EP2161526A2 - Method for manufacturing a plate heat exchanger and plate heat exchanger manufactured according to this method - Google Patents

Method for manufacturing a plate heat exchanger and plate heat exchanger manufactured according to this method Download PDF

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EP2161526A2
EP2161526A2 EP09169398A EP09169398A EP2161526A2 EP 2161526 A2 EP2161526 A2 EP 2161526A2 EP 09169398 A EP09169398 A EP 09169398A EP 09169398 A EP09169398 A EP 09169398A EP 2161526 A2 EP2161526 A2 EP 2161526A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
plate
plates
plastic
exchanger plates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09169398A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2161526A3 (en
Inventor
Johannes Hülshorst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paul Craemer GmbH
Original Assignee
Paul Craemer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Paul Craemer GmbH filed Critical Paul Craemer GmbH
Publication of EP2161526A2 publication Critical patent/EP2161526A2/en
Publication of EP2161526A3 publication Critical patent/EP2161526A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-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
    • F28D9/0031Heat-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
    • F28D9/0043Heat-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
    • F28D9/005Heat-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F28F21/067Details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/08Fastening; Joining by clamping or clipping

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a plate heat exchanger, and a plate heat exchanger produced by this method.
  • Plate heat exchangers made of metal are well known and are used for a wide variety of applications. They serve to achieve good heat transfer between two media flowing separately from each other.
  • Plate heat exchangers known in the art consist of a plurality of contiguous, profiled plates of metal having specially shaped sections in the form of upwardly or downwardly directed ribs.
  • the plates also referred to as plates, are arranged so that the ribs of two superimposed plates between the plates form flow channels for one of the two media used.
  • the ribs are additionally soldered.
  • a metal foil, in particular a copper or nickel foil is placed between two sheets.
  • the complete plate heat exchanger is soldered in a special oven.
  • the soldering also serves to increase the stability of the flow channels at the high levels that occur Press and to ensure forces in the passage of the media. For example, when used in automotive comparatively high pressures occur when, for example, referred to as cooling water coolant and the engine oil of an internal combustion engine, the two media that flow through the plate heat exchanger.
  • plate heat exchangers additionally each have an outer cover plate and a bottom plate. Co-aligned passage openings provide straight-line channels, which are referred to in the context of the present proposal as connecting channels and through which extend screws. In these plate heat exchangers can be dispensed with the soldering of the ribs of the flow channels. Instead, the heat exchanger plates are screwed together with the top and bottom plates. A sealing of the different flow levels is achieved in that each sheet is provided before screwing with at least one circumferential seal. The screw is used in this case, on the one hand to press the peripheral seals close to the sheets and, secondly, to prevent deformation of the flow channels at the high pressures and forces occurring in the passage of the media.
  • the plates of the plate heat exchanger have through openings, which are referred to as flow channels in the context of the present proposal, because these passages form in the composite plate heat exchanger, the channels for supplying or discharging one of the two media and are connected to the inlet or outlet of the respective flow level.
  • To the channels can also, z. B. on the cover plate and / or the bottom plate, connecting elements, such as flanges or threads, eg by screws or welding or the like, to ensure proper supply and discharge of the media.
  • each heat exchanger are known in each of which components made of plastic are used, and also the common use of components made of metal and plastic is known from these documents.
  • the invention has for its object to provide a plate heat exchanger, which is inexpensive and easy to manufacture and maintenance-free, and also allows a simple and economical adaptation to different desired benefits.
  • the proposed plate heat exchanger has a plurality of profiled plates stacked one on top of the other, which can be made of metal economically and in terms of heat transfer properties, and which have specially shaped regions.
  • the top and bottom of these plates are called cover plate and bottom plate. All plates can be configured identically, but preferably deviating from the other plates designed cover and bottom plates may be provided which differ, for example, with regard to the profiling, the material thickness or the number of openings from the other plates.
  • the above-mentioned specially shaped areas of the sheets may be in the form of upwardly and downwardly directed ribs or beads be executed.
  • the plates are placed on top of each other in such a way that the specially shaped regions of two superimposed plates running around through openings delimit flow channels for one of the two media used.
  • a proposed plate heat exchanger is similar to the construction of the screwed plate heat exchangers described above, however, it is proposed to use no fixed fasteners, such as screws, rivets o. The like. Instead, a plastic rivet is used in a connecting channel, which is not available as a prefabricated component in a solid form but rather is injected into the connection channel.
  • a production of plate heat exchangers of different performance by using different numbers of plates and, accordingly, of different sized plate heat exchangers can be carried out particularly economically: a storage of different sized plates or different sized fasteners is not proposed as required. Rather, the production of different sized plate heat exchangers can be done within a very short time, for example by a production in which larger and smaller plate heat exchangers are produced in mixed succession, for example, in an extreme case, a production in which no two identical plate heat exchangers are produced sequentially.
  • the arrangement of sleeves is provided in the mutually aligned through openings, which form a connecting channel.
  • These sleeves may for example have a sealing function, so that a solderless construction of the plate heat exchanger is supported.
  • the sleeves are designed as spacers, so consist of a relatively strong, pressure-stable material, so that they cause a certain distance between adjacent plates to each other.
  • This also supports a solderless construction of the plate heat exchanger: the individual plates
  • they do not have to have bent-over edge regions which, after soldering, ensure a tightness between the two adjacent plates of the heat exchanger.
  • other, solderless sealing elements can be used, and instead of the individual plates of the heat exchanger abut directly against one another and thus ensure the prescribed distance of the individual plate planes to each other, this distance is ensured by the aforementioned spacers.
  • the heat exchanger plates are made of metal.
  • the plate heat exchanger on the one hand good stability of the plate heat exchanger and on the other hand a good heat transfer between adjacent media of different temperature is possible.
  • a special plate may be provided as a cover plate and / or a special plate as a bottom plate of the plate heat exchanger in a conventional manner.
  • These plates differ from the other plates in the interior of the plate heat exchanger, for example, by means of a special number of passage openings or by molded-on elements, such as an integrally formed tab, by means of which the plate heat exchanger can be mounted in its place of use.
  • these deck and / or floor panels may differ from the remaining panels by their material thickness: If the panel heat exchanger carries media under a relatively high pressure, the individual panels within the panel heat exchanger are exposed to this pressure on both sides, or at least slightly different pressures, so that the resulting pressure load of the plate transverse to its plate plane is comparatively low or even completely eliminated. On the other hand, the two outer plates are exposed to pressure on their side facing the interior of the plate heat exchanger, while on their outer upper side they are only loaded by the ambient pressure.
  • deck and floor slabs particularly stiff and pressure-stable, for example, by a greater material thickness compared to the other plates.
  • the seal between the individual heat exchanger plates can be carried out by an elastomer layer, so that the plate heat exchanger can be designed solderless.
  • the sheets of the plate heat exchanger may be provided to deform the sheets of the plate heat exchanger three-dimensionally, that is to create deformed areas in the form of elevations and / or depressions.
  • the sheets can be supported against the forces resulting from the operating pressure by abutting one another at contact points made possible by the deformed areas.
  • an increased surface area of the sheets is produced in this way, whereby the heat exchange performance is improved.
  • the heat exchanger plates can be configured as identical parts, so that by appropriate alignment and arrangement of the heat exchanger plates, the deformed areas of two adjacent heat exchanger plates abut each other and create the Kontakstellen.
  • the deformations can be carried out as hexagonal honeycomb structure: it has been found that this structure provides both an optimal geometric shape for absorbing the forces and a very good surface shape for the heat exchange process.
  • the attachment of the plastic elements take place in that these plastic elements are not present as prefabricated molded components, but as well as the above-mentioned Wegsniet be molded from flowable material.
  • a heat exchanger plate is instead inserted into an injection mold, which has the required cavities, so that then the plastic can be injected into these cavities and, accordingly, the desired, made of plastic components of the plate heat exchanger forms, which are also firmly connected in the same operation with the corresponding plate of the heat exchanger.
  • the cavities are provided on both sides of the heat exchanger plate and the heat exchanger plate has openings so that upon injection of the plastic passes this on both sides of the heat exchanger plate. In this way, a veritable positive engagement can be achieved, which reliably holds the molded plastic areas on the sheet, that holds on the relevant heat exchanger plate.
  • the seals which are to separate the individual layers of the heat exchanger in the region of the flow channels, are subject to changing pressure stresses. They can be pressed by the fluids both radially from the inside to the outside, and vice versa. There is a risk that these seals deform so much that they lose their sealing properties.
  • it can therefore be provided to improve the adhesion of the plastic to the plate of the heat exchanger plate by special measures.
  • An additional intensification in the adhesion of the plastic to the plate of the heat exchanger plate can be achieved that the coming into contact with the plastic surfaces of the corresponding plates, ie the cover plate of the bottom plate or the heat exchanger plates are prepared by means of a treatment which improves the adhesion of the plastic ,
  • a treatment may take the form of a plasma treatment.
  • a more intensive adhesion of the plastic to the sheet of the heat exchanger plate can be achieved in that the sheet metal plate itself forms tabs which extend into the material of the molded-on seal on the sheet metal.
  • These tabs can be formed, for example, in the course of the punching process, if those passages are created in the metal plates through which the flow channels later extend.
  • the tabs initially formed by the stamping contour of the sheet and projecting into the passage opening can be bent over the sheet, so that a large free cross section of the passage opening is created.
  • the bent out of the plate tabs not only create a mechanical bond with the sealing material and a larger contact surface between the sheet and sealing material, but also support the molded Dichtungswerkststoff from, radially in both directions and in the axial direction of the through hole or the through a plurality of passage openings extending flow channel.
  • a dacarsniet or a spacer sleeve are each mechanically heavily loaded components. It can therefore be advantageously provided that these components made of plastic are improved in their mechanical properties that they contain reinforcing materials.
  • fibers in particular glass fibers or carbon fibers, can be used as reinforcing materials, since these allow a high degree of reinforcement, with glass fibers being comparatively inexpensive.
  • the plate heat exchanger has additional functional elements which are not themselves useful for the plate heat exchanger itself, for example, its installation on site or serve the heat transfer between the two heat transfer media.
  • Such a functional element may for example be designed as a tab or sleeve to hold, for example, in the engine compartment of the motor vehicle cables, hose lines o.
  • hose lines o.
  • the like can also be kept such hose lines leading to the inlet and outlet openings of the plate heat exchanger itself.
  • the proposed plate heat exchanger can be advantageously prepared in a workflow that provides the handling of as few individual components.
  • the plurality of heat exchanger plates are arranged one above the other in a manner known per se so that the mutually aligned through openings create on the one hand the flow channels and on the other hand the connection channels.
  • the heat exchanger plates are provided with elastic sealing material, which has been injected onto the relevant heat exchanger plates.
  • the heat exchanger plates are provided with spacers, which may preferably also be molded onto the respective heat exchanger plates, so that almost exclusively liquid materials are processed except the metal plates used and in this way the handling of a variety of items is avoided, which the production of the plate heat exchanger strong simplified.
  • the plastic gating in particular the mechanically stronger components such as fasteners or spacers can be advantageously carried out so that supply and discharge elements or the additional functional elements mentioned above are injected directly, so are not designed as separate components, but by the molded plastic of the spacers or the connecting elements are formed.
  • the production cost is significantly reduced and the plate heat exchanger particularly economical to produce.
  • the position and geometry of the supply and discharge elements can be chosen particularly variable, so that the plate heat exchanger can be optimally adapted to the respective installation situation.
  • a first type of heat exchanger plates is provided with plastic elements, which are provided on a metal plate, wherein particularly advantageously the plastic can be molded onto the metal plate.
  • a second type of heat exchanger plates consists of a simple sheet metal plate, without such plastic elements. In this way, half of the heat exchanger plates used can be made as a simple stamped sheet metal parts, and it must be provided in additional manufacturing steps with the plastic elements only half of the heat exchanger plates used.
  • all heat exchanger plates are each provided with plastic elements.
  • the desired distance of the sheets of two adjacent heat exchanger plates is achieved by an appropriate choice of the layer thickness, which have the spacers and the seals above and below the heat exchanger plate.
  • half the layer thickness can be used in comparison to the embodiment in which only every second heat exchanger plate has plastic elements.
  • a further variant may be to spray on the plate of the heat exchanger plate only on one side plastic for the formation of spacers and seals, and also in this case - with the exception of any proposed deck and floor panels - to use only similar heat exchanger plates.
  • the attachment of the plastic can be effected in that the plastic flows through openings on the other side of the sheet, so that the plastic must be supplied only from one side of the sheet and the KunststoffSpritzform accordingly simple and can be designed inexpensively.
  • plastic is injected from two sides of the sheet of the heat exchanger plate, so that fewer or smaller openings can be provided, which can improve the stability of the sheet with the same material thickness, for example.
  • the water flow can be deflected within a plane of the heat exchanger, so that there is a much longer path, the heat transfer medium must cover between the exchange levels.
  • the so-called thermal length and thus the efficiency of the heat exchanger can be improved in this way, so that the same exchange performance, a heat exchanger with comparatively smaller physical dimensions and correspondingly lower material costs and lower weight can be achieved.
  • the deflection can be effected in a simple manner in that a heat exchanger plate not only has a peripheral seal at the edge, but also in the middle of its surface has one or more sealing ribs, which prevent a flow short circuit between an inlet and the outlet opening of this heat exchanger plate and the flow Rather, in an arc substantially U-shaped lead, or lead in several sheets substantially S-shaped or meandering.
  • the sealing rib extends, for example, from the edge, that is from the peripheral seal, to which it connects tightly, and it ends at a distance in front of the opposite portion of the peripheral seal, so that here between the free end of the sealing rib and the circumferential seal a passage remains for the medium.
  • the choice of the deflection can be made in adaptation to the desired heat exchanger capacity, the available installation space and the permissible flow resistance of the heat exchanger.
  • a correspondingly adapted positioning of the passageways creating the flow channels is provided so that these passage openings can be arranged, for example, closely adjacent, or diagonally opposite, or at the two ends of one side of the heat exchanger plate.
  • Fig. 1 1 is a total of a plate heat exchanger shown, which consists of a plurality of individual heat exchanger plates 2, which are referred to simplifying as plates or sheets.
  • the two outer plates can - for stability reasons, for example - be designed differently from the other plates. Notwithstanding the illustrated embodiment may therefore be provided that the plate heat exchanger 1, for example, a cover plate 3 and a bottom plate, each having a greater material thickness than the other, inner heat exchanger plates. 2
  • the individual plates are each shown in the present drawings with a smooth surface.
  • the heat exchanger plates 2 and the top and bottom plates can advantageously be provided with profilings, for example to create flow paths between the adjacent plates for the heat transferring media, which support optimum heat transfer, or where the profiling serves to mechanically stabilize the individual plates.
  • inlet and outlet openings are provided, and it can be seen that the underlying heat exchanger plates 2 having aligned openings so that a total flow channels 4 are created through which the two different media flow into the plate heat exchanger 1 and can flow out again ,
  • the plates of the heat exchanger 1 are interconnected by a plurality of connecting elements 5, wherein on the upper side of the cover plate 3 each of the heads of the connecting elements 5 are visible.
  • Fig. 2 shows a first plate type, namely a heat exchanger plate 2, which has a plurality of passage openings 6. While the reference numeral 6 in each case is characteristic of all passage openings, different groups of passage openings 6 are distinguished: The larger passage openings 6s serve to form the flow channels 4, ie represent flow openings, so that they are identified by the letter "s". The smaller passage openings 6v are provided so that in the finished stack of plates, the connecting elements 5 extend through these passage openings 6 and thus provide connection openings so that they are marked with the letter "v”.
  • Fig. 3 shows the second plate type, namely a heat exchanger plate 2, which has the same passage openings 6s and 6v as the other heat exchanger plate 2 according to Fig. 2 , And in the same places, so that superimposed plates of these two plate types have aligned through openings 6.
  • the in Fig. 3 represented heat exchanger plate 2 particularly small passage openings 6h, which are respectively adjacent to the medium-sized passage openings 6v, and which may be referred to as holding openings, so that they are marked with the letter "h", and whose purpose will be explained later.
  • Fig. 3 shows this plate type the Fig. 3 , wherein the illustrated heat exchanger plate 2 is provided with a plurality of spacers 7.
  • spacers 7 can be used in principle as prefabricated components in the corresponding openings 6v.
  • the spacer sleeves 7 are molded from liquid plastic to the heat exchanger plate 2.
  • the heat exchanger plate 2 is inserted into an injection mold, which has on both sides of the heat exchanger plate 2 cavities, ie cavities, in which liquid plastic can be injected.
  • a core in the cavity ensures that the passage openings 6v are not completely filled with plastic, but rather that the central cavity, which each spacer sleeve 7 has, is created.
  • the spacers 7 then extend on both surfaces of the heat exchanger plate 2 as an annular bead around the corresponding passage opening 6v around and also a little radially into the passage opening 6v in, so that the two above-described annular beads by plastic with each other are connected and also the free diameter of the passage opening 6v has been reduced by the now molded spacer sleeve 7.
  • Fig. 5 shows the heat exchanger plate 2 after the next manufacturing step:
  • the previously provided with the spacers 7 heat exchanger plate 2 is inserted into a next injection mold, in which other cavities are provided, which are now filled with a different plastic.
  • the spacers 7 are to hold adjacent plates at a predetermined distance from one another and are therefore designed to be pressure-stable and therefore comparatively hard, the plastic to be injected in each case will form a seal 8. It may therefore be advantageous in this plastic to an elastomer.
  • the layer thickness is preferably provided that the seal 8 on the top of the heat exchanger plate 2 projects beyond the spacers 7 upwards and projects beyond the spacers 7 down on the bottom, so that when pressing two adjacent heat exchanger plates 2, a compression of the elastomeric seals 8 is ensured and thus a good sealing effect when the spacers 7 "go to block", ie the next adjacent components under pressure.
  • large seal 8 allows a diagonal flow through the plate heat exchanger by two of the large passage openings 6s a flow connection to the center of the heat exchanger plate 2 is released, while for the other heat exchanger medium, the associated passage openings 6s are surrounded by the seal 8, ie of the middle flow region of the heat exchanger plate 2 are separated.
  • this large seal 8 runs differently and allows a flow to the plate center of the passage openings 6s, which are sealed on the top of the plate to the center of the plate.
  • the known per se "floor-by-floor alternating" Flow through the plate heat exchanger 1 with the two media allows.
  • the seals 8 cover the particularly small openings 6h.
  • this sealing material flows namely through the passage openings 6h on the other side of the heat exchanger plate 2.
  • the passage openings 6h are also referred to as holding openings, since they effect a good grip of the seal 8 on the sheet even without a special surface treatment of the sheet, which would improve, for example, the adhesion of the sealing plastic.
  • the position of the respective seal 8 is thus reliably fixed by simple means.
  • Fig. 6 shows in a view similar to that of Fig. 1 the assembled heat exchanger 1 in a cut state. It can be seen that a plurality of heat exchanger plates 2 is arranged one above the other in the stack and is connected to each other by connecting elements 5, wherein the connecting elements 5 are each configured as a plastic rivet and each form a head on the two outer plates of the plate heat exchanger 1, the one reliable positive connection between the connecting element 5 and the plate stack causes.
  • the plate stack is alternately through the provided with plastic elements heat exchanger plates 2 according to Fig. 5 and through the heat exchanger plates 2 according to Fig. 2 formed, which are free of plastic elements.
  • the illustrated embodiment is advantageous that in contrast results in a reduction of the interfaces, since fewer seals and spacers are used as if each heat exchanger plate 2 would have such seals and spacers. Due to this reduction of the interfaces, the illustrated plate heat exchanger 1 offers a higher security against leaks.
  • Fig. 7 shows the structure of the plate stack more accurate and in opposite Fig. 6 larger scale:
  • the connecting elements 5 are highlighted by a hatching with greater line width particularly clearly. Behind lying, partially hidden, an upper circumferential collar 9 of a large passage opening 6s of a flow channel can be seen.
  • a head of a connecting element 5 can be seen in the upper region behind the heads of the connecting elements 5 shown cut, which is arranged offset to the connecting element 5 shown cut.
  • the connecting elements 5 fill each, since they have been injected from liquid plastic, a connecting channel, which is formed by stacked spacers 7. Since the spacer sleeves have at their two ends inside circumferential oblique chamfers, resulting in each of the connecting elements 5 a plurality of circumferential ribs.
  • Each spacer sleeve 7 surrounds in cross-section approximately C-shaped, the respective heat exchanger plate 2 at the edge of a passage opening 6v.
  • Fig. 8 is a perspective view of a section of a heat exchanger plate 2, which has a passage opening 6.
  • retaining tabs 10 have been created due to the punching contour used, which are formed by the sheet of the heat exchanger plate 2.
  • the retaining tabs 10 have been bent either during the punching process or in a subsequent processing step so that they now, as out Fig. 8 seen, no longer protrude into the free cross section of the passage opening 6.
  • Fig. 9 shows the same section of the heat exchanger plate 2 from above, wherein in the illustration of Fig. 9 also, a seal 8 can be seen, which has been molded onto the heat exchanger plate 2. By this injection process, the retaining tabs 10 have been overmolded with the sealing material.
  • Fig. 10 shows the situation of Fig. 9 It can be seen that the space enclosed by the curved retaining tabs 10 space is filled with material of the seal 8, so that a proper mechanical bond between the seal 8 and the heat exchanger plate 2 through the Retaining tabs 10 is created.
  • the retaining tabs 10 extend over substantially the entire height of the seal 8.
  • the retaining tabs 10 are only through a minimal thin skin the sealing material covers, as out Fig. 9 due to the dashed line representation of the retaining tabs 10 can be seen.
  • support the retaining tabs 10 by their height the function of the seal 8 insofar as the seal 8 in addition to their sealing effect also forms a spacer for the two adjacent, stacked heat exchanger plates 2.
  • the retaining tabs 10 also support the sealing function of the seal 8, since they prevent a displacement of the seal, for example due to the pressure of the media flowing in the plate heat exchanger 1.
  • Fig. 11 is a section of the plate heat exchanger 1 is shown in a cross-sectional view, in which two adjacent, one above the other arranged heat exchanger plates 2 form a contact point 11.
  • the two heat exchanger plates 2 have two deformed regions 12, which are configured in the upper heat exchanger plate 2 as a recess and in the lower heat exchanger plate 2 as an upwardly projecting projection, so that the two heat exchanger plates 2 abut each other with these two deformed regions 12 and Form contact point 11.
  • heat exchanger plates 2 With a corresponding configuration of the heat exchanger plates 2, these can be configured as identical parts. So it can be provided that z. B. every second of these always identically designed heat exchanger plates 2 is rotated by, for example, its longitudinal axis or its vertical axis by 180 °. Then, in this alternate orientation, the two heat exchanger plates 2 are placed on top of each other, so that not two equally aligned deformed areas are superimposed, so for example two elevations or two wells are superimposed, but rather that a survey coincides with a depression, as is the case Fig. 11 is apparent.
  • FIGS. 12 and 13 From the FIGS. 12 and 13 is a section of a heat exchanger plate 2 with a deformed region 12 can be seen, once in perspective view Fig. 12 and once in plan view according to Fig. 13 , where it can be seen that the deformed Areas are each designed in the form of a hexagonal deformation.
  • a heat exchanger plate 2 is shown in plan view, so that the passage openings 6s for creating the flow channels and the passage openings 6v for receiving the connecting elements in this illustration are also visible, as the molded onto the plate of the heat exchanger plate 2 seal. 8
  • the seal 8 is not only circumferentially and in each case provided around the passage openings 6v around, but it forms a free-ending sealing rib 14.
  • the sealing rib 14 connects on the one hand to the circumferential seal 8 and ends on the other free.
  • the sealing rib 14 is arranged so that it prevents a flow short circuit between the two provided for the flow passages openings 6s and causes a flow deflection. Compared to, for example, a diagonally opposite arrangement of the two passage openings 6s, a substantially longer flow path between the two flow channels 4 is ensured by the substantially U-shaped deflection of the flow, with a correspondingly greater thermal length of the plate heat exchanger 1.

