckplatte) mit einer wellenförmigen Struktur auszubilden. Damit wird eine verbesserte Haltbarkeit erreicht, jedoch nur zwischen den erwähnten Platten und den angrenzenden Wärmetauscherplatten. Eine ähnliche Problemlage findet sich in der DE 197 11 258 A1, in der zwischen der Grundplatte und der untersten Wärmetauscherplatte eine Verstärkungsplatte mit einem Bord eingefügt wurde. Den auch im Inneren des Plattenwärmetauschers wirkenden Belastungen kann mit den Lehren dieser beiden Veröffentlichungen nicht begegnet werden.
Um die Festigkeit im Inneren anzuheben, aber vor allem, um Turbulenzen im Medium zu erzeugen, setzt man gewöhnlich entsprechende Inneneinsätze (Lamellen) in die Kanäle ein, die mit den Wärmetauscherplatten verlötet sind. Diese führen jedoch häufig zu hohem Druckverlust.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Haltbarkeit des Plattenwärmetauschers im Inneren zu verbessern, ohne den Druckverlust des durch die Kanäle strömenden Mediums wesentlich zu erhöhen.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Inneneinsatz eine Zusatzplatte ist, die Führungskanäle mit mindestens einem Ein - und einem Austritt besitzt, die von einem Strömungskanal des einen Mediums zum anderen Strömungskanal desselben Mediums hinführen, wozu die meisten Führungskanäle eine Krümmung aufweisen, wobei die von Führungskanälen freien Abschnitte der Zusatzplatte mit der einen angrenzenden Wärmetauscherplatte und die Führungskanäle mit der anderen angrenzenden Wärmetauscherplatte desselben Kanals metallisch verbunden sind.
Dadurch führt der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher zu folgenden Vorteilen. Die mit mindestens einem Eintritt und einem Austritt versehenen Führungskanäle und die Ausrichtung der Mehrzahl der Führungskanäle von einem Strömungskanal auf den anderen, bewirken einen sehr geringen Druckverlust, dessen Höhe, je nach Betriebsbedingungen, durchaus vergleichbar ist, mit den im Stand der Technik beschriebenen Noppen. Die Haltbarkeit gegenüber Temperaturschocks und extremen Temperaturwechselbelastungen sowie mechanischen Beanspruchungen ist wesentlich verbessert worden, weil die Zusatzplatte beidseitig, das heißt, mit beiden Wärmetauscherplatten, verbunden ist. Die Verbindungsflächen sind wesentlich größer als beim Stand der Technik, was für die Haltbarkeit, beispielsweise von Lötverbindungen, entscheidend ist. Die Mehrzahl der Führungskanäle soll von einem Strömungskanal des einen Mediums zum anderen Strömungskanal desselben Mediums gerichtet sein. Das bedeutet, daß die allgemeine Ausrichtung der Mehrzahl der Führungskanäle von einem Strömungskanal zum anderen Strömungskanal wie beschrieben ausgeführt sein soll, wobei die Führungskanäle, insbesondere bei quaderförmigen Plattenwärmetauschern mit in den Ecken angeordneten Strömungskanälen, durchaus bogenartig verlaufen können, also nicht geradlinig von einem zum anderen Strömungskanal verlaufen müssen.
Die Zusatzplatten des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers können sich in sämtlichen seiner Kanäle befinden.
Die Zusatzplatte weist vier Öffnungen auf, die bezüglich ihrer Position mit den die Strömungskanäle bildenden Öffnungen in den Wärmetauscherplatten übereinstimmen. Bezüglich ihrer Funktion sind die mittels der Führungskanäle verbundenen zwei Öffnungen in der Zusatzplatte größer als die korrespondierenden Öffnungen in den Wärmetauscherplatten und mit einer an die Anordnung der Führungskanäle angepaßten Form versehen. Es wurde durch umfangreiche Versuche ermittelt, daß diese Maßnahme einen wesentlichen Anteil daran hat, daß der Druckverlust weiter gesenkt werden konnte. Die Form der erwähnten Öffnungen und die Anordnung der Führungskanäle sollen aneinander angepaßt sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen diese Öffnungen eine von der Kreisform abweichende Gestalt auf. Insbesondere sind die Öffnungen mit Ausbuchtungen in Richtung auf die Ein - bzw. Austritte ausgewählter Führungskanäle versehen. Die anderen beiden Öffnungen in der Zusatzplatte, die für ein anderes Medium vorgesehen sind und die nicht mittels Führungskanäle verbunden sind, können in ihrer Form identisch mit den Öffnungen in den Wärmetauscherplatten sein.The invention relates to a plate heat exchanger described in the preamble of claim 1 Art.
A plate heat exchanger is known, for example, from EP 819 907 B1. In this plate heat exchanger, nubs or similar protrusions have been embossed in the heat exchanger plates forming the horizontal channels for the heating or cooling medium. The nubs of adjacent heat exchanger plates touch and are soldered together to increase the strength of the plate heat exchanger. Such knobs have generally proven themselves and are therefore very often provided because they cause practically no noticeable pressure loss. However, it has been found that the durability of such a design for extreme loads, both by temperature shocks as well as by extreme operational vibrations, is not always sufficient.
A plate heat exchanger corresponding to the preamble is disclosed in US Pat. No. 4,653,581. The inner insert is formed over its entire surface like a corrugated rib. The corrugated fin does not offer the desired high pressure stability, because the connecting surfaces between the corrugated fin and the heat exchanger plates are too small.
In order to increase the strength or durability against the aforementioned influences, it was provided in the plate heat exchanger known from EP 258 236 B1 to form the outer, thicker support plates (upper and lower cover plate) with a wave-shaped structure. Thus, an improved durability is achieved, but only between the mentioned plates and the adjacent heat exchanger plates. A similar problem situation can be found in DE 197 11 258 A1, in which a reinforcing plate with a board was inserted between the base plate and the lowermost heat exchanger plate. The stresses also acting inside the plate heat exchanger can not be met with the teachings of these two publications.
In order to increase the strength inside, but especially to create turbulence in the medium, it is common to insert corresponding inner inserts (lamellae) into the channels, which are soldered to the heat exchanger plates. However, these often lead to high pressure loss.
The object of the invention is to improve the durability of the plate heat exchanger inside without substantially increasing the pressure loss of the medium flowing through the channels.
The solution according to the invention is that the inner insert is an additional plate having guide channels with at least one inlet and one outlet leading from one flow channel of one medium to the other flow channel of the same medium, to which most of the guide channels have a curvature, the Guide channels free portions of the additional plate with the one adjacent heat exchanger plate and the guide channels are metallically connected to the other adjacent heat exchanger plate of the same channel.
As a result, the plate heat exchanger according to the invention leads to the following advantages. The provided with at least one inlet and an outlet guide channels and the alignment of the plurality of guide channels from one flow channel to the other, cause a very low pressure drop, the height, depending on the operating conditions, is quite comparable, with the nubs described in the prior art. The durability against thermal shocks and extreme thermal cycling and mechanical stresses has been significantly improved because the additional plate on both sides, that is, with both heat exchanger plates, is connected. The bonding surfaces are much larger than in the prior art, which is crucial for durability, such as solder joints. The plurality of guide channels should be directed from a flow channel of one medium to the other flow channel of the same medium. This means that the general orientation of the majority of the guide channels from one flow channel to the other flow channel should be carried out as described, wherein the guide channels, in particular in rectangular plate heat exchangers with arranged in the corners flow channels, may well be arcuate, so not straight from one to another Flow channel must run.
The additional plates of the plate heat exchanger according to the invention can be located in all its channels.
The additional plate has four openings which coincide in position with the flow channels forming openings in the heat exchanger plates. With regard to their function, the two channels connected in the auxiliary plate by means of the guide channels are larger than the corresponding openings in the heat exchanger plates and provided with a shape adapted to the arrangement of the guide channels. It has been determined by extensive experiments that this measure has a significant part in that the pressure loss could be further reduced. The shape of the mentioned openings and the arrangement of the guide channels should be adapted to each other. In a preferred embodiment, these openings have a different shape from the circular shape. In particular, the openings are provided with bulges in the direction of the inlets or outlets of selected guide channels. The other two openings in the auxiliary plate, which are intended for another medium and which are not connected by means of guide channels, may be identical in shape to the openings in the heat exchanger plates.

