EP1805468A1 - Wärmeaustauscher - Google Patents

Wärmeaustauscher

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Publication number
EP1805468A1
EP1805468A1 EP05793265A EP05793265A EP1805468A1 EP 1805468 A1 EP1805468 A1 EP 1805468A1 EP 05793265 A EP05793265 A EP 05793265A EP 05793265 A EP05793265 A EP 05793265A EP 1805468 A1 EP1805468 A1 EP 1805468A1
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EP
European Patent Office
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fluid
housing
channels
coolant
heat exchanger
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05793265A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Euler-Rolle
Philipp Pustelnik
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP1805468A1 publication Critical patent/EP1805468A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/01—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using means for separating solid materials from heat-exchange fluids, e.g. filters
    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/103—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
    • 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
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0049—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for lubricants, e.g. oil coolers

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger for fluids, in particular hydraulic oil, with a housing in which fluid channels and coolant channels alternate with each other, the housing having an inlet for hot fluid, an outlet for cooled fluid and an inlet and an outlet for having the coolant.
  • heat exchangers are often in use.
  • the disadvantage of the known heat exchangers is that the hot fluid, e.g. Hydraulic oil must be passed through a separate filter device before entering or exiting the heat exchanger to remove foreign matter from the fluid.
  • a heat exchanger of the type described in the introduction is characterized in that a central cylinder space is provided in the housing, which is lined at its circumference by a filter, via which the hot or the outflowing cooled fluid flows enters the fluid channels or emerges from the fluid channels.
  • the housing is formed by a substantially parallelepipedic packet of horizontal fluid channels and coolant channels.
  • the plates are defined by the cylinder space and by a coolant channel and a fluid outlet channel. are set.
  • the housing is formed by a cylindri ⁇ 's body in which the fluid channels and the coolant channels are formed in the form of rings of axially extending channels, wherein one or more outer rings of fluid channels at the fluid inlet side housing end side opens and at the top of the cylinder chamber a Umlen ⁇ kung of the inner fluid channel ring to the outer Fluidka- nalkranz or the outer fluid channel wreaths is provided.
  • FIG. 1 is a schematic view of a heat exchanger according to the invention
  • FIG. 2 is a plan view of the heat exchanger according to FIG. 1
  • FIG. 3 is an axial section through the heat exchanger according to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 is a view of a second one 5 shows an axial section through the second embodiment
  • FIG. 6 shows a cross section along the line VI-VI in FIG. 4
  • FIG. 7 shows an axial section of a third embodiment
  • FIG. 8 shows a cross section along the line VIII-VIII of the embodiment according to FIG. 7,
  • FIG. 9 a schematic view of a fourth embodiment of the heat exchanger
  • FIG. 10 a plan view of the embodiment according to FIG. 8.
  • a parallelepiped casing 1 which is formed of ei ⁇ nem package of interconnected plates 2, 3, between each horizontal fluid channels 4 and channels 5 for a coolant, preferably water, limit.
  • the packet is penetrated by a coolant distribution channel 6 and by a cylinder space 7 for distributing the fluid and a (not shown) collecting channel for cooled fluid.
  • On the housing bottom is an inlet 8 to the cylinder chamber 7, and on the housing top are a coolant inlet 9 and a Coolant outlet 10 and an outlet 12 provided for cooled fluid.
  • the cylinder chamber 7 is closed at the top of the housing by a screw cap 11 and lined at its periphery and at its upper end face with a filter body 13, through which the fluid flowing under pressure in the radial direction into the fluid channels 4 passes.
  • the flow direction of the fluid and the coolant can also be reversed. Then, the cooled fluid passes through the filter body 13 in the cylindrical fluid channel 7 and out of this from the housing.
  • an essentially cylindrical housing 3 is provided between a head part 14 and a foot part i5.
  • an inlet 16 for coolant, in particular cooling water and on the upper side of the housing, a coolant outlet 17 is arranged.
  • the fluid to be cooled enters the inlet 8 'of the central cylinder space 7' under pressure via the lower housing face in the direction of the arrow P, and the cooled fluid in the region of the housing periphery emerges from the lower housing face in accordance with the arrows P ' (Fig. 4).
  • Filter body 13 'axially extending fluid channels 4' flows, which on the upper side of the housing in the radially outwardly lie ⁇ the fluid passages 4 "merge, which open out via the lower Gezzaus ⁇ front side also in the embodiment of FIGS. 5 and 6, the flow direction of be reversed to be cooled fluid and the coolant.
  • FIGS. 7 and 8 show a third embodiment with a larger number of fluid and coolant channel rings.
  • an additional arrangement may be provided which comprises a check valve R and a pressure switch D, which when a certain threshold value is exceeded emit a signal to a display and / or device, eg an emergency shut-off device, which influences the operation of the heat exchanger in the desired manner.