Abstract

The method involves arranging multiple heat exchanger plates (2) one above the other, such that the heat exchanger plates form an intermediate chamber flow throughable to a fluid carrying heat. The spacer sleeves are placed in openings of the heat exchange plates. The spacer sleeves form the connecting channel in the openings aligned with each other, if the heat exchanger plates are pressed together. An independent claim is included for a plate heat exchanger, which comprises a cover plate and multiple heat exchanger plates.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Plattenwärmetauschers, sowie einen nach diesem Verfahren hergestellter Plattenwärmetauscher.The invention relates to a method for producing a plate heat exchanger, and a plate heat exchanger produced by this method.

Stand der TechnikState of the art

Plattenwärmetauscher aus Metall sind allgemein bekannt und werden für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Sie dienen dazu, eine gute Wärmeübertragung zwischen zwei von einander getrennt fließenden Medien zu erzielen.Plate heat exchangers made of metal are well known and are used for a wide variety of applications. They serve to achieve good heat transfer between two media flowing separately from each other.

Aus der Praxis bekannte Plattenwärmetauscher bestehen aus einer Vielzahl von aneinander gereihten, profilierten Platten aus Metall, die speziell geformte Bereiche in Form nach oben oder unten gerichteter Rippen aufweisen. Die auch als Bleche bezeichneten Platten werden so angeordnet, dass die Rippen zweier übereinander liegender Platten zwischen den Platten Fließkanäle für jeweils eines der zwei eingesetzten Medien bilden. Um eine erforderliche, absolute Dichtigkeit der Fließebenen gegeneinander zu erzielen, werden die Rippen zusätzlich verlötet. Beim Zusammenbau des Palettenwärmetauschers wird zwischen zwei Bleche eine Metallfolie, insbesondere eine Kupfer- oder Nickelfolie gelegt. Der komplette Plattenwärmetauscher wird in einem speziellen Ofen gelötet. Die Verlötung dient auch dazu, die Stabilität der Fließkanäle bei den auftretenden hohen Drücken und Kräften bei der Durchleitung der Medien zu gewährleisten. Beispielsweise bei der Anwendung im Automobilbau treten vergleichsweise hohe Drücke auf, wenn beispielsweise das als Kühlwasser bezeichnete Kühlmittel und das Motoröl einer Verbrennungskraftmaschine die beiden Medien darstellen, welche den Plattenwärmetauscher durchströmen.Plate heat exchangers known in the art consist of a plurality of contiguous, profiled plates of metal having specially shaped sections in the form of upwardly or downwardly directed ribs. The plates, also referred to as plates, are arranged so that the ribs of two superimposed plates between the plates form flow channels for one of the two media used. In order to achieve a required, absolute tightness of the flow levels against each other, the ribs are additionally soldered. When assembling the pallet heat exchanger, a metal foil, in particular a copper or nickel foil is placed between two sheets. The complete plate heat exchanger is soldered in a special oven. The soldering also serves to increase the stability of the flow channels at the high levels that occur Press and to ensure forces in the passage of the media. For example, when used in automotive comparatively high pressures occur when, for example, referred to as cooling water coolant and the engine oil of an internal combustion engine, the two media that flow through the plate heat exchanger.

Dadurch, dass zwischen zwei Bleche eines solchen Plattenwärmetauschers jeweils eine Lötfolie eingelegt werden muss, ist die Herstellung eines solchen Plattenwärmetauschers sehr aufwendig und teuer, denn es muss eine Vielzahl separater Teile gehandhabt werden, und die Materialien der Lötfolie sind - beispielsweise aufgrund eines hohen Kupferanteil - teuer. Hinzu kommen die Energiekosten, um das gesamte Plattenpaket in einem Lötofen auf die erforderliche Löttemperatur zu erhitzen.The fact that in each case a solder foil must be inserted between two sheets of such a plate heat exchanger, the production of such a plate heat exchanger is very complicated and expensive, because it must be handled a variety of separate parts, and the materials of the solder foil are - for example, due to a high copper content - expensive. In addition, there are the energy costs to heat the entire plate package in a soldering oven to the required soldering temperature.