Der Anspruch 4 sieht vor, daß sich die Zusatzplatte in wenigstens einem der Kanäle für das Heiz - oder Kühlmedium befindet. Es hat sich in der Praxis erwiesen, daß hauptsächlich die Kanäle für das Heiz - oder Kühlmedium gegenüber extremen Temperaturschocks und Temperaturwechselbelastungen bezüglich der Haltbarkeit problematisch waren. Der Anspruch 4 wirkt dem entgegen.
Anspruch 5 sieht vor, daß bei Plattenwärmetauschern für mehr als zwei Medien wenigstens die Kanäle für das Heiz - oder Kühlmedium, die auf einer Seite an einen Kanal des einen Mediums und auf der anderen Seite an einen Kanal des anderen Mediums angrenzen mit einer Zusatzplatte ausgerüstet sind. Das ist deshalb vorteilhaft, weil in den Übergangsbereichen von einem Medium auf ein anderes die Temperaturdifferenzen und damit die Beanspruchungen am größten sind.The claim 4 provides that the additional plate is located in at least one of the channels for the heating or cooling medium. It has been found in practice that mainly the channels for the heating or cooling medium have been problematic with respect to durability against extreme temperature shocks and thermal shocks. The claim 4 counteracts.
Claim 5 provides that in plate heat exchangers for more than two media at least the channels for the heating or cooling medium, which are adjacent on one side to a channel of one medium and on the other side to a channel of the other medium with an additional plate , This is advantageous because in the transition areas from one medium to another, the temperature differences and thus the stresses are greatest.