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Abstract

Wärmeaustauscher für Fluide, insbesondere Hydrauliköl, mit einem Gehäuse (1), in dem Fluidkanäle (4) und Kühlmittelkanäle (5) einander abwechseln, wobei das Gehäuse einen Einlaß (8) für heißes Fluid, einen Auslaß für gekühltes Fluid sowie einen Einlaß und einen Auslaß (10) für das Kühlmittel aufweist, und wobei im Gehäuse ein zentraler Zylinderraum (7) vorgesehen ist, der an seinem Umfang durch einen Fluidfilter (13) ausgekleidet ist, über welchen das einströmende heiße Fluid oder das ausströmende gekühlte Fluid in die Fluidkanäle eintritt bzw. aus den Fluidkanälen austritt.

Description

Wärmeaustauscher
Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher für Fluide, insbesondere Hydrauliköl, mit einem Gehäuse, in dem Fluidka- näle und Kühlmittelkanäle einander abwechseln, wobei das Ge¬ häuse einen Einlaß für heißes Fluid, einen Auslaß für gekühl¬ tes Fluid sowie einen Einlaß und einen Auslaß für das Kühlmit- tel aufweist.
Derartige Wärmeaustauscher sind vielfach in Verwendung. Der Nachteil der bekannten Wärmeaustauscher besteht darin, daß das heiße Fluid, z.B. Hydrauliköl, vor dem Eintritt in den oder nach dem Austritt aus dem Wärmeaustauscher durch eine ge- sonderte Filtereinrichtung geführt werden muß, um Fremdkörper aus dem Fluid zu entfernen.
Die Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteil zu vermei¬ den und auf konstruktiv einfache Weise sauberes gekühltes Flu¬ id zu erzielen. Ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Wärme- austauscher der einleitend angegebenen Art zeichnet sich da¬ durch aus, daß im Gehäuse ein zentraler Zylinderraum vorgese¬ hen ist, der an seinem Umfang durch einen Filter ausgekleidet ist, über welchen das einströmende heiße oder das ausströmende gekühlte Fluid in die Fluidkanäle eintritt bzw. aus den Fluid- kanälen austritt.
Auf diese Weise wird erreicht, daß das heiße Fluid unmit¬ telbar vor oder nach seiner Kühlung gefiltert wird, wodurch sich eine dem Wärmeaustauscher vor- oder nachgeschaltete ge¬ sonderte Filtereinrichtung erübrigt . Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse durch ein im wesentlichen parallelepipedisches Pa¬ ket aus horizontale Fluidkanäle und Kühlmittelkanäle begren¬ zenden Platten gebildet ist, die von dem Zylinderraum und von einem Kühlmittelkanal sowie einem Fluidaustrittskanal durch- setzt sind. Alternativ ist das Gehäuse durch einen zylindri¬ schen Körper gebildet, in welchem die Fluidkanäle und die Kühlmittelkanäle in Form von Kränzen axial verlaufender Kanäle ausgebildet sind, wobei ein oder mehrere äußere Kränze von Fluidkanälen an der fluideintrittseitigen Gehäusestirnseite ausmündet und an der Oberseite des Zylinderraumes eine Umlen¬ kung von dem inneren Fluidkanalkranz zu dem äußeren Fluidka- nalkranz bzw. den äußeren Fluidkanalkränzen vorgesehen ist.
Weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend an Aus- führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht des Wärmeaustauschers nach Fig. 1, Fig. 3 einen Axialschnitt durch den Wärmeaustauscher nach den Fig. 1 und 2, Fig. 4 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers, Fig. 5 einen Axialschnitt durch die zweite Ausführungsform, Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 4, Fig. 7 einen Axialschnitt einer dritten Ausfüh¬ rungsform, Fig. 8 einen Querschnitt nach der Linie VIII-VIII der Ausführungsform nach Fig. 7, Fig. 9 eine schematische An¬ sicht einer vierten Ausführungsform des Wärmeaustauschers und Fig. 10 eine Draufsicht der Ausführungsform nach Fig. 8.
Gemäß Fig. 1 weis't der aus beispielsweise aus Edelstahl hergestellte Wärmeaustauscher für ein Fluid, insbesondere Hy- drauliköl, ein parallelepipedisches Gehäuse 1 auf, das aus ei¬ nem Paket von miteinander verbundenen Platten 2, 3 gebildet ist, die zwischeneinander horizontale Fluidkanäle 4 und Kanäle 5 für ein Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, begrenzen. Das Pa¬ ket ist von einem Kühlmittelverteilkanal 6 und von einem Zy- linderraum 7 zum Verteilen des Fluids sowie einem (nicht ge¬ zeigten) Sammelkanal für gekühltes Fluid durchsetzt. An der Gehäuseunterseite ist ein Einlaß 8 zu dem Zylinderraum 7, und an der Gehäuseoberseite sind ein Kühlmitteleinlaß 9 und ein Kühlmittelauslaß 10 sowie ein Auslaß 12 für gekühltes Fluid vorgesehen. Der Zylinderraum 7 ist an der Gehäuseoberseite durch eine Schraubkappe 11 verschlossen und an seinem Umfang sowie an seiner oberen Stirnseite mit einem Filterkörper 13 ausgekleidet, durch den das unter Druck einströmende Fluid in radialer Richtung in die Fluidkanäle 4 übertritt.
Die Strömungsrichtung des Fluids und des Kühlmittels kann auch umgekehrt werden. Dann tritt das gekühlte Fluid über den Filterkörper 13 in den zylindrischen Fluidkanal 7 über und aus diesem aus dem Gehäuse aus.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 ist zwi¬ schen einem Kopfteil 14 und einem Fußteil i5 ein im wesentli¬ chen zylindrisches Gehäuse 3 vorgesehen. An der Unterseite des Gehäuses 1' ist ein Einlaß 16 für Kühlmittel, insbesondere Kühlwasser, und an der Gehäuseoberseite ein Kühlmittelauslaß 17 angeordnet . Das zu kühlende Fluid tritt unter Druck über die untere Gehäusestirnseite in Richtung des Pfeils P in den Einlaß 8' des zentralen Zylinderraumes 7' ein, und das gekühl¬ te Fluid im Bereich des Gehäuseumfanges aus der unteren Gehäu- sestirnseite gemäß den Pfeilen P' aus (Fig. 4) .
Wie Fig. 6 zeigt, wechseln in radialer Richtung in Kränzen angeordnete Fluidkanäle 4', 4" und Kühlmittelkanäle 5' einan¬ der ab. Der zentrale Zylinderraum 7' ist an seiner Innenseite mit einem Filterkörper 13' ausgekleidet, durch welchen das un- ter Druck einströmende heiße Fluid radial in die außerhalb des
Filterkörpers 13' axial verlaufenden Fluidkanäle 4' strömt, welche an der Gehäuseoberseite in die radial auswärts liegen¬ den Fluidkanäle 4" übergehen, die über die untere Gehäuse¬ stirnseite ausmünden. Auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 kann die Strömungsrichtung des zu kühlenden Fluid und des Kühlmittels umgekehrt werden.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine dritte Ausführungsform mit einer größeren Anzahl von Fluid- und Kühlmittelkanalkränzen. Gemäß Fig. 9 kann bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 6 einerseits und bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 anderseits jeweils eine Zusatzanordnung vorgesehen sein, die ein Rückschlagventil R und einen Druckschalter D umfaßt, welche bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes ein Signal an eine Anzeige und/oder Einrichtung abgeben, z.B. eine Notabschalteinrichtung, welche den Betrieb des Wärmeaustau¬ schers in der gewünschten Weise beeinflußt.