Andere Plattenwärmetauscher weisen zusätzlich jeweils eine äußere Deckplatte und eine Bodenplatte auf. Miteinander fluchtende Durchtrittsöffnungen schaffen geradlinige Kanäle, die im Rahmen des vorliegenden Vorschlags als Verbindungskanäle bezeichnet werden und durch welche sich Schrauben erstrecken. Bei diesen Plattenwärmetauschern kann auf das Verlöten der Rippen der Fließkanäle verzichtet werden. Stattdessen werden die Wärmetauscherplatten mitsamt den Deck- und Bodenplatten verschraubt. Eine Abdichtung der unterschiedlichen Fließebenen wird dadurch erreicht, dass jedes Blech vor dem Verschrauben mit mindestens einer umlaufenden Dichtung versehen wird. Die Verschraubung dient in diesem Fall zum einen dazu, die umlaufenden Dichtungen dicht an die Bleche zu pressen und zum anderen dazu, Verformungen der Fließkanäle bei den auftretenden hohen Drücken und Kräften bei der Durchleitung der Medien zu verhindern.Other plate heat exchangers additionally each have an outer cover plate and a bottom plate. Co-aligned passage openings provide straight-line channels, which are referred to in the context of the present proposal as connecting channels and through which extend screws. In these plate heat exchangers can be dispensed with the soldering of the ribs of the flow channels. Instead, the heat exchanger plates are screwed together with the top and bottom plates. A sealing of the different flow levels is achieved in that each sheet is provided before screwing with at least one circumferential seal. The screw is used in this case, on the one hand to press the peripheral seals close to the sheets and, secondly, to prevent deformation of the flow channels at the high pressures and forces occurring in the passage of the media.

Die Bleche des Plattenwärmertauschers weisen Durchtrittsöffnungen auf, die im Rahmen des vorliegenden Vorschlags als Strömungskanäle bezeichnet werden, denn diese Durchtrittsöffnungen bilden im zusammengesetzten Plattenwärmetauscher die Kanäle zum Zuleiten bzw. Ableiten eines der beiden Medien und sind mit dem Zulauf bzw. Ablauf der jeweiligen Fließebene verbunden. An die Kanäle können auch, z. B. an der Deckplatte und / oder der Bodenplatte, Anschlusselemente, wie Flansche oder Gewinde, z.B. durch Schrauben oder Schweißen oder ähnliches anschließen, um eine einwandfreie Zu- und Ableitung der Medien zu gewährleisten.The plates of the plate heat exchanger have through openings, which are referred to as flow channels in the context of the present proposal, because these passages form in the composite plate heat exchanger, the channels for supplying or discharging one of the two media and are connected to the inlet or outlet of the respective flow level. To the channels can also, z. B. on the cover plate and / or the bottom plate, connecting elements, such as flanges or threads, eg by screws or welding or the like, to ensure proper supply and discharge of the media.

Dadurch, dass zwischen zwei Bleche eines solchen Plattenwärmetauschers jeweils eine umlaufende Dichtung eingelegt werden muss, ist die Herstellung eines solchen Plattenwärmetauschers aufwendig und teuer, denn es muss eine Vielzahl separater Teile gehandhabt werden. Da die Dichtheit des Plattenwärmetauscher von der korrekten Vorspannung der Schrauben abhängt, müssen die verschraubten Plattenwärmetauscher regelmäßig überprüft und gewartet werden, wodurch der Kostenaufwand zusätzlich erhöht wird.The fact that in each case a circumferential seal must be inserted between two sheets of such a plate heat exchanger, the production of such a plate heat exchanger is complicated and expensive, because it must be handled a variety of separate parts. Since the tightness of the plate heat exchanger depends on the correct preload of the screws, the bolted plate heat exchangers must be regularly checked and maintained, whereby the cost is further increased.

Zur Schaffung von Wärmetauschern unterschiedlicher Leistung müssen entweder unterschiedlich große Platten verwendet werden, oder unterschiedliche Anzahlen der Blechplatten, was dann die Verwendung unterschiedlich langer Schrauben bedingt. Beliebig große Überstände der Schrauben sind nämlich unzulässig, einerseits wegen Verletzungsgefahren für Personen bzw. Beschädigungsgefahren für den Wärmetauscher, und andererseits aufgrund der häufig beengten Einbaumöglichkeiten, beispielsweise im Motorraum eines Kraftfahrzeugs.To create heat exchangers of different power, either different sized plates must be used, or different numbers of metal plates, which then requires the use of different length screws. Any large protrusions of the screws are inadmissible, on the one hand because of injury to persons or damage to the heat exchanger, and on the other hand due to the often tight installation options, for example in the engine compartment of a motor vehicle.

Aus der EP 0 774 637 A2 ist ein gattungsgemäßes Herstellungsverfahren und ein danach hergestellter Plattenwärmetauscher bekannt. Als Anwendungsbereich sind Haushaltsgeräte vorgesehen, insbesondere Wäschetrockner, um als Dampf bezeichnete feuchtigkeitsbeladene Luft zu kondensieren. Die aus dem Automobilbau bekannten Temperatur- und Druckbelastungen treten dabei nicht auf.From the EP 0 774 637 A2 is a generic manufacturing process and a plate heat exchanger produced thereafter known. Household appliances are provided as an area of application, in particular laundry dryers, in order to condense moisture-laden air called steam. The known from the automotive industry temperature and pressure loads do not occur.

Aus den Druckschriften US 1 961 660 A , JP 57 210 294 AA , US 4 398 596 A , DE 2 320 024 A , DE 10 2006 040 851 A1 und US 2005 026 90 58 A1 sind jeweils Wärmetauscher bekannt, bei denen jeweils Bauelemente aus Kunststoff verwendet werden, und auch die gemeinsame Verwendung von Bauelementen aus Metall und aus Kunststoff ist aus diesen Druckschriften bekannt.From the pamphlets US 1 961 660 A . JP 57 210 294 AA . US 4,398,596 A . DE 2 320 024 A . DE 10 2006 040 851 A1 and US 2005 026 90 58 A1 each heat exchanger are known in each of which components made of plastic are used, and also the common use of components made of metal and plastic is known from these documents.

Aufgabenstellungtask

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, einen Plattenwärmetauscher zu schaffen, der preiswert und einfach herzustellen und wartungsfrei ist, und der zudem eine einfache und wirtschaftliche Anpassung an unterschiedliche gewünschte Leistungen ermöglicht.The invention has for its object to provide a plate heat exchanger, which is inexpensive and easy to manufacture and maintenance-free, and also allows a simple and economical adaptation to different desired benefits.

Lösungsolution

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 zum Herstellen eines Plattenwärmetauschers gelöst sowie durch einen dementsprechend hergestellten Plattenwärmetauscher nach Anspruch 9.This object is achieved by a method according to claim 1 for producing a plate heat exchanger and by a plate heat exchanger according to claim 9 produced accordingly.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims contain advantageous and expedient developments of the invention.

Der vorschlagsgemäße Plattenwärmetauscher weist eine Mehrzahl von übereinander gestapelten, profilierten Platten auf, die wirtschaftlich und hinsichtlich der Wärmeübertragungseigenschaften vorzugsweise aus Metall bestehen können, und die speziell geformte Bereiche aufweisen. Die oberste und die unterste dieser Platten werden als Deckplatte und als Bodenplatte bezeichnet. Sämtliche Platten können gleichartig ausgestaltet sein, jedoch können vorzugsweise abweichend von den übrigen Platten ausgestaltete Deck- und Bodenplatten vorgesehen sein, die sich beispielsweise hinsichtlich der Profilierung, der Materialstärke oder der Anzahl von Durchbrechungen von den übrigen Platten unterscheiden.The proposed plate heat exchanger has a plurality of profiled plates stacked one on top of the other, which can be made of metal economically and in terms of heat transfer properties, and which have specially shaped regions. The top and bottom of these plates are called cover plate and bottom plate. All plates can be configured identically, but preferably deviating from the other plates designed cover and bottom plates may be provided which differ, for example, with regard to the profiling, the material thickness or the number of openings from the other plates.

Die oben genannten speziell geformten Bereiche der Bleche können als nach oben und unten gerichtete Rippen oder Sicken ausgeführt sein. Die Platten werden so aufeinander gelegt, dass die um Durchtrittsöffnungen verlaufenden, speziell geformten Bereiche zweier übereinander liegender Platten Strömungskanäle für jeweils eines der zwei eingesetzten Medien begrenzen.The above-mentioned specially shaped areas of the sheets may be in the form of upwardly and downwardly directed ribs or beads be executed. The plates are placed on top of each other in such a way that the specially shaped regions of two superimposed plates running around through openings delimit flow channels for one of the two media used.

Die Konstruktion eines vorschlagsgemäßen Plattenwärmetauschers ähnelt der Konstruktion der vorbeschriebenen geschraubten Plattenwärmetauscher, allerdings ist vorschlagsgemäß vorgesehen, keine festen Verbindungselemente zu verwenden, wie Schrauben, Niete o. dgl. Stattdessen wird in einem Verbindungskanal ein Kunststoffniet verwendet, der nicht als vorgefertigtes Bauteil in fester Form vorliegt, sondern vielmehr in den Verbindungskanal eingespritzt wird.The construction of a proposed plate heat exchanger is similar to the construction of the screwed plate heat exchangers described above, however, it is proposed to use no fixed fasteners, such as screws, rivets o. The like. Instead, a plastic rivet is used in a connecting channel, which is not available as a prefabricated component in a solid form but rather is injected into the connection channel.

Auf diese Weise kann eine Herstellung von Plattenwärmetauschern unterschiedlicher Leistung durch Verwendung unterschiedlicher Anzahlen von Platten und dementsprechend von unterschiedlich großen Plattenwärmetauschern besonders wirtschaftlich durchgeführt werden: Eine Bevorratung unterschiedlich großer Platten oder unterschiedlich großer Verbindungselemente ist vorschlagsgemäß nicht erforderlich. Vielmehr kann innerhalb kürzester Zeit die Herstellung von unterschiedlich großen Plattenwärmetauschern erfolgen, beispielsweise durch eine Fertigung, bei welcher größere und kleinere Plattenwärmetauscher in gemischter Folge hergestellt werden, beispielsweise im Extremfall eine Fertigung, bei welcher keine zwei identischen Plattenwärmetauscher nacheinander hergestellt werden.In this way, a production of plate heat exchangers of different performance by using different numbers of plates and, accordingly, of different sized plate heat exchangers can be carried out particularly economically: a storage of different sized plates or different sized fasteners is not proposed as required. Rather, the production of different sized plate heat exchangers can be done within a very short time, for example by a production in which larger and smaller plate heat exchangers are produced in mixed succession, for example, in an extreme case, a production in which no two identical plate heat exchangers are produced sequentially.

Vorschlagsgemäß ist in den miteinander fluchtenden Durchtrittsöffnungen, die einen Verbindungskanal bilden, die Anordnung von Hülsen vorgesehen. Diese Hülsen können beispielsweise eine Dichtungsfunktion aufweisen, so dass eine lötfreie Konstruktion des Plattenwärmetauschers unterstützt wird. Zudem sind die Hülsen als Distanzhülsen ausgestaltet, bestehen also aus einem vergleichsweise festen, druckstabilen Werkstoff, so dass sie einen bestimmten Abstand benachbarter Platten zueinander bewirken. Auch hierdurch wird eine lötfreie Konstruktion des Plattenwärmetauschers unterstützt: Die einzelnen Platten müssen also nicht umgebogene Randbereiche aufweisen, die nach der Verlötung eine Dichtheit zwischen den beiden benachbarten Platten des Wärmetauschers sicherstellen. Vielmehr können andere, lötfreie Dichtungselemente verwendet werden, und statt die einzelnen Platten des Wärmetauschers unmittelbar aneinander anliegen zu lassen und so die vorgeschriebene Distanz der einzelnen Plattenebenen zueinander sicherzustellen, wird diese Distanz durch die erwähnten Distanzhülsen sichergestellt.According to the proposal, the arrangement of sleeves is provided in the mutually aligned through openings, which form a connecting channel. These sleeves may for example have a sealing function, so that a solderless construction of the plate heat exchanger is supported. In addition, the sleeves are designed as spacers, so consist of a relatively strong, pressure-stable material, so that they cause a certain distance between adjacent plates to each other. This also supports a solderless construction of the plate heat exchanger: the individual plates Thus, they do not have to have bent-over edge regions which, after soldering, ensure a tightness between the two adjacent plates of the heat exchanger. Rather, other, solderless sealing elements can be used, and instead of the individual plates of the heat exchanger abut directly against one another and thus ensure the prescribed distance of the individual plate planes to each other, this distance is ensured by the aforementioned spacers.

Vorteilhaft kann in an sich bekannter Weise vorgesehen sein, dass die Wärmetauscherplatten aus Metall bestehen. Hierdurch wird einerseits eine gute Stabilität des Plattenwärmetauschers und andererseits ein guter Wärmeübergang zwischen benachbarten Medien unterschiedlicher Temperatur ermöglicht.Advantageously, it can be provided in a manner known per se that the heat exchanger plates are made of metal. As a result, on the one hand good stability of the plate heat exchanger and on the other hand a good heat transfer between adjacent media of different temperature is possible.