Nach Anspruch 6 ist von Vorteil, daß einige Führungskanäle Abzweigungen aufweisen und andere Führungskanäle ohne Abzweigungen ausgebildet sind. Dadurch kann die Anordnung der Führungskanäle dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt und optimiert werden. According to claim 6 it is advantageous that some guide channels have branches and others Guide channels are formed without branches. This allows the arrangement of the guide channels be adapted and optimized for the particular application.

Insbesondere in der Nähe der Abzweigungen werden strömungstechnische Vorteile, beispielsweise eine gleichmäßigere Verteilung der Strömung bzw. des Wärmeaustausches, dadurch erreicht, daß dort zusätzliche Ein - bzw. Austrittsöffnungen in den Führungskanälen angeordnet sind.
Die Abzweigungen können sich zwischen dem Rand der Wärmetauscherplatte und den Strömungskanälen befinden. Dadurch werden bei im wesentlichen rechteckigen Wärmetauscherplatten die Eckbereiche des Wärmetauschers intensiv am Wärmeaustausch beteiligt, wodurch die Leistung desselben verbessert wird. Von der Anmelderin durchgeführte Untersuchungen zeigen eine sehr homogene Verteilung des Wärmeaustausches über alle Bereiche der Wärmetauscherplatten und der Zusatzplatten.In particular in the vicinity of the branches, fluidic advantages, for example a more uniform distribution of the flow or the heat exchange, are achieved in that additional inlet and outlet openings are arranged in the guide channels.
The branches may be located between the edge of the heat exchanger plate and the flow channels. As a result, the corner portions of the heat exchanger are intensively involved in heat exchange in substantially rectangular heat exchanger plates, whereby the performance thereof is improved. Investigations by the applicant show a very homogeneous distribution of heat exchange over all areas of the heat exchanger plates and the additional plates.

Anspruch 8 beschreibt eine vorteilhafte Anordnung der Führungskanäle, die darin besteht, daß einige Führungskanäle von einem Strömungskanal zum anderen Strömungskanal durchgehend ausgebildet sind und andere Führungskanäle wesentlich kürzer sind, wobei ihr Austritt und ihr Eintritt entfernt von den Strömungskanälen angeordnet ist.Claim 8 describes an advantageous arrangement of the guide channels, which consists in that some Guiding channels formed continuously from one flow channel to the other flow channel and other guide channels are much shorter, with their exit and entry away from the flow channels is arranged.

Anspruch 9 stellt eine vorteilhafte Zusatzmaßnahme dar und schreibt vor, daß die Zusatzplatte Noppen oder dergleichen Vorsprünge aufweisen soll, die die gleiche Höhe wie die Führungskanäle besitzen und die mit der angrenzenden Wärmetauscherplatte verbunden sind. Die Noppen sind in der Nähe der Strömungskanäle bzw. in nicht so eng mit Führungskanälen belegten Flächen der Zusatzplatte angeordnet und stützen deshalb diese Flächen zusätzlich ab.Claim 9 represents an advantageous additional measure and stipulates that the additional plate nubs or the like should have projections which have the same height as the guide channels and which are connected to the adjacent heat exchanger plate. The pimples are near the Flow channels or not so closely occupied with guide channels surfaces of the additional plate arranged and therefore additionally support these areas.