Claims

Ansprüche :
1. Wärmeaustauscher für Fluide, insbesondere Hydraulik- öl, mit einem Gehäuse (1) , in dem Fluidkanäle (4) und Kühlmit¬ telkanäle (5) einander abwechseln, wobei das Gehäuse einen Einlaß (8) für heißes Fluid, einen Auslaß für gekühltes Fluid sowie einen Einlaß und einen Auslaß (10) für das Kühlmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) ein zen- traler Zylinderraum (7, 7') vorgesehen ist, der an seinem Um¬ fang durch einen Fluidfilter (13) ausgekleidet ist, über wel¬ chen das einströmende heiße Fluid oder das ausströmende ge¬ kühlte Fluid in die Fluidkanäle (4, 4', 4") eintritt bzw. aus den Fluidkanälen austritt.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Gehäuse (1) durch ein im wesentlichen paral- lelepipedisch.es Paket aus horizontale Fluidkanäle (4) und Kühlmittelkanäle (5) begrenzenden Platten (2, 3) gebildet ist, die von dem Zylinderraum (7) und von einem Kühlmittelkanal (6) sowie einem Fluidaustrittskanal (12) durchsetzt sind.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Gehäuse (I1) durch einen zylindrischen Kör¬ per gebildet ist, in welchem die Fluidkanäle (4', 4", 4"') und die Kühlmittelkanäle (5, 5') in Form von Kränzen axial verlau- fender Kanäle ausgebildet sind, wobei ein oder mehrere äußere Kränze von Fluidkanälen (4", 4'") an der fluideintrittseitigen Gehäusestirnseite ausmündet und an der Oberseite des Zylinder¬ raumes (7') eine Umlenkung von dem inneren Fluidkanalkranz (4 ' ) zu dem äußeren Fluidkanalkranz bzw. den äußeren Fluidka- nalkränzen (4", 4'") vorgesehen ist.
EP05793265A 2004-10-27 2005-10-13 Wärmeaustauscher Withdrawn EP1805468A1 (de)

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