Vorteilhaft kann in an sich bekannter Weise eine besondere Platte als Deckplatte und / oder eine besondere Platte als Bodenplatte des Plattenwärmetauschers vorgesehen sein. Diese Platten unterscheiden sich von den übrigen Platten im Inneren des Plattenwärmetauschers beispielsweise durch eine besondere Anzahl von Durchtrittsöffnungen oder durch angeformte Elemente, wie beispielsweise eine angeformte Lasche, mittels derer der Plattenwärmetauscher an seinen Einsatzort montiert werden kann.Advantageously, a special plate may be provided as a cover plate and / or a special plate as a bottom plate of the plate heat exchanger in a conventional manner. These plates differ from the other plates in the interior of the plate heat exchanger, for example, by means of a special number of passage openings or by molded-on elements, such as an integrally formed tab, by means of which the plate heat exchanger can be mounted in its place of use.

Weiterhin können sich diese Deck- und / oder Bodenplatten von den übrigen Platten durch ihre Materialstärke unterscheiden: Wenn der Plattenwärmetauscher Medien führt, die unter einem vergleichsweise hohen Druck stehen, so sind die einzelnen Platten innerhalb des Plattenwärmetauschers auf beiden Seiten diesem Druck ausgesetzt, oder zumindest geringfügig unterschiedlichen Drücken, so dass die resultierende Druckbelastung der Platte quer zu ihrer Plattenebene vergleichsweise gering ist oder sogar vollständig entfällt. Die beiden äußeren Platten hingegen sind auf ihrer zum Inneren des Plattenwärmetauschers gerichteten Seite dem Druck ausgesetzt, während sie auf ihrer äußeren Oberseite lediglich durch den Umgebungsdruck belastet sind.Furthermore, these deck and / or floor panels may differ from the remaining panels by their material thickness: If the panel heat exchanger carries media under a relatively high pressure, the individual panels within the panel heat exchanger are exposed to this pressure on both sides, or at least slightly different pressures, so that the resulting pressure load of the plate transverse to its plate plane is comparatively low or even completely eliminated. On the other hand, the two outer plates are exposed to pressure on their side facing the interior of the plate heat exchanger, while on their outer upper side they are only loaded by the ambient pressure.

Daher kann es vorteilhaft sein, die Deck- und Bodenplatten besonders steif und druckstabil auszugestalten, beispielsweise durch eine im Vergleich zu den übrigen Platten größere Materialstärke.Therefore, it may be advantageous to design the deck and floor slabs particularly stiff and pressure-stable, for example, by a greater material thickness compared to the other plates.

Vorteilhaft kann die Abdichtung zwischen den einzelnen Wärmetauscherplatten durch eine Elastomerschicht erfolgen, so dass der Plattenwärmetauscher lötfrei ausgestaltet werden kann.Advantageously, the seal between the individual heat exchanger plates can be carried out by an elastomer layer, so that the plate heat exchanger can be designed solderless.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, die Bleche des Platenwärmetauschers dreidimensional zu verformen, also verformte Bereiche in Art von Erhebungen und / oder Vertiefungen zu schaffen. So können erstens die Bleche gegen die durch den Betriebsdruck entstehenden Kräfte abgestützt werden, indem sie an Kontaktstellen, die durch die verformten Bereiche ermöglicht sind, aneinander anliegen. Zweitens wird auf diese Weise eine vergrößerte Oberfläche der Bleche erzeugt, wodurch die Wärmetauschleistung verbessert wird. Die Wärmetauscherplatten können als Gleichteile ausgestaltet werden, so dass durch entsprechende Ausrichtung und Anordnung der Wärmetauscherplatten die verformten Bereiche zweier benachbarter Wärmetauscherplatten aneinander anliegen und die Kontakstellen schaffen.Advantageously, it may be provided to deform the sheets of the plate heat exchanger three-dimensionally, that is to create deformed areas in the form of elevations and / or depressions. Firstly, the sheets can be supported against the forces resulting from the operating pressure by abutting one another at contact points made possible by the deformed areas. Secondly, an increased surface area of the sheets is produced in this way, whereby the heat exchange performance is improved. The heat exchanger plates can be configured as identical parts, so that by appropriate alignment and arrangement of the heat exchanger plates, the deformed areas of two adjacent heat exchanger plates abut each other and create the Kontakstellen.

Insbesondere können die Verformungen als Sechskant- Wabenstruktur ausgeführt werden: es hat sich herausgestellt, dass diese Struktur sowohl eine optimale geometrische Form zur Aufnahme der Kräfte bietet als auch eine sehr gute Oberflächenform für den Wärmetauschprozess.In particular, the deformations can be carried out as hexagonal honeycomb structure: it has been found that this structure provides both an optimal geometric shape for absorbing the forces and a very good surface shape for the heat exchange process.

Besonders vorteilhaft kann die Anbringung der Kunststoffelemente, beispielsweise der Distanzhülsen und der Elastomerschicht, dadurch erfolgen, dass diese Kunststoffelemente nicht als vorgefertigte Formbauteile vorliegen, sondern ebenso wie der eingangs erwähnte Verbindungsniet aus fliesfähigem Material angespritzt werden. Auf diese Weise kann die Handhabung einer Vielzahl einzelner Bauteile vermieden werden; stattdessen wird vielmehr eine Wärmetauscherplatte in eine Spritzform eingelegt, die die erforderlichen Hohlräume aufweist, so dass anschließend der Kunststoff in diese Hohlräume eingespritzt werden kann und dementsprechend die gewünschten, aus Kunststoff bestehenden Bauteile des Plattenwärmetauschers ausbildet, die zudem im gleichen Arbeitsgang automatisch mit der entsprechenden Platte des Wärmetauschers fest verbunden sind.Particularly advantageously, the attachment of the plastic elements, for example, the spacers and the elastomer layer, take place in that these plastic elements are not present as prefabricated molded components, but as well as the above-mentioned Verbindungsniet be molded from flowable material. In this way, the handling of a plurality of individual components can be avoided; instead a heat exchanger plate is instead inserted into an injection mold, which has the required cavities, so that then the plastic can be injected into these cavities and, accordingly, the desired, made of plastic components of the plate heat exchanger forms, which are also firmly connected in the same operation with the corresponding plate of the heat exchanger.

Zu Gunsten dieser festen Verbindung kann insbesondere vorteilhaft vorgesehen sein, dass in der Einspritzform die Hohlräume beiderseits der Wärmetauscherplatte vorgesehen sind und die Wärmetauscherplatte Durchbrechungen aufweist, so dass beim Einspritzen des Kunststoffs dieser auf beide Seiten der Wärmetauscherplatte gelangt. Auf diese Weise kann ein regelrechter Formschluss erzielt werden, der zuverlässig die angespritzten Kunststoffbereiche an dem Blech hält, also an der betreffenden Wärmetauscherplatte hält.In favor of this fixed connection can be particularly advantageously provided that in the injection mold, the cavities are provided on both sides of the heat exchanger plate and the heat exchanger plate has openings so that upon injection of the plastic passes this on both sides of the heat exchanger plate. In this way, a veritable positive engagement can be achieved, which reliably holds the molded plastic areas on the sheet, that holds on the relevant heat exchanger plate.

Die Dichtungen, die im Bereich der Strömungskanäle die einzelnen Ebenen des Wärmetauschers voneinander trennen sollen, unterliegen wechselnden Druckbeanspruchungen. Sie können von den Fluiden sowohl radial von innen nach außen gedrückt werden, als auch umgekehrt. Es besteht die Gefahr, dass diese Dichtungen sich derart stark verformen, dass sie ihre Dichtungseigenschaften verlieren. Vorteilhaft kann daher vorgesehen sein, die Anhaftung des Kunststoffs am Blech der Wärmetauscherplatte durch besondere Maßnahmen zu verbessern.The seals, which are to separate the individual layers of the heat exchanger in the region of the flow channels, are subject to changing pressure stresses. They can be pressed by the fluids both radially from the inside to the outside, and vice versa. There is a risk that these seals deform so much that they lose their sealing properties. Advantageously, it can therefore be provided to improve the adhesion of the plastic to the plate of the heat exchanger plate by special measures.

Eine zusätzliche Intensivierung beim Anhaften des Kunststoffs am Blech der Wärmetauscherplatte kann dadurch erzielt werden, dass die mit dem Kunststoff in Berührung kommenden Flächen der entsprechenden Platten, also der Deckplatte der bodenplatte bzw. der Wärmetauscherplatten mittels einer Behandlung vorbereitet sind, welche die Anhaftung des Kunststoffs verbessert. Beispielsweise kann eine derartige Behandlung in Form einer Plasmabehandlung erfolgen.An additional intensification in the adhesion of the plastic to the plate of the heat exchanger plate can be achieved that the coming into contact with the plastic surfaces of the corresponding plates, ie the cover plate of the bottom plate or the heat exchanger plates are prepared by means of a treatment which improves the adhesion of the plastic , For example, such a treatment may take the form of a plasma treatment.

Auf besonders einfache Weise kann eine intensivere Anhaftung des Kunststoffs am Blech der Wärmetauscherplatte dadurch erzielt werden, dass die Blechplatte selbst Laschen bildet, die sich in das Material der an das Blech angespritzten Dichtung erstrecken. Diese Laschen können beispielsweise im Zuge des Stanzvorgangs gebildet werden, wenn diejenigen Durchtrittsöffnungen in den Blechplatten geschaffen werden, durch welche sich später die Strömungskanäle verlaufen. Mittels eines anschließenden Biegevorgangs können die zunächst durch die Stanzkontur des Blechs gebildeten und in die Durchgangsöffnung ragenden Laschen über das Blech gebogen werden, so dass ein großer freier Querschnitt der Durchgangsöffnung geschaffen wird.In a particularly simple manner, a more intensive adhesion of the plastic to the sheet of the heat exchanger plate can be achieved in that the sheet metal plate itself forms tabs which extend into the material of the molded-on seal on the sheet metal. These tabs can be formed, for example, in the course of the punching process, if those passages are created in the metal plates through which the flow channels later extend. By means of a subsequent bending operation, the tabs initially formed by the stamping contour of the sheet and projecting into the passage opening can be bent over the sheet, so that a large free cross section of the passage opening is created.

Die aus dem Blech heraus gebogenen Laschen schaffen nicht nur einen mechanischen Verbund mit dem Dichtungswerkstoff sowie eine größere Kontaktfläche zwischen Blech und Dichtungswerkstoff, sondern stützen auch den angespritzten Dichtungswerkststoff ab, und zwar radial in beiden Richtungen als auch in axialer Richtung der Durchgangsöffnung bzw. des sich durch mehrere Durchgangsöffnungen erstreckenden Strömungskanals.The bent out of the plate tabs not only create a mechanical bond with the sealing material and a larger contact surface between the sheet and sealing material, but also support the molded Dichtungswerkststoff from, radially in both directions and in the axial direction of the through hole or the through a plurality of passage openings extending flow channel.

Ein Verbindungsniet oder eine Distanzhülse sind jeweils mechanisch stark belastete Bauteile. Es kann daher vorteilhaft vorgesehen sein, dass diese aus Kunststoff bestehenden Bauteile in ihren mechanischen Eigenschaften dadurch verbessert sind, dass sie Verstärkungsstoffe enthalten. Beispielsweise können Fasern, hier insbesondere Glasfasern oder Carbonfasern, als Verstärkungsstoffe Verwendung finden, da diese einen hohen Verstärkungsgrad ermöglichen, wobei Glasfasern vergleichsweise preisgünstig sind.A Verbindungsniet or a spacer sleeve are each mechanically heavily loaded components. It can therefore be advantageously provided that these components made of plastic are improved in their mechanical properties that they contain reinforcing materials. For example, fibers, in particular glass fibers or carbon fibers, can be used as reinforcing materials, since these allow a high degree of reinforcement, with glass fibers being comparatively inexpensive.

Je nach Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein, eine möglichst hohe Integrationsdichte von Funktionen bei den verwendeten Bauteilen zu bewirken. Beispielsweise bei der Anwendung im Automobilbau, wo innerhalb der Motorräume eines Kraftfahrzeugs stark beengte Einbauverhältnisse herrschen können, kann es vorteilhaft sein, dass der zur Verfügung stehende Bauraum optimal ausgenutzt wird. Dies kann beispielsweise vorteilhaft dadurch unterstützt werden, dass der Plattenwärmetauscher zusätzliche Funktionselemente aufweist, die an sich nicht dem Plattenwärmetauscher selbst dienlich sind, beispielsweise seiner Montage am Einsatzort dienen bzw. der Wärmeübertragung zwischen den beiden Wärmeträger-Medien dienen.Depending on the application, it may be advantageous to effect the highest possible integration density of functions in the components used. For example, in the application in the automotive industry, where within the engine compartment of a motor vehicle can be tightly cramped installation conditions, It may be advantageous that the available space is optimally utilized. This can be advantageously supported, for example, by the fact that the plate heat exchanger has additional functional elements which are not themselves useful for the plate heat exchanger itself, for example, its installation on site or serve the heat transfer between the two heat transfer media.

Ein derartiges Funktionselement kann beispielsweise als Lasche oder Hülse ausgestaltet sein, um beispielsweise im Motorraum des Kraftfahrzeugs verlegte Kabel, Schlauchleitungen o. dgl. zu halten, beispielsweise können dabei auch solche Schlauchleitungen gehalten werden, die zu den Ein- und Auslassöffnungen des Plattenwärmetauschers selbst führen.Such a functional element may for example be designed as a tab or sleeve to hold, for example, in the engine compartment of the motor vehicle cables, hose lines o. The like., For example, can also be kept such hose lines leading to the inlet and outlet openings of the plate heat exchanger itself.