Die erfindungsgemäße Zusatzplatte kann wesentlich dünner als die Wärmetauscherplatten und damit material - und gewichtssparend ausgeführt sein. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der Wärmetauscherplatten 0, 5 mm und die der Zusatzplatten lediglich 0, 3 mm.The additional plate according to the invention can be much thinner than the heat exchanger plates and thus be carried out material - and weight saving. In one embodiment, the thickness of the Heat exchanger plates 0, 5 mm and the additional plates only 0, 3 mm.

Weitere Merkmale und Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels enthalten. Die beiliegenden Figuren zeigen Folgendes:

Fig. 1: Draufsicht auf die eingelegte Zusatzplatte;
Fig. 2: Teil - Schnitt A - A aus Fig. 1;
Fig. 3: Teil - Schnitt B - B aus Fig. 1;
Fig. 4: Schnitt durch den Plattenwärmetauscher, der Zusatzplatten aufweist;
Fig. 5: Variante zu Fig. 4;

In Fig. 1 liegt die Zusatzplatte in einem Kanal 5 des Plattenwärmetauschers 1. Von den jeweils zwei Wärmetauscherplatten 2, die den Kanal 5 bilden, ist in Fig. 1 die untere Platte 2 zu erkennen. Die obere Platte 2 wurde in dieser Ansicht nicht gezeichnet, um die Details der Zusatzplatte 6 erkennen zu können. Die Zusatzplatte 6 entspricht in ihrer äußeren Gestaltung etwa den Wärmetauscherplatten 2. Die Wärmetauscherplatten 2 weisen jedoch einen hochgestellten Rand 13 auf, während der Rand 7 der Zusatzplatte 6 im Ausführungsbeispiel glatt und die Zusatzplatte 6 so dimensioniert ist, daß sie zwischen zwei Wärmetauscherplatten 2 gerade hineinpaßt. Die Wärmetauscherplatten 2 besitzen vier Öffnungen 15 bis 18, die gemeinsam mit den Öffnungen 32 bis 35 in der Zusatzplatte 6 die Strömungskanäle 4 bilden, die vertikal durch den Wärmetauscher 1 hindurchgehen. (siehe auch Fig. 4 und 5) Im gezeigten Ausführungsbeispiel bilden die Öffnungen 15 und 16 sowie 32 und 34 die Strömungskanäle 4 für das Heiz - oder Kühlmedium K. Die Pfeile 21 zeigen an, daß angenommen ist, daß aus der Öffnung 15 bzw. dem entsprechenden Strömungskanal 4 das Heiz - oder Kühlmedium K in den Kanal 5 eintritt, in dem sich die in Fig. 1 gezeigte Zusatzplatte 6 befindet. Über die Öffnung 16 bzw. den zugehörigen Strömungskanal 4, der in dem diagonalen Eckbereich 24 des Plattenwärmetauschers 1 angeordnet ist, verläßt das Heiz - oder Kühlmedium K

den Kanal

5 wieder, um den Plattenwärmetauscher 1 weiter zu durchströmen. Die in den anderen beiden Eckbereichen 23 und 25 angeordneten Öffnungen 17 und 18 in den Wärmetauscherplatten 2, bzw. 33 und 35 in der Zusatzplatte 6, sind für ein mit dem Heiz- oder Kühlmedium K im Wärmeaustausch befindliches anderes Medium gedacht. Diese Öffnungen 17 und 18 (33 und 35), die wiederum Strömungskanäle 4 ausbilden, weisen im Ausführungsbeispiel je einen Ring 20 auf, der mit den Öffnungen 17 und 18 in benachbarten Wärmetauscherplatten 2 verbunden ist, so daß die Kanäle 5 für verschiedene Medien voneinander getrennt sind. (Fig. 4) Anstelle der Ringe 20 könnten auch Kragen an den Öffnungen 17 und 18 angeformt sein. Bezüglich der Medientrennung ist das die übliche Konstruktion bei Plattenwärmetauschern 1. Wir verweisen dazu auf das von der Anmelderin stammende EP 819 907 B1, aus dem im Bedarfsfall hier nicht gemachte Angaben hervorgehen.
In die Zusatzplatte 6 wurde nun eine Vielzahl (11 Stück) von Führungskanälen 8 eingeprägt, die die Form von Längssicken haben. Die Führungskanäle 8 besitzen je einen Eintritt 9 und einen Austritt 10. Die Ein - und Austritte 9; 10 wurden strömungstechnisch optimiert. Sie sind etwa eiförmig oval, wodurch ein ausnehmend geringer Druckverlust unterstützt wird. Die bereits erwähnten Pfeile 21 zeigen an, daß das Heiz - oder Kühlmedium K sowohl durch die Führungskanäle 8 als auch durch die dazwischen angeordneten freien Abschnitte 11 strömt. Es ist aus Fig. 1 zu erkennen, daß die Mehrzahl der Führungskanäle 8 direkt von dem durch die Öffnungen 15

gebildeten Strömungskanal

4 zum durch die Öffnungen 16 gebildeten Strömungskanal 4 hinführt. Die meisten Führungskanäle 8 sind mit einer leichten Krümmung versehen. Einige Führungskanäle 8 verbinden die Öffnungen 15 und 16 direkt. Andere sind kürzer, sie beginnen und enden mit einigem Abstand von den Öffnungen 15

und

16. Auch in den Eckbereichen 22; 23; 24 und 25 wurde je ein Führungskanal 8 vorgesehen, der über eine Abzweigung 30 mit einem anderen Führungskanal 8 verbunden ist. Da die freien Abschnitte 11

mit der Seite

31 der unteren Wärmetauscherplatte 2 und die Führungskanäle 8 mit der oberen Wärmetauscherplatte 2 des Kanals 5 verlötet sind, sorgt diese Konstruktion dafür, daß die Eckbereiche 22

bis

25 intensiv am Wärmeaustausch beteiligt sind und ferner dafür, daß auch dort eine hervorragende Festigkeit im Plattenwärmetauscher 1 vorhanden ist. Im Bereich der Abzweigungen 30 sind zusätzliche Ein - und Austritte 9a; 10a vorgesehen worden, um die Strömung in diesem Bereich zu vergleichmäßigen.

Die Öffnungen

32 und 34 in der Zusatzplatte 6 sind nicht kreisförmig wie die Öffnungen 33

und

35, sondern sie weisen Ausbuchtungen 40 auf, die zu den Ein - bzw. Austritten 9 und 10 der längeren, bzw. der durchgehenden Führungskanäle 8 hinführen.
In der Nähe der Öffnungen 33 und 35

wurden Noppen

14 angeordnet, die ebenfalls mit der angrenzenden Wärmetauscherplatte 2 verlötet sind. Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine solche Noppe 14. In dieser Schnittdarstellung wurden beide angrenzenden Wärmetauscherplatten 2 eingezeichnet. Further features and advantages are contained in the following description of an embodiment. The enclosed figures show the following:

Fig. 1: Top view of the inserted additional plate;
Fig. 2: Part - section A - A of Fig. 1;
Fig. 3: Part - Section B - B of Fig. 1;
Fig. 4: Section through the plate heat exchanger having additional plates;
Fig. 5: Variant to Fig. 4;

In Fig. 1, the additional plate is located in a channel 5 of the plate heat exchanger. 1 Of the two heat exchanger plates 2, which form the

channel

5, 1, the lower plate 2 can be seen in Fig.. The top plate 2 was not drawn in this view in order to recognize the details of the additional plate 6 can. The additional plate 6 corresponds in its outer design as the heat exchanger plates. 2 However, the heat exchanger plates 2 have a raised edge 13 , while the edge 7 of the additional plate 6 in the embodiment smooth and the additional plate 6 is dimensioned so that it just fits between two heat exchanger plates 2 . The heat exchanger plates 2 have four openings 15 to 18 , which together with the openings 32 to 35 in the additional plate 6 form the flow channels 4 , which pass vertically through the heat exchanger 1 . (see also FIGS. 4 and 5) In the exemplary embodiment shown, the