Der vorschlagsgemäße Plattenwärmetauscher kann vorteilhaft in einem Arbeitsablauf hergestellt werden, der die Handhabung möglichst wenig einzelner Bauteile vorsieht. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zunächst in an sich bekannter Weise die mehreren Wärmetauscherplatten übereinander angeordnet werden, so dass die miteinander fluchtenden Durchtrittsöffnungen einerseits die Strömungskanäle und andererseits die Verbindungskanäle schaffen. Die Wärmetauscherplatten sind dabei mit elastischem Dichtungsmaterial versehen, welches an die betreffenden Wärmetauscherplatten angespritzt worden ist. Zudem sind die Wärmetauscherplatten mit Distanzhülsen versehen, die vorzugsweise ebenfalls an die betreffenden Wärmetauscherplatten angespritzt sein können, so dass außer den verwendeten Blechplatten nahezu ausschließlich flüssige Materialien verarbeitet werden und auf diese Weise die Handhabung einer Vielzahl von Einzelteilen vermieden wird, was die Herstellung des Plattenwärmetauschers stark vereinfacht.The proposed plate heat exchanger can be advantageously prepared in a workflow that provides the handling of as few individual components. For example, it may be provided that initially the plurality of heat exchanger plates are arranged one above the other in a manner known per se so that the mutually aligned through openings create on the one hand the flow channels and on the other hand the connection channels. The heat exchanger plates are provided with elastic sealing material, which has been injected onto the relevant heat exchanger plates. In addition, the heat exchanger plates are provided with spacers, which may preferably also be molded onto the respective heat exchanger plates, so that almost exclusively liquid materials are processed except the metal plates used and in this way the handling of a variety of items is avoided, which the production of the plate heat exchanger strong simplified.

Die vorschlagsgemäße Herstellungsweise des Plattenwärmetauschers und ihre einzelnen, in den Patentansprüchen erläuterten Verfahrensschritte werden anhand eines Ausführungsbeispiels noch genauer erläutert.The proposed production method of the plate heat exchanger and its individual, explained in the claims method steps will be explained in more detail with reference to an embodiment.

Die Kunststoff-Anspritzung insbesondere der mechanisch belastbareren Bauteile wie Verbindungselemente oder Distanzhülsen kann vorteilhaft so ausgeführt werden, dass Zuleitungs- und Ableitungselemente oder die weiter oben erwähnten zusätzlichen Funktionselemente direkt mitgespritzt werden, also nicht als separate Bauteile ausgestaltet sind, sondern durch den angespritzten Kunststoff der Distanzhülsen oder der Verbindungselemente gebildet werden. Dadurch wird der Herstellungsaufwand deutlich reduziert und der Plattenwärmetauscher besonders wirtschaftlich herstellbar. Die Position und Geometrie der Zuleitungs- und Ableitungselemente kann dadurch besonders variabel gewählt werden, so dass der Plattenwärmetauscher optimal an die jeweilige Einbausituation angepasst werden kann.The plastic gating in particular the mechanically stronger components such as fasteners or spacers can be advantageously carried out so that supply and discharge elements or the additional functional elements mentioned above are injected directly, so are not designed as separate components, but by the molded plastic of the spacers or the connecting elements are formed. As a result, the production cost is significantly reduced and the plate heat exchanger particularly economical to produce. The position and geometry of the supply and discharge elements can be chosen particularly variable, so that the plate heat exchanger can be optimally adapted to the respective installation situation.

Für den Aufbau einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Plattenwärmetauschers ist vorgesehen, dass zwei unterschiedliche Typen von Wärmetauscherplatten abwechselnd verbaut werden. Dabei wird ein erster Typ von Wärmetauscherplatten mit Kunststoffelementen versehen, die an einer Blechplatte vorgesehen sind, wobei besonders vorteilhaft der Kunststoff an die Blechplatte angespritzt werden kann. Ein zweiter Typ von Wärmetauscherplatten besteht aus einer einfachen Blechplatte, ohne derartige Kunststoffelemente. Auf diese Weise kann die Hälfte der verwendeten Wärmetauscherplatten als einfache Blechstanzteile hergestellt werden, und es muss nur die Hälfte der verwendeten Wärmetauscherplatten in zusätzlichen Fertigungsschritten mit den Kunststoffelementen versehen werden.For the construction of a particularly advantageous embodiment of the plate heat exchanger is provided that two different types of heat exchanger plates are installed alternately. In this case, a first type of heat exchanger plates is provided with plastic elements, which are provided on a metal plate, wherein particularly advantageously the plastic can be molded onto the metal plate. A second type of heat exchanger plates consists of a simple sheet metal plate, without such plastic elements. In this way, half of the heat exchanger plates used can be made as a simple stamped sheet metal parts, and it must be provided in additional manufacturing steps with the plastic elements only half of the heat exchanger plates used.

Andere Varianten beim Aufbau eines Plattenwärmetauschers sind jedoch ebenfalls möglich, wobei es fertigungstechnisch vorteilhaft sein kann, ausschließlich ein und denselben Typ von Wärmetauscherplatten herzustellen, handzuhaben und zu montieren, mit Ausnahme eventuell vorgesehener Deck-und Bodenplatten:However, other variants in the construction of a plate heat exchanger are also possible, and it may be advantageous from a production point of view to manufacture, handle and assemble only one and the same type of heat exchanger plates, with the exception of possibly provided cover and bottom plates:

In diesen Fällen sind sämtliche Wärmetauscherplatten jeweils mit Kunststoffelementen versehen. Beispielsweise kann das Blech der Wärmetauscherplatte sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite mit dem Kunststoff versehen sein, um Distanzhülsen und Dichtungen auszubilden. Der gewünschte Abstand der Bleche zweier benachbarter Wärmetauscherplatten wird durch eine entsprechende Wahl der Schichtdicke erreicht, welche die Distanzhülsen und die Dichtungen oberhalb und unterhalb der Wärmetauscherplatte aufweisen. Beispielsweise kann die halbe Schichtdicke im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel verwendet werden, bei welchem nur jede zweite Wärmetauscherplatte Kunststoffelemente aufweist.In these cases, all heat exchanger plates are each provided with plastic elements. For example, the plate of the heat exchanger plate both on the top than Also be provided on the bottom with the plastic to form spacers and seals. The desired distance of the sheets of two adjacent heat exchanger plates is achieved by an appropriate choice of the layer thickness, which have the spacers and the seals above and below the heat exchanger plate. For example, half the layer thickness can be used in comparison to the embodiment in which only every second heat exchanger plate has plastic elements.

Eine weitere Variante kann darin bestehen, auf dem Blech der Wärmetauscherplatte nur einseitig Kunststoff zur Bildung von Distanzhülsen und Dichtungen anzuspritzen, und auch in diesem Fall - mit Ausnahme eventuell vorgesehener Deck-und Bodenplatten - ausschließlich gleichartige Wärmetauscherplatten zu verwenden.A further variant may be to spray on the plate of the heat exchanger plate only on one side plastic for the formation of spacers and seals, and also in this case - with the exception of any proposed deck and floor panels - to use only similar heat exchanger plates.

Wenn auf beiden Seiten des Blechs Kunststoffelemente vorgesehen sind, kann die Anbringung des Kunststoffs dadurch erfolgen, dass der Kunststoff durch Durchtrittsöffnungen auf die andere Seite des Blechs fließt, so dass der Kunststoff nur von einer Seite des Blechs zugeführt werden muss und die KunststoffSpritzform dementsprechend einfach und preisgünstig ausgestaltet werden kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass von zwei Seiten Kunststoff an das Blech der Wärmetauscherplatte angespritzt wird, so das weniger oder kleinere Durchtrittsöffnungen vorgesehen werden können, was beispielsweise die Stabilität des Blechs bei gleicher Materialstärke Verbessern kann.If plastic elements are provided on both sides of the sheet, the attachment of the plastic can be effected in that the plastic flows through openings on the other side of the sheet, so that the plastic must be supplied only from one side of the sheet and the KunststoffSpritzform accordingly simple and can be designed inexpensively. Alternatively it can be provided that plastic is injected from two sides of the sheet of the heat exchanger plate, so that fewer or smaller openings can be provided, which can improve the stability of the sheet with the same material thickness, for example.

Vorteilhaft kann der Wasserstrom innerhalb einer Ebene des Wärmetauschers umgelenkt werden, so dass sich ein deutlich längerer Weg ergibt, den das Wärme übertragende Medium zwischen den Tauschebenen zurücklegen muss. Die so genannte thermische Länge und damit der Wirkungsgrad des Wärmetauschers kann auf diese Weise verbessert werden, so dass bei gleicher Tauschleistung ein Wärmetauscher mit vergleichsweise kleineren baulichen Abmessungen und entsprechend geringerem Materialaufwand und geringerem Gewicht erzielbar ist.Advantageously, the water flow can be deflected within a plane of the heat exchanger, so that there is a much longer path, the heat transfer medium must cover between the exchange levels. The so-called thermal length and thus the efficiency of the heat exchanger can be improved in this way, so that the same exchange performance, a heat exchanger with comparatively smaller physical dimensions and correspondingly lower material costs and lower weight can be achieved.

Die Umlenkung kann auf einfache Weise dadurch bewirkt werden, dass eine Wärmetauscherplatte nicht nur am Rand eine umlaufende Dichtung aufweist, sondern auch mitten auf ihrer Fläche eine oder mehrere Dichtungsrippen aufweist, die einen Strömungskurzschluss zwischen einer Einlass- und der Auslassöffnung dieser Wärmetauscherplatte verhindern und die Strömung vielmehr in einem Bogen im wesentlichen U-förmig führen, oder in mehreren Bögen im wesentlichen S-förmig bzw. mäanderförmig führen. Die Dichtungsrippe erstreckt sich beispielsweise vom Rand aus, also von der umlaufenden Dichtung aus, an welche sie dicht anschließt, und sie endet im Abstand vor der gegenüberliegenden Abschnitt der umlaufenden Dichtung, so dass hier zwischen dem freien Ende der Dichtungsrippe und der umlaufenden Dichtung ein Durchlass für das Medium verbleibt. Die Wahl der Umlenkung kann in Anpassung an die gewünschte Wärmetauscherleistung, den zur Verfügung stehenden Einbauraum und den zulässigen Strömungswiderstand des Wärmetauschers getroffen werden. Je nach Verlauf der Umlenkung ist eine entsprechend angepasste Positionierung der die Strömungskanäle schaffenden Durchtrittsöffnungen vorgesehen, so dass diese Durchtrittsöffnungen beispielsweise nahe benachbart, oder diagonal gegenüberliegend, oder an den beiden Enden einer Seite der Wärmetauscherplatte angeordnet sein können.The deflection can be effected in a simple manner in that a heat exchanger plate not only has a peripheral seal at the edge, but also in the middle of its surface has one or more sealing ribs, which prevent a flow short circuit between an inlet and the outlet opening of this heat exchanger plate and the flow Rather, in an arc substantially U-shaped lead, or lead in several sheets substantially S-shaped or meandering. The sealing rib extends, for example, from the edge, that is from the peripheral seal, to which it connects tightly, and it ends at a distance in front of the opposite portion of the peripheral seal, so that here between the free end of the sealing rib and the circumferential seal a passage remains for the medium. The choice of the deflection can be made in adaptation to the desired heat exchanger capacity, the available installation space and the permissible flow resistance of the heat exchanger. Depending on the course of the deflection, a correspondingly adapted positioning of the passageways creating the flow channels is provided so that these passage openings can be arranged, for example, closely adjacent, or diagonally opposite, or at the two ends of one side of the heat exchanger plate.

Ausführungsbeispielembodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1
einen Plattenwärmetauscher in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2
eine Platte, welche frei von angespritzten Distanzhülsen und Dichtungen bleiben soll,
Fig. 3
eine Platte, an welche Distanzhülsen und Dichtungen angespritzt werden sollen,
Fig. 4
eine Platte mit angespritzten Distanzhülsen,
Fig. 5
eine Platte mit angespritzten Distanzhülsen und an-gespritzten Dichtungen,
Fig. 6
einen vertikal geschnittenen Plattenwärmetauscher in isometrischer Ansicht,
Fig. 7
eine Ansicht auf die Schnittfläche von Fig. 6 in dem-gegenüber größerem Maßstab,
Fig. 8
einen Ausschnitt einer Wärmetauscherplatte im Be-reich einer Durchtrittsöffnung, in perspektivischer An-sicht,
Fig. 9
den in Fig. 8 perspektivisch dargestellten Bereich in Draufsicht, und mit einer an die Wärmetauscherplatte angespritzten Dichtung,
Fig. 10
einen Querschnitt durch den Bereich von Fig. 9,
Fig. 11
einen Querschnitt durch zwei mit einer Erhöhung bzw. Vertiefung versehenen Wärmetauscherplatten im Be-reich einer Kontaktstelle,
Fig. 12
einen Ausschnitt einer mit einer Erhöhung versehe-nen Wärmetauscherplatte in perspektivischer Ansicht,
Fig. 13
eine Draufsicht auf den Bereich von Fig. 12, und
Fig. 14
eine Draufsicht auf eine mit einer Dichtungsrippe ver-sehene, die Strömung umlenkende Wärmetauscher-platte.
An embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to the purely schematic representations. Showing:
Fig. 1
a plate heat exchanger in perspective view,
Fig. 2
a plate, which should remain free of injection-molded spacers and seals,
Fig. 3
a plate to which spacers and gaskets are to be molded
Fig. 4
a plate with molded spacers,
Fig. 5
a plate with molded spacers and molded seals,
Fig. 6
a vertically cut plate heat exchanger in isometric view,
Fig. 7
a view of the cut surface of Fig. 6 in the opposite, larger scale,
Fig. 8
a detail of a heat exchanger plate in the area of a passage opening, in perspective view,
Fig. 9
the in Fig. 8 perspective area shown in plan view, and with a molded-on to the heat exchanger plate seal,
Fig. 10
a cross section through the range of Fig. 9 .
Fig. 11
a cross section through two provided with a recess or recess heat exchanger plates in the region of a contact point,
Fig. 12
a detail of a versehe-NEN heat exchanger plate in perspective view,
Fig. 13
a top view of the area of Fig. 12 , and
Fig. 14
a plan view of a provided with a sealing rib, the flow deflecting heat exchanger plate.