openings

15 and 16 as well as 32 and 34 form the flow channels 4 for the heating or cooling medium K. The arrows 21 indicate that it is assumed that the heating or cooling medium K enters the channel 5 from the opening 15 or the corresponding flow channel 4 , in which the additional plate 6 shown in FIG. 1 is located. Via the opening 16 or the associated flow channel 4, which is arranged in the diagonal corner region 24 of the plate heat exchanger 1 , the heating or cooling medium K leaves the channel 5 again in order to continue to flow through the plate heat exchanger 1 . The arranged in the other two

corner regions

23 and 25

openings

17 and 18 in the

heat exchanger plates

2 , and 33 and 35 in the additional plate 6 , are intended for a befindliches with the heating or cooling medium K in the heat exchange other medium. These openings 17 and 18 ( 33 and 35 ), which in turn form flow channels 4 , in the embodiment each have a ring 20 which is connected to the

openings

17 and 18 in adjacent heat exchanger plates 2 , so that the channels 5 are separated from each other for different media are. (FIG. 4) Instead of the rings 20, it would also be possible for collars to be formed on the

openings

17 and 18 . With regard to media separation, this is the usual design for plate heat exchangers 1 . We refer here to the applicant's EP 819 907 B1, from which emerge, if necessary, not made here.
In the additional plate 6 has now a variety (11 pieces) of guide channels 8 stamped, which have the shape of longitudinal beads. The guide channels 8 each have an inlet 9 and an outlet 10th The inlets and outlets 9; 10 were optimized in terms of flow. They are approximately ovate oval, whereby an exceptionally low pressure loss is supported. The already mentioned arrows 21 indicate that the heating or cooling medium K flows both through the guide channels 8 and through the free sections 11 arranged therebetween. It can be seen from Fig. 1 that the plurality of the guide channels 8 leads directly from the space formed by the openings 15 to the flow channel 4 formed by the openings 16

flow channel

4.

Most guide channels

8 are provided with a slight curvature. Some guide channels 8 connect the

openings

15 and 16 directly. Others are shorter, starting and ending at some distance from the

openings

15 and 16 . Also in the corner regions 22; 23; 24 and 25 each have a guide channel 8 is provided, which is connected via a branch 30 with another guide channel 8 . Since the free portions 11 are soldered to the side 31 of the lower heat exchanger plate 2 and the guide channels 8 with the upper heat exchanger plate 2 of the channel 5 , this construction ensures that the corner regions 22 to 25 are intensively involved in the heat exchange and further that also There is excellent strength in the plate heat exchanger 1 is present. In the area of the branches 30 are additional inlets and outlets 9a; 10a has been provided to even out the flow in this area.
The openings 32 and 34 in the additional plate 6 are not circular as the openings 33 and 35 , but they have bulges 40 , which lead to the inputs and

outputs

9 and 10 of the longer, or the continuous guide channels 8 .
In the vicinity of the openings 33 and 35

knobs

14 were arranged, which are also soldered to the adjacent heat exchanger plate 2 . 3 shows a section through such a knob 14. In this sectional view, both adjacent heat exchanger plates 2 were drawn.

Der um die Öffnungen 33 und 35 vorhandene nicht verformte Bereich in der Zusatzplatte 6 wurde durch die Noppen 14 verstärkt.
Aus der Fig. 2 ist die Gestaltung der Führungskanäle 8 zu erkennen, die sickenartig ausgebildet sind. Die Führungskanäle 8 sind mit der einen Wärmetauscherplatte 2 des Kanals 5 verbunden, während die dazwischen angeordneten Abschnitte 11 mit der anderen Wärmetauscherplatte 2 metallisch verbunden sind. Der abgebogene Rand 13 der Wärmetauscherplatten 2 wurde nicht gezeichnet. Dieser ist jedoch in den nachfolgend beschriebenen Figuren 4 und 5 gut zu erkennen.
In der Fig. 4 ist der Rand 13 der Wärmetauscherplatten 2, in Einbaulage des Plattenwärmetauschers 1 gesehen, nach oben gerichtet und in Fig. 5 nach unten. Beide Ausführungsbeispiele zeigen unterschiedliche Varianten eines Retarder - Ölkühlers, der für den Einsatz bei Lastkraftwagen gedacht ist, um das Bremsöl zu kühlen. In solchen Ölkühlern treten extrem hohe Öltemperaturen von mehr als 200 °C auf. Je nach Betriebssituation treten hohe Temperaturschockbelastungen auf, denen der Ölkühler gewachsen ist, wie umfangreiche Versuchsreihen bewiesen haben. Die Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den Plattenwärmetauscher 1 mit insgesamt vier getrennten Kreisläufen.
Der Strömungskanal 4 für das Kühl - oder Heizmedium K befindet sich in Fig. 4 auf der linken Seite. Rechts ist der Strömungskanal 4 für Öl 1, Öl 2 und Öl 3 zu erkennen. Es gibt weitere zwei nicht gezeigte Strömungskanäle 4 für den Austritt der Medien. Die Strömungskanäle 4 besitzen Anschlußflansche 3. Der Anschlußflansch 3 für Öl 1 besitzt einen nicht gezeigten Verbindungskanal, so daß das Öl 1 durch diesen Verbindungskanal eintreten und in den oberen Kanälen 5 mit dem Kühlmittel K im Wärmeaustausch ist. Sämtliche Kanäle 5 für Öl 1; Öl 2 und Öl 3 besitzen übliche Lamellen 53. Das Öl 2 tritt ebenfalls am Anschlußflansch 3 in den Plattenwärmetauscher 1 ein und zwar durch das Rohrstück 50 mit einem Flansch, der zwischen zwei Wärmetauscherplatten 2 fest eingelötet wurde. Das Öl 3 hingegen wird von der Unterseite des Plattenwärmetauschers 1 zu - bzw. abgeführt. Im Strömungskanal 4 befindet sich eine Trennplatte 51 um Öl 2 von Öl 3 getrennt zu halten. Weitere Informationen dazu befinden sich im EP 819 907 B1. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wurden nun sämtliche Kanäle 5 für das Kühlmittel K mit einer Zusatzplatte 6 ausgerüstet, wodurch die Haltbarkeit des Plattenwärmetauschers 1 deutlich verbessert wurde. Bei einem anderen nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind nur die Kanäle 5 für das Kühlmittel K, die an die Abschnitte a für Öl 1, b für Öl 2 und c für Öl 3 angrenzen mit Zusatzplatten 6 ausgerüstet worden.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist ein Plattenwärmetauscher 1 mit einem Kreislauf für das Kühlmittel K und einem Ölkreislauf Öl dargestellt. Nur die beiden oberen und die beiden unteren Kanäle 5 für das Kühlmittel K wurden mit Zusatzplatten 6 versehen, weil sich herausgestellt hat, daß die äußeren Kanäle 5 den stärksten Temperaturdifferenzen ausgesetzt sind. Die Wärmetauscherplatten 2 der übrigen Kanäle 5 für das Kühlmittel K wurden wie üblich mit Noppen 52 ausgebildet, die sich berühren und miteinander verlötet sind.The non-deformed area in the additional plate 6 around the openings 33 and 35 was reinforced by the knobs 14 .
From Fig. 2, the design of the guide channels 8 can be seen, which are formed like a sickle. The guide channels 8 are connected to the one heat exchanger plate 2 of the channel 5 , while the interposed portions 11 are metallically connected to the other heat exchanger plate 2 . The bent edge 13 of the heat exchanger plates 2 has not been drawn. However, this is clearly visible in Figures 4 and 5 described below.
In Fig. 4 , the edge 13 of the heat exchanger plates 2, seen in the installed position of the plate heat exchanger 1 , directed upward and in Fig. 5 down. Both embodiments show different variants of a retarder - oil cooler, which is intended for use in trucks to cool the brake oil. In such oil coolers extremely high oil temperatures of more than 200 ° C occur. Depending on the operating situation, high temperature shock loads occur which the oil cooler has grown, as extensive test series have proven. Fig. 4 shows a cross section through the plate heat exchanger 1 with a total of four separate circuits.
The flow channel 4 for the cooling or heating medium K is located in Fig. 4 on the left side. On the right, the flow channel 4 for oil 1, oil 2 and oil 3 can be seen. There are two further flow channels 4, not shown, for the discharge of the media. The flow channels 4 have connecting flanges 3. The connecting flange 3 for oil 1 has a connecting channel, not shown, so that the oil 1 enter through this connecting channel and in the upper channels 5 with the coolant K in the heat exchange. All channels 5 for oil 1; Oil 2 and oil 3 have conventional fins 53. The oil 2 also enters the flange 3 in the plate heat exchanger 1 through the pipe section 50 with a flange which has been firmly soldered between two heat exchanger plates 2 . The oil 3, however, is supplied to or removed from the underside of the plate heat exchanger 1 . In the flow channel 4 is a partition plate 51 to keep oil 2 separated from oil 3 . Further information can be found in EP 819 907 B1. In the embodiment of FIG. 4, all channels 5 for the coolant K have now been equipped with an additional plate 6 , whereby the durability of the plate heat exchanger 1 has been significantly improved. In another embodiment, not shown, only the channels 5 for the coolant K, which are adjacent to the sections a for oil 1, b for oil 2 and c for oil 3 are equipped with additional plates 6 .
In the embodiment of FIG. 5, a plate heat exchanger 1 is shown with a circuit for the coolant K and an oil circuit oil . Only the two upper and two lower channels 5 for the coolant K were provided with additional plates 6 , because it has been found that the outer channels 5 are exposed to the strongest temperature differences. The heat exchanger plates 2 of the remaining channels 5 for the coolant K were formed as usual with nubs 52 which touch and are soldered together.