In Fig. 1 ist mit 1 insgesamt ein Plattenwärmetauscher dargestellt, der aus einer Vielzahl einzelner Wärmetauscherplatten 2 besteht, die vereinfachend auch als Platten oder Bleche bezeichnet werden. Die beiden äußeren Platten können - beispielsweise aus Stabilitätsgründen - von den übrigen Platten abweichend ausgestaltet sein. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann daher vorgesehen sein, dass der Plattenwärmetauscher 1 beispielsweise eine Deckplatte 3 sowie eine Bodenplatte aufweist, die jeweils eine größere Materialstärke aufweisen als die übrigen, innen liegenden Wärmetauscherplatten 2.In Fig. 1 1 is a total of a plate heat exchanger shown, which consists of a plurality of individual heat exchanger plates 2, which are referred to simplifying as plates or sheets. The two outer plates can - for stability reasons, for example - be designed differently from the other plates. Notwithstanding the illustrated embodiment may therefore be provided that the plate heat exchanger 1, for example, a cover plate 3 and a bottom plate, each having a greater material thickness than the other, inner heat exchanger plates. 2

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die einzelnen Platten in den vorliegenden Zeichnungen jeweils glattflächig dargestellt. Tatsächlich jedoch können die Wärmetauscherplatten 2 sowie die Deck- und Bodenplatten vorteilhaft mit Profilierungen versehen sein, beispielsweise um zwischen benachbarten Platten Strömungswege für die Wärme übertragenden Medien zu schaffen, welche eine optimale Wärmeübertragung unterstützen, oder wobei die Profilierungen zur mechanischen Stabilisierung der einzelnen Platten dienen.For reasons of clarity, the individual plates are each shown in the present drawings with a smooth surface. In fact, however, the heat exchanger plates 2 and the top and bottom plates can advantageously be provided with profilings, for example to create flow paths between the adjacent plates for the heat transferring media, which support optimum heat transfer, or where the profiling serves to mechanically stabilize the individual plates.

In der Deckplatte 3 sind Ein- und Auslassöffnungen vorgesehen, und es ist ersichtlich, dass die darunter befindlichen Wärmetauscherplatten 2 damit fluchtende Öffnungen aufweisen, so dass insgesamt Strömungskanäle 4 geschaffen werden, durch welche die beiden unterschiedlichen Medien in den Plattenwärmetauscher 1 einströmen und wieder herausströmen können.In the cover plate 3 inlet and outlet openings are provided, and it can be seen that the underlying heat exchanger plates 2 having aligned openings so that a total flow channels 4 are created through which the two different media flow into the plate heat exchanger 1 and can flow out again ,

Weiterhin sind die Platten des Wärmetauschers 1 durch mehrere Verbindungselemente 5 miteinander verbunden, wobei auf der Oberseite der Deckplatte 3 jeweils die Köpfe der Verbindungselemente 5 ersichtlich sind.Furthermore, the plates of the heat exchanger 1 are interconnected by a plurality of connecting elements 5, wherein on the upper side of the cover plate 3 each of the heads of the connecting elements 5 are visible.

Der Aufbau und die Herstellung des Plattenwärmetauschers 1 wird nun näher erläutert. Bereits aus Fig. 1 ist anhand der Ausgestaltung des Randes des Plattenwärmetauschers 1 ersichtlich, dass abwechselnd Platten unterschiedlicher Außenabmessungen verbaut werden.The structure and manufacture of the plate heat exchanger 1 will now be explained in more detail. Already off Fig. 1 is apparent from the design of the edge of the plate heat exchanger 1 that alternately plates of different external dimensions are installed.

Fig. 2 zeigt einen ersten Plattentyp, nämlich eine Wärmetauscherplatte 2, welche über eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 6 verfügt. Während für alle Durchtrittsöffnungen jeweils das Bezugszeichen 6 kennzeichnend ist, werden unterschiedliche Gruppen von Durchtrittsöffnungen 6 unterschieden: Die größeren Durchtrittsöffnungen 6s dienen zur Bildung der Strömungskanäle 4, stellen also Strömungsöffnungen dar, so dass sie mit dem Buchstaben "s" gekennzeichnet sind. Die kleineren Durchtrittsöffnungen 6v sind dazu vorgesehen, dass sich beim fertigen Plattenstapel die Verbindungselemente 5 durch diese Durchtrittsöffnungen 6 erstrecken und stellen also Verbindungsöffnungen dar, so dass sie mit dem Buchstaben "v" gekennzeichnet sind. Fig. 2 shows a first plate type, namely a heat exchanger plate 2, which has a plurality of passage openings 6. While the reference numeral 6 in each case is characteristic of all passage openings, different groups of passage openings 6 are distinguished: The larger passage openings 6s serve to form the flow channels 4, ie represent flow openings, so that they are identified by the letter "s". The smaller passage openings 6v are provided so that in the finished stack of plates, the connecting elements 5 extend through these passage openings 6 and thus provide connection openings so that they are marked with the letter "v".

Fig. 3 zeigt den zweiten Plattentyp, nämlich eine Wärmetauscherplatte 2, welche die gleichen Durchtrittsöffnungen 6s und 6v aufweist wie die andere Wärmetauscherplatte 2 gemäß Fig. 2, und zwar an den gleichen Stellen, so dass übereinanderliegende Platten dieser beiden Plattentypen miteinander fluchtende Durchtrittsöffnungen 6 aufweisen. Zusätzlich weist die in Fig. 3 dargestellte Wärmetauscherplatte 2 besonders kleine Durchtrittsöffnungen 6h auf, die jeweils den mittelgroßen Durchtrittsöffnungen 6v benachbart sind, und die als Halteöffnungen bezeichnet werden können, so dass sie mit dem Buchstaben "h" gekennzeichnet sind, und deren Zweck später näher erläutert wird. Fig. 3 shows the second plate type, namely a heat exchanger plate 2, which has the same passage openings 6s and 6v as the other heat exchanger plate 2 according to Fig. 2 , And in the same places, so that superimposed plates of these two plate types have aligned through openings 6. In addition, the in Fig. 3 represented heat exchanger plate 2 particularly small passage openings 6h, which are respectively adjacent to the medium-sized passage openings 6v, and which may be referred to as holding openings, so that they are marked with the letter "h", and whose purpose will be explained later.

Der in Fig. 3 dargestellte Typ von Wärmetauscherplatten 2 wird mit Kunststoffelementen versehen, wie nachfolgend näher erläutert wird: Fig. 4 zeigt diesen Plattentyp der Fig. 3, wobei die dargestellte Wärmetauscherplatte 2 mit einer Vielzahl von Distanzhülsen 7 versehen ist. Diese Distanzhülsen 7 können grundsätzlich als vorgefertigte Bauteile in die entsprechenden Durchtrittsöffnungen 6v eingesetzt werden. Vorzugsweise werden die Distanzhülsen 7 allerdings aus flüssigem Kunststoff an die Wärmetauscherplatte 2 angespritzt.The in Fig. 3 shown type of heat exchanger plates 2 is provided with plastic elements, as will be explained in more detail below: Fig. 4 shows this plate type the Fig. 3 , wherein the illustrated heat exchanger plate 2 is provided with a plurality of spacers 7. These spacers 7 can be used in principle as prefabricated components in the corresponding openings 6v. Preferably, however, the spacer sleeves 7 are molded from liquid plastic to the heat exchanger plate 2.

Hierzu wird die Wärmetauscherplatte 2 in eine Spritzgießform eingelegt, welche beiderseits der Wärmetauscherplatte 2 Kavitäten aufweist, also Hohlräume, in welche flüssiger Kunststoff eingespritzt werden kann. Ein Kern in der Kavität trägt dafür Sorge, dass die Durchtrittsöffnungen 6v nicht vollständig mit Kunststoff ausgefüllt werden, sondern dass vielmehr der zentrale Hohlraum, den jede Distanzhülse 7 aufweist, geschaffen wird. Die Distanzhülsen 7 erstrecken sich dann auf beiden Oberflächen der Wärmetauscherplatte 2 als ringförmige Wulst, um die entsprechende Durchtrittsöffnung 6v herum und zudem ein wenig radial in die Durchtrittsöffnung 6v hinein, so dass die beiden vorbeschriebenen ringförmigen Wülste durch Kunststoff miteinander verbunden sind und sich zudem der freie Durchmesser der Durchtrittsöffnung 6v durch die nun angeformte Distanzhülse 7 verringert hat.For this purpose, the heat exchanger plate 2 is inserted into an injection mold, which has on both sides of the heat exchanger plate 2 cavities, ie cavities, in which liquid plastic can be injected. A core in the cavity ensures that the passage openings 6v are not completely filled with plastic, but rather that the central cavity, which each spacer sleeve 7 has, is created. The spacers 7 then extend on both surfaces of the heat exchanger plate 2 as an annular bead around the corresponding passage opening 6v around and also a little radially into the passage opening 6v in, so that the two above-described annular beads by plastic with each other are connected and also the free diameter of the passage opening 6v has been reduced by the now molded spacer sleeve 7.

Fig. 5 zeigt dann die Wärmetauscherplatte 2 nach dem nächsten Fertigungsschritt: Die zuvor mit den Distanzhülsen 7 versehene Wärmetauscherplatte 2 wird in eine nächste Spritzgießform eingelegt, bei welcher andere Kavitäten vorgesehen sind, die nun mit einem anderen Kunststoff befüllt werden. Während die Distanzhülsen 7 benachbarte Platten in einem vorgegebenen Abstand zueinander halten sollen und daher druckstabil und dementsprechend vergleichsweise hart ausgeführt sind, wird der nun einzuspritzende Kunststoff jeweils eine Dichtung 8 bilden. Es kann sich daher bei diesem Kunststoff vorteilhaft um ein Elastomer handeln. Hinsichtlich der Schichtdicke ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Dichtung 8 auf der Oberseite der Wärmetauscherplatte 2 über die Distanzhülsen 7 nach oben übersteht und auf der Unterseite über die Distanzhülsen 7 hinaus nach unten ragt, so dass beim Verpressen zweier benachbarter Wärmetauscherplatten 2 eine Kompression der elastomeren Dichtungen 8 sichergestellt ist und somit eine gute Dichtungswirkung, wenn die Distanzhülsen 7 "auf Block gehen", also den nächst benachbarten Bauteilen unter Druck anliegen. Fig. 5 then shows the heat exchanger plate 2 after the next manufacturing step: The previously provided with the spacers 7 heat exchanger plate 2 is inserted into a next injection mold, in which other cavities are provided, which are now filled with a different plastic. While the spacers 7 are to hold adjacent plates at a predetermined distance from one another and are therefore designed to be pressure-stable and therefore comparatively hard, the plastic to be injected in each case will form a seal 8. It may therefore be advantageous in this plastic to an elastomer. With regard to the layer thickness is preferably provided that the seal 8 on the top of the heat exchanger plate 2 projects beyond the spacers 7 upwards and projects beyond the spacers 7 down on the bottom, so that when pressing two adjacent heat exchanger plates 2, a compression of the elastomeric seals 8 is ensured and thus a good sealing effect when the spacers 7 "go to block", ie the next adjacent components under pressure.

Die in Fig. 5 außen umlaufend dargestellte, große Dichtung 8 ermöglicht eine diagonale Durchströmung des Plattenwärmetauschers, indem von zwei der großen Durchtrittsöffnungen 6s eine Strömungsverbindung zur Mitte der Wärmetauscherplatte 2 freigelassen wird, während für das andere Wärmetauschermedium die zugehörigen Durchtrittsöffnungen 6s von der Dichtung 8 umgeben sind, also von dem mittleren Strömungsbereich der Wärmetauscherplatte 2 getrennt sind. Auf der Unterseite derselben Wärmetauscherplatte 2 sind die Verhältnisse genau vertauscht: dort verläuft diese große Dichtung 8 anders und lässt eine Strömung zur Plattenmitte von den Durchtrittsöffnungen 6s zu, die auf der Oberseite der Platte zur Plattenmitte hin abgedichtet sind. Somit wird die an sich bekannte, "etagenweise abwechselnde" Durchströmung des Plattenwärmetauschers 1 mit den beiden Medien ermöglicht.In the Fig. 5 shown outside circumferentially, large seal 8 allows a diagonal flow through the plate heat exchanger by two of the large passage openings 6s a flow connection to the center of the heat exchanger plate 2 is released, while for the other heat exchanger medium, the associated passage openings 6s are surrounded by the seal 8, ie of the middle flow region of the heat exchanger plate 2 are separated. On the underside of the same heat exchanger plate 2, the conditions are exactly reversed: there, this large seal 8 runs differently and allows a flow to the plate center of the passage openings 6s, which are sealed on the top of the plate to the center of the plate. Thus, the known per se, "floor-by-floor alternating" Flow through the plate heat exchanger 1 with the two media allows.

Auch um die mittelgroßen Durchtrittsöffnungen 6v, die entlang der Mittelachse der Wärmetauscherplatte 2 angeordnet und zur Aufnahme von Verbindungselementen vorgesehen sind, verlaufen Dichtungen 8.Also around the medium-sized passage openings 6v, which are arranged along the central axis of the heat exchanger plate 2 and provided for receiving connecting elements, extending seals. 8

Wie aus dem Vergleich mit der Fig. 4 deutlich wird, decken die Dichtungen 8 die besonders kleinen Durchtrittsöffnungen 6h ab. Beim Einspritzen des Dichtungsmaterials in die Kavität der Spritzgießform fließt dieses Dichtungsmaterial nämlich durch die Durchtrittsöffnungen 6h auf die andere Seite der Wärmetauscherplatte 2. So wird ein regelrechter Formschluss zwischen dem Blech der Wärmetauscherplatte 2 und dem Material der Dichtung 8 geschaffen. Die Durchtrittsöffnungen 6h werden auch als Halteöffnungen bezeichnet, da sie auch ohne eine spezielle Oberflächenbehandlung des Blechs, welche beispielsweise das Anhaften des Dichtung-Kunststoffes verbessern würde, einen guten Halt der Dichtung 8 an dem Blech bewirken. Die Lage der jeweiligen Dichtung 8 wird somit zuverlässig mit einfachen Mitteln fixiert.As from the comparison with the Fig. 4 becomes clear, the seals 8 cover the particularly small openings 6h. When injecting the sealing material into the cavity of the injection mold, this sealing material flows namely through the passage openings 6h on the other side of the heat exchanger plate 2. Thus, a proper form fit between the sheet of the heat exchanger plate 2 and the material of the seal 8 is created. The passage openings 6h are also referred to as holding openings, since they effect a good grip of the seal 8 on the sheet even without a special surface treatment of the sheet, which would improve, for example, the adhesion of the sealing plastic. The position of the respective seal 8 is thus reliably fixed by simple means.