Claims

Plate heat exchanger (1) for heat-exchanging media in separate circuits, consisting of metallically connected individual heat exchanger plates (2) which are stacked one in the other and possess orifices (15 - 18) and which form a bundle pierced vertically by flow ducts (4), formed by means of the orifices (15 - 18), for the inflow and outflow of the heating or cooling medium (K) and by flow ducts (4) for the other medium or media, which flow ducts are separated from one another and starting from which the heating or cooling medium (K) and the other medium or media are propagated in ducts (5) which are formed in each case by two heat exchanger plates (2) and at least some of which have an inner insert (6), the inner insert (6) being an additional plate which possesses guide ducts (8) with at least one inlet and one outlet (9; 10), characterized in that the guide ducts lead from one flow duct (4) of the one medium to the other flow duct (4) of the same medium, for which purpose most guide ducts (8) have a curvature, the additional plate (6) of guide ducts (8) possessing free portions (11), and the free portions (11) being metallically connected to one adjacent heat exchanger plate (2) and the guide ducts (8) being metallically connected to the other adjacent heat exchanger plate (2) of the same duct (5).
Plate heat exchanger according to Claim 1, characterized in that the additional plate (6) has four orifices (32 to 35) which coincide in respect of their position with the orifices (15 to 18), forming the flow ducts (4), in the heat exchanger plates (2).
Plate heat exchanger according to Claims 1 and 2, characterized in that the two orifices (32; 34) in the additional plate (6) which are connected by means of the guide ducts (8) possess a shape adapted to the arrangement of the guide ducts (8), the orifices (32; 34) having bays (40) in the direction of the inlet or outlet (9; 10) of the guide ducts (8).
Plate heat exchanger according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the additional plate (6) is located in at least one of the ducts (5) for the heating or cooling medium (K).
Plate heat exchanger according to one of Claims 1 to 4, characterized in that, in the case of plate heat exchangers (1) for more than two media, at least the ducts (5) for the heating or cooling medium which are adjacent on one side to a duct (5) of one medium and on the other side to a duct (5) of the other medium or are located in their vicinity (portions a, b, c) are equipped with an additional plate (6).
Plate heat exchanger according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the guide ducts (8) are of bead-like design, the bead height corresponding to the distance between the heat exchanger plates (2) forming the respective duct (5), and in that some guide ducts (8) have branches (30) and other guide ducts (8) are designed without branches (30).
Plate heat exchanger according to Claim 6, characterized in that additional inlets or outlets (9a; 10a) in the guide ducts (8) are arranged in the region of the branches (30), and in that (in the case of parallelepipedic plate heat exchangers (1)) at least one branched guide duct (8) is provided between the edge (13) of the heat exchanger plate (2) and the flow ducts (4) or in the corner regions (22 - 25) of the plate heat exchanger (1).
Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that some guide ducts (8) are designed to be continuous from one flow duct (4) to the other flow duct (4) and other guide ducts (8) are substantially shorter, their outlet (10) and their inlet (9) being arranged at a distance from the flow ducts (4).
Plate heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the additional plate (6) has bosses (14) or suchlike projections which possess the same height as the guide ducts (8) and which are connected to the adjacent heat exchanger plate (2).