Fig. 6 zeigt in einer Ansicht ähnlich derjenigen der Fig. 1 den zusammengebauten Wärmetauscher 1 in einem aufgeschnittenen Zustand. Es ist ersichtlich, dass eine Vielzahl von Wärmetauscherplatten 2 übereinander im Stapel angeordnet ist und durch Verbindungselemente 5 miteinander verbunden ist, wobei die Verbindungselemente 5 jeweils als Kunststoff-Niet ausgestaltet sind und an den beiden äußeren Platten des Plattenwärmetauschers 1 jeweils einen Kopf ausbilden, der einen zuverlässigen Formschluss zwischen dem Verbindungselement 5 und dem Plattenstapel bewirkt. Fig. 6 shows in a view similar to that of Fig. 1 the assembled heat exchanger 1 in a cut state. It can be seen that a plurality of heat exchanger plates 2 is arranged one above the other in the stack and is connected to each other by connecting elements 5, wherein the connecting elements 5 are each configured as a plastic rivet and each form a head on the two outer plates of the plate heat exchanger 1, the one reliable positive connection between the connecting element 5 and the plate stack causes.

Der Plattenstapel wird abwechselnd durch die mit Kunststoffelementen versehenen Wärmetauscherplatten 2 gemäß Fig. 5 und durch die Wärmetauscherplatten 2 gemäß Fig. 2 gebildet, die frei von Kunststoffelementen sind.The plate stack is alternately through the provided with plastic elements heat exchanger plates 2 according to Fig. 5 and through the heat exchanger plates 2 according to Fig. 2 formed, which are free of plastic elements.

Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, zugunsten einer vorteilhaft einfachen und vereinheitlichten Fertigung und zugunsten einer Reduzierung der Anzahl unterschiedlich ausgestalteter Bauteile sämtliche Wärmetauscherplatten 2 jeweils mit Dichtungen 8 und Distanzhülsen 7 auszugestalten, wobei in einem solchen Fall die Schichtdicke der einzelnen Kunststoffelemente im Vergleich zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel reduziert werden kann.Notwithstanding this embodiment, it may be provided in favor of an advantageously simple and unified manufacture and in favor of reducing the number of differently ausgestalteter components all heat exchanger plates 2 each with seals 8 and spacers 7 to design, in which case the layer thickness of the individual plastic elements in comparison to the illustrated embodiment can be reduced.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorteilhaft, dass sich demgegenüber eine Reduzierung der Grenzflächen ergibt, da weniger Dichtungen und Distanzhülsen verwendet werden als wenn jede Wärmetauscherplatte 2 über derartige Dichtungen und Distanzhülsen verfügen würde. Aufgrund dieser Reduzierung der Grenzflächen bietet der dargestellte Plattenwärmetauschers 1 eine höhere Sicherheit gegen Leckagen.In the illustrated embodiment is advantageous that in contrast results in a reduction of the interfaces, since fewer seals and spacers are used as if each heat exchanger plate 2 would have such seals and spacers. Due to this reduction of the interfaces, the illustrated plate heat exchanger 1 offers a higher security against leaks.

Fig. 7 zeigt den Aufbau des Plattenstapels genauer und in gegenüber Fig. 6 größerem Maßstab: Die Verbindungselemente 5 sind durch eine Schraffur mit größerer Strichstärke besonders deutlich hervorgehoben. Dahinter liegend, teilweise verdeckt, ist ein oberer umlaufender Kragen 9 einer großen Durchtrittsöffnung 6s eines Strömungskanals ersichtlich. Bei den anderen Verbindungselementen 5 ist im oberen Bereich hinter den Köpfen der geschnitten dargestellten Verbindungselemente 5 ein Kopf eines Verbindungselementes 5 erkennbar, welches zu dem geschnitten dargestellten Verbindungselement 5 versetzt angeordnet ist. Fig. 7 shows the structure of the plate stack more accurate and in opposite Fig. 6 larger scale: The connecting elements 5 are highlighted by a hatching with greater line width particularly clearly. Behind lying, partially hidden, an upper circumferential collar 9 of a large passage opening 6s of a flow channel can be seen. In the case of the other connecting elements 5, a head of a connecting element 5 can be seen in the upper region behind the heads of the connecting elements 5 shown cut, which is arranged offset to the connecting element 5 shown cut.

Die Verbindungselemente 5 füllen jeweils, da sie aus flüssigem Kunststoff gespritzt worden sind, einen Verbindungskanal aus, der durch übereinander angeordnete Distanzhülsen 7 gebildet wird. Da die Distanzhülsen an ihren beiden Stirnenden innen umlaufende schräge Fasen aufweisen, ergeben sich an den Verbindungselementen 5 jeweils mehrere umlaufende Rippen.The connecting elements 5 fill each, since they have been injected from liquid plastic, a connecting channel, which is formed by stacked spacers 7. Since the spacer sleeves have at their two ends inside circumferential oblique chamfers, resulting in each of the connecting elements 5 a plurality of circumferential ribs.

Jede Distanzhülse 7 umgibt im Querschnitt etwa C-förmig die jeweilige Wärmetauscherplatte 2 am Rand einer Durchtrittsöffnung 6v.Each spacer sleeve 7 surrounds in cross-section approximately C-shaped, the respective heat exchanger plate 2 at the edge of a passage opening 6v.

Um die Distanzhülsen 7 herum verläuft das Material der Dichtung 8. Rechts oben ist in Fig. 7 angedeutet, dass sich das Material der Dichtungen 8 durch Durchtrittsöffnungen 6h hindurch auf beide Seiten der betreffenden Wärmetauscherplatte 2 erstreckt. Die Durchtrittsöffnungen 6h bewirken also einen Formschluss zwischen dem Material einer Dichtung 8 und dem Blech der jeweiligen Wärmetauscherplatte 2.Around the spacers 7 around the material of the seal runs 8. Right above is in Fig. 7 indicated that the material of the seals 8 extends through passages 6h through both sides of the respective heat exchanger plate 2. The passage openings 6h thus cause a positive connection between the material of a seal 8 and the sheet of the respective heat exchanger plate. 2

In Fig. 8 ist perspektivisch ein Ausschnitt aus einer Wärmetauscherplatte 2 dargestellt, der eine Durchtrittsöffnung 6 aufweist. Bei der Herstellung der Durchtrittsöffnung 6, beispielsweise durch einen Stanzvorgang, sind aufgrund der verwendeten Stanzkontur Haltelaschen 10 geschaffen worden, die vom Blech der Wärmetauscherplatte 2 gebildet sind. Die Haltelaschen 10 sind entweder beim Stanzvorgang oder in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt umgebogen worden, so dass sie nun, wie aus Fig. 8 ersichtlich, nicht mehr in den freien Querschnitt der Durchtrittsöffnung 6 hineinragen.In Fig. 8 is a perspective view of a section of a heat exchanger plate 2, which has a passage opening 6. In the production of the passage opening 6, for example by a punching operation, retaining tabs 10 have been created due to the punching contour used, which are formed by the sheet of the heat exchanger plate 2. The retaining tabs 10 have been bent either during the punching process or in a subsequent processing step so that they now, as out Fig. 8 seen, no longer protrude into the free cross section of the passage opening 6.

Fig. 9 zeigt denselben Ausschnitt der Wärmetauscherplatte 2 von oben, wobei in der Darstellung von Fig. 9 auch eine Dichtung 8 ersichtlich ist, die an die Wärmetauscherplatte 2 angespritzt worden ist. Surch diesen Spritzvorgang sind die Haltelaschen 10 mit dem Dichtungswerkstoff umspritzt worden. Fig. 9 shows the same section of the heat exchanger plate 2 from above, wherein in the illustration of Fig. 9 Also, a seal 8 can be seen, which has been molded onto the heat exchanger plate 2. By this injection process, the retaining tabs 10 have been overmolded with the sealing material.

Fig. 10 zeigt die Situation von Fig. 9 in einem Querschnitt durch die Wärmetauscherplatte 2 und durch die Dichtung 8. Dabei ist ersichtlich, dass der von den gebogenen Haltelaschen 10 umschlossene Raum mit Material der Dichtung 8 ausgefüllt ist, so dass ein regelrechter mechanischer Verbund zwischen der Dichtung 8 und der Wärmetauscherplatte 2 durch die Haltelaschen 10 geschaffen wird. Zudem erstrecken sich die Haltelaschen 10 über im Wesentlichen die gesamte Höhe der Dichtung 8. Die Haltelaschen 10 sind lediglich durch eine minimal dünne Haut des Dichtungswerkstoffs überdeckt, wie aus Fig. 9 aufgrund der dort gestrichelten Darstellung der Haltelaschen 10 ersichtlich ist. Jedenfalls unterstützen die Haltelaschen 10 durch ihre Höhe die Funktion der Dichtung 8 insofern, als die Dichtung 8 neben ihrer Dichtungswirkung auch einen Abstandshalter für die beiden benachbarten, übereinander gestapelten Wärmetauscherplatten 2 bildet. Zudem unterstützen die Haltelaschen 10 auch die Dichtungsfunktion der Dichtung 8, da sie eine Verlagerung der Dichtung, beispielsweise aufgrund des Druckes der im Plattenwärmetauscher 1 strömenden Medien, verhindern. Fig. 10 shows the situation of Fig. 9 It can be seen that the space enclosed by the curved retaining tabs 10 space is filled with material of the seal 8, so that a proper mechanical bond between the seal 8 and the heat exchanger plate 2 through the Retaining tabs 10 is created. In addition, the retaining tabs 10 extend over substantially the entire height of the seal 8. The retaining tabs 10 are only through a minimal thin skin the sealing material covers, as out Fig. 9 due to the dashed line representation of the retaining tabs 10 can be seen. In any case, support the retaining tabs 10 by their height the function of the seal 8 insofar as the seal 8 in addition to their sealing effect also forms a spacer for the two adjacent, stacked heat exchanger plates 2. In addition, the retaining tabs 10 also support the sealing function of the seal 8, since they prevent a displacement of the seal, for example due to the pressure of the media flowing in the plate heat exchanger 1.

In Fig. 11 ist in einer Querschnittsdarstellung ein Ausschnitt aus dem Plattenwärmetauscher 1 dargestellt, bei dem zwei benachbarte, übereinander angeordnete Wärmetauscherplatten 2 eine Kontaktstelle 11 bilden. Die beiden Wärmetauscherplatten 2 weisen hierzu zwei verformte Bereiche 12 auf, die in der oberen Wärmetauscherplatte 2 als Vertiefung und in der unteren Wärmetauscherplatte 2 als nach oben ragender Vorsprung ausgestaltet sind, so dass die beiden Wärmetauscherplatten 2 mit diesen beiden verformten Bereichen 12 aneinander anliegen und die Kontaktstelle 11 bilden.In Fig. 11 is a section of the plate heat exchanger 1 is shown in a cross-sectional view, in which two adjacent, one above the other arranged heat exchanger plates 2 form a contact point 11. For this purpose, the two heat exchanger plates 2 have two deformed regions 12, which are configured in the upper heat exchanger plate 2 as a recess and in the lower heat exchanger plate 2 as an upwardly projecting projection, so that the two heat exchanger plates 2 abut each other with these two deformed regions 12 and Form contact point 11.

Bei entsprechender Ausgestaltung der Wärmetauscherplatten 2 können diese als Gleichteile ausgestaltet sein. So kann vorgesehen sein, dass z. B. jede zweite dieser stets gleich ausgestalteten Wärmetauscherplatten 2 um beispielsweise ihre Längsachse oder ihre Hochachse um 180° rotiert wird. Dann werden in dieser abwechselnden Ausrichtung die beiden Wärmetauscherplatten 2 aufeinander gelegt, so dass nicht zwei gleich ausgerichtete verformte Bereiche übereinander liegen, also beispielsweise zwei Erhebungen oder zwei Vertiefungen übereinander liegen, sondern dass vielmehr eine Erhebung mit einer Vertiefung zusammenfällt, wie dies aus Fig. 11 ersichtlich ist.With a corresponding configuration of the heat exchanger plates 2, these can be configured as identical parts. So it can be provided that z. B. every second of these always identically designed heat exchanger plates 2 is rotated by, for example, its longitudinal axis or its vertical axis by 180 °. Then, in this alternate orientation, the two heat exchanger plates 2 are placed on top of each other, so that not two equally aligned deformed areas are superimposed, so for example two elevations or two wells are superimposed, but rather that a survey coincides with a depression, as is the case Fig. 11 is apparent.

Aus den Fig. 12 und 13 ist ein Ausschnitt einer Wärmetauscherplatte 2 mit einem verformten Bereich 12 ersichtlich, einmal in perspektivischer Darstellung gemäß Fig. 12 und einmal in Draufsicht gemäß Fig. 13, wobei erkennbar ist, dass die verformten Bereiche jeweils in Form einer sechseckigen Verformung ausgestaltet sind.From the FIGS. 12 and 13 is a section of a heat exchanger plate 2 with a deformed region 12 can be seen, once in perspective view Fig. 12 and once in plan view according to Fig. 13 , where it can be seen that the deformed Areas are each designed in the form of a hexagonal deformation.

In Fig. 14 ist eine Wärmetauscherplatte 2 in Draufsicht dargestellt, so dass die Durchtrittsöffnungen 6s zur Schaffung der Strömungskanäle und die Durchtrittsöffnungen 6v zur Aufnahme der Verbindungselemente in dieser Darstellung ebenso ersichtlich sind, wie die an das Blech der Wärmetauscherplatte 2 angespritzte Dichtung 8.In Fig. 14 a heat exchanger plate 2 is shown in plan view, so that the passage openings 6s for creating the flow channels and the passage openings 6v for receiving the connecting elements in this illustration are also visible, as the molded onto the plate of the heat exchanger plate 2 seal. 8

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 14 ist die Dichtung 8 nicht nur umlaufend und jeweils um die Durchtrittsöffnungen 6v herum vorgesehen, sondern sie bildet eine frei endende Dichtungsrippe 14. Die Dichtungsrippe 14 schließt einerseits an die umlaufende Dichtung 8 an und endet andererseits frei. Die Dichtungrippe 14 ist so angeordnet, dass sie einen Strömungskurzschluss zwischen den beiden für die Strömungskanäle vorgesehenen Durchtrittsöffnungen 6s verhindert und vielmehr eine Strömungsumlenkung bewirkt. Im Vergleich zu einer beispielsweise diagonal gegenüberliegenden Anordnung der beiden Durchtrittsöffnungen 6s wird durch die im Wesentlichen U-förmige Umlenkung der Strömung ein deutlich längerer Strömungsweg zwischen den beiden Strömungskanälen 4 sichergestellt, mit einer dementsprechend größeren thermischen Länge des Plattenwärmetauschers 1.In the embodiment in Fig. 14 the seal 8 is not only circumferentially and in each case provided around the passage openings 6v around, but it forms a free-ending sealing rib 14. The sealing rib 14 connects on the one hand to the circumferential seal 8 and ends on the other free. The sealing rib 14 is arranged so that it prevents a flow short circuit between the two provided for the flow passages openings 6s and causes a flow deflection. Compared to, for example, a diagonally opposite arrangement of the two passage openings 6s, a substantially longer flow path between the two flow channels 4 is ensured by the substantially U-shaped deflection of the flow, with a correspondingly greater thermal length of the plate heat exchanger 1.

Claims (23)

Verfahren zum Herstellen eines Plattenwärmetauschers (1),wobei mehrere Wärmetauscherplatten (2) derart übereinander angeordnet werden, dass sie jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherplatten (2) einen von einem Wärme übertragenden Fluid durchströmbaren Zwischenraum ausbilden, und dass Durchtrittsöffnungen (6), die in den Wärmetauscherplatten (2) vorgesehen sind, miteinander fluchten, und wobei benachbarte Wärmetauscherplatten (2) fluiddicht gegeneinander abgedichtet werden, und wobei Verbindungselemente (5) durch die Durchtrittsöffnungen (6) geführt werden und die Wärmetauscherplatten (2) in ihrem definierten Abstand zueinander halten, und wobei in den Verbindungskanal ein fließfähiges Verbindungsmaterial eingebracht wird, während die Wärmetauscherplatten (2) aneinander gepresst sind, welches Verbindungsmaterial anschließend erhärtet und das Verbindungselement (5) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchtrittsöffnungen (6) der Wärmetauscherplatten (2) Distanzhülsen (7) eingebracht werden, bevor die Wärmetauscherplatten (2) übereinander angeordnet werden,wobei die Distanzhülsen (7) miteinander fluchtender Durchtrittsöffnungen (6) den Verbindungskanal schaffen, wenn die Wärmetauscherplatten (2) aneinander gepresst werden.A method for producing a plate heat exchanger (1), wherein a plurality of heat exchanger plates (2) are arranged one above the other such that they each form a space between two adjacent heat exchanger plates (2) permeable by a heat transfer fluid gap, and that passage openings (6) in the Heat exchanger plates (2) are provided, aligned with each other, and wherein adjacent heat exchanger plates (2) are fluid-tightly sealed against each other, and wherein connecting elements (5) through the passage openings (6) are guided and keep the heat exchanger plates (2) in their defined distance from each other, and wherein a flowable connecting material is introduced into the connecting channel, while the heat exchanger plates (2) are pressed against one another, which subsequently hardens connecting material and forms the connecting element (5), characterized in that in through openings (6) of the heat exchanger plates (2) spacer sleeves (7) are introduced before the heat exchanger plates (2) are arranged one above the other, wherein the spacer sleeves (7) aligned passage openings (6) provide the connection channel when the heat exchanger plates (2) pressed together. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbindungsmaterial ein verstärkter Kunststoff in den Verbindungskanal eingespritzt wird.A method according to claim 1, characterized in that a reinforced plastic is injected into the communication channel as a connecting material. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülsen (7) in die Durchtrittsöffnungen (6) eingebracht werden, indem fließfähiger Kunststoff an den Rand der jeweiligen Durchtrittsöffnungen (6) angespritzt wird, derart, dass er sich von dem Rand aus radial ins Innere der Durchtrittsöffnung (6) erstreckt sowie auf beiden Seiten der Wärmetauscherplatte (2) eine um den Rand der Durchtrittsöffnung (2) umlaufenden Wulst bildet.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the spacer sleeves (7) are introduced into the passage openings (6) by flowable plastic is injected onto the edge of the respective passage openings (6), such that it is radially from the edge extends into the interior of the passage opening (6) and on both sides of the heat exchanger plate (2) forms an around the edge of the passage opening (2) encircling bead. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Schaffung der Distanzhülsen (7) ein verstärkter Kunststoff an eine Wärmetauscherplatte (2) angespritzt wird.
Method according to one of the preceding claims,
characterized in that for the creation of the spacers (7) a reinforced plastic to a heat exchanger plate (2) is molded.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Wärmetauscherplatten (2) mittels eines fließfähigen Dichtungswerkstoffs gegeneinander abgedichtet werden, indem der Dichtungswerkstoff derart auf eine Wärmetauscherplatte (2) aufgetragen wird, dass er die vom Fluid beströmbare Plattenoberfläche umgrenzt, und dass anschließend der Dichtungswerkstoff bis zu einer für die Montage ausreichenden Härte ausgehärtet wird, und dass anschließend die benachbarten Wärmetauscherplatten (2) aneinander gepresst und mittels der Verbindungselemente (5) fixiert werden.
Method according to one of the preceding claims,
characterized in that adjacent heat exchanger plates (2) are sealed by means of a flowable sealing material against each other by the sealing material is applied to a heat exchanger plate (2), that it delimits the fluidizable rotatable plate surface, and then the sealing material up to one for assembly sufficient hardness is cured, and then the adjacent heat exchanger plates (2) pressed together and fixed by means of the connecting elements (5).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießform beiderseits der Wärmetauscherplatte (2) einen Hohlraum aufweist und Kunststoff auf beide Seiten der Wärmetauscherplatte (2) fließt.
Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the injection mold on both sides of the heat exchanger plate (2) has a cavity and plastic on both sides of the heat exchanger plate (2) flows.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoff von einer Seiten der Wärmetauscherplatte (2) in den Hohlraum der Spritzgießform eingespritzt wird und durch wenigstens eine Durchtrittsöffnung (6) auf die andere Seite der Wärmetauscherplatte (2) fließt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that plastic from one side of the heat exchanger plate (2) is injected into the cavity of the injection mold and flows through at least one passage opening (6) on the other side of the heat exchanger plate (2). Nach dem in einem der vorhergehenden Ansprüche beschriebenen Verfahren hergestellter Plattenwärmetauscher (1) mit folgenden Merkmalen: ■ eine Vielzahl von Wärmetauscherplatten (2) ist als Stapel angeordnet, ■ die Wärmetauscherplatten (2) weisen Durchtrittsöffnungen (6) auf und sind derart angeordnet, dass sie jeweils zwischen zwei benachbarten Wärmetauscherplatten (2) Strömungsräume für mindestens zwei unterschiedliche und voneinander getrennte, Wärme übertragende Fluide bilden, ■ einige der Durchtrittsöffnungen (6) fluchten miteinander und schaffen einen Verbindungskanal, ■ durch den Verbindungskanal erstreckt sich ein Verbindungselement (5) und fixiert die Wärmetauscherplatten (2) in ihrer gestapelten Anordnung, ■ die Verbindungselemente (5) sind als in die Durchtrittsöffnungen (6) eingespritzte Kunststoffniete ausgestaltet, ■ und in den miteinander fluchtenden Durchtrittsöffnungen (6), die den Verbindungskanal bilden, sind Hülsen vorgesehen, die als Distanzhülsen (7) ausgestaltet sind. The plate heat exchanger (1) produced according to the method described in one of the preceding claims, having the following features: ■ a plurality of heat exchanger plates (2) is arranged as a stack, The heat exchanger plates (2) have passage openings (6) and are arranged such that they respectively form flow spaces between two adjacent heat exchanger plates (2) for at least two different and separate heat-transferring fluids, Some of the passages (6) are aligned with one another and create a connecting channel, A connecting element (5) extends through the connecting channel and fixes the heat exchanger plates (2) in their stacked arrangement, ■ the connecting elements (5) are designed as plastic rivets injected into the passage openings (6), And in the mutually aligned passage openings (6), which form the connecting channel, sleeves are provided, which are designed as spacers (7). Plattenwärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen als an eine Wärmetauscherplatte (2) angespritzte Hülsen aus Kunststoff ausgebildet sind.Plate heat exchanger according to claim 8, characterized in that the sleeves are formed as molded onto a heat exchanger plate (2) sleeves made of plastic. Plattenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch eine den Stapel von Wärmetauscherplatten (2) nach unten oder oben begrenzende Boden- oder Deckplatte (3), die zu den übrigen, im Inneren des Plattenwärmetauschers (1) angeordneten Wärmetauscherplatten (2) unterschiedlich ausgestaltet ist.Plate heat exchanger according to one of the preceding device claims, characterized by the bottom or top of the stack of heat exchanger plates (2) limiting bottom or top plate (3), which is configured differently to the other, in the interior of the plate heat exchanger (1) arranged heat exchanger plates (2) , Plattenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Wärmetauscherplatten (2) gegeneinander durch eine Dichtung (8) aus einem Elastomerwerkstoff abgedichtet sind.Plate heat exchanger according to one of the preceding device claims, characterized in that two adjacent heat exchanger plates (2) are sealed against each other by a seal (8) made of an elastomer material. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8) als an eine Wärmetauscherplatte (2) angespritzte Schicht ausgebildet ist.Plate heat exchanger according to claim 13, characterized in that the seal (8) is designed as a molded onto a heat exchanger plate (2) layer. Plattenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Kunststoff in Berührung kommende Flächen der Deckplatte (3), der Bodenplatte und / oder der Wärmetauscherplatten (2) mittels einer die Anhaftung des Kunststoffs verbessernden Behandlung vorbereitet sind.Plate heat exchanger according to one of the preceding device claims, characterized in that coming into contact with the plastic surfaces of the cover plate (3), the bottom plate and / or the heat exchanger plates (2) by means of a plastic the adhesion of the treatment are prepared. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (3), die Bodenplatte und / oder die Wärmetauscherplatten (2) mittels einer Plasmabehandlung vorbehandelt sind.Plate heat exchanger according to claim 15, characterized in that the cover plate (3), the bottom plate and / or the heat exchanger plates (2) by means of a Plasma treatment pretreated. Plattenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Kunststoffniete und / oder die Distanzhülsen (7) verwendete Kunststoff Verstärkungsstoffe enthält.Plate heat exchanger according to one of the preceding device claims, characterized in that the plastic used for the plastic rivets and / or the spacer sleeves (7) contains reinforcing materials. Plattenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch zusätzliche Funktionselemente in Form separater Bauteile, die zu einem anderen Zweck als zur Wärmeübertragung im Plattenwärmetauscher (1) oder zu dessen Montage dienen.Plate heat exchanger according to one of the preceding device claims, characterized by additional functional elements in the form of separate components, which serve for a purpose other than for heat transfer in the plate heat exchanger (1) or for its assembly. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Funktionselement als Lasche oder Öse ausgestaltet ist.Plate heat exchanger according to claim 16, characterized in that a functional element is designed as a tab or eye. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Funktionselement als Halterung für Zuleitungs- und Ableitungselemente wie einen Schlauch oder ein Rohr ausgestaltet ist.Plate heat exchanger according to claim 16, characterized in that a functional element is designed as a holder for supply and discharge elements such as a hose or a pipe. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Funktionselement als Zuleitungs- oder Ableitungselement ausgestaltet ist.Plate heat exchanger according to claim 16, characterized in that a functional element is designed as a supply or discharge element. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Funktionselement als an den übrigen Plattenwärmetauscher (1) angespritztes Kunststoffbauteil ausgestaltet ist.Plate heat exchanger according to claim 16, characterized in that a functional element is designed as a molded-on plastic to the other plate heat exchanger (1). Plattenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Haltelaschen vorgesehen sind, die durch die Wärmetauscherplatte (2) selbst gebildet sind und sich in das an die Wärmetauscherplatte (2) angespritzte Material erstrecken.Plate heat exchanger according to one of the preceding device claims, characterized in that retaining tabs are provided, which are formed by the heat exchanger plate (2) itself and in the on the Heat exchanger plate (2) molded material extend. Plattenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch eine Wärmetauscherplatte (2), die verformte Bereiche (12) in Form von Vertiefungen und / oder Erhebungen aufweist.Plate heat exchanger according to one of the preceding device claims, characterized by a heat exchanger plate (2) having deformed regions (12) in the form of depressions and / or elevations. Plattenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmetauscherplatte (2) vorgesehen ist, welche eine Dichtungsrippe (14) aufweist, die den direkten Strömungsweg zwischen Ein- und Auslassöffnung, eine Strömungsumlenkung bewirkend, unterbricht.Plate heat exchanger according to one of the preceding device claims, characterized in that a heat exchanger plate (2) is provided, which has a sealing rib (14), which interrupts the direct flow path between the inlet and outlet, causing a flow deflection.
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