WO2017157532A1 - Vollflächige verbindung von wärmeübertragerblöcken durch hydraulisches aufweiten von rohren zwischen profilen - Google Patents

Vollflächige verbindung von wärmeübertragerblöcken durch hydraulisches aufweiten von rohren zwischen profilen Download PDF

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WO2017157532A1
WO2017157532A1 PCT/EP2017/025042 EP2017025042W WO2017157532A1 WO 2017157532 A1 WO2017157532 A1 WO 2017157532A1 EP 2017025042 W EP2017025042 W EP 2017025042W WO 2017157532 A1 WO2017157532 A1 WO 2017157532A1
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heat exchanger
profile
profiles
recesses
cover plate
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PCT/EP2017/025042
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Inventor
Reinhold Hölzl
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Linde Aktiengesellschaft
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
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    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
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    • F28F2275/14—Fastening; Joining by using form fitting connection, e.g. with tongue and groove

Definitions

  • the invention relates to a plate heat exchanger and a method for
  • Plate heat exchangers made of aluminum the modular design is often chosen, so as to come to larger piping units and to save effort and cost in the piping.
  • two or more heat exchanger blocks (modules) e.g. connected by means of a connection position to a larger unit, the plate heat exchanger to be produced.
  • the blocks are joined together.
  • the welds then run along the outer edge of the blocks.
  • the blocks or modules are just connected to each other only at the outer edge.
  • the compound can be formed circumferentially at the edge, but can also
  • the module connection Because it only consists of the outer edge and often also has interruptions, represents a geometric discontinuity. In the past, isolated damage has been observed, which forms exactly at these points, because the module connection represents a concentration of stress. Due to the temperature coefficient of the plate heat exchanger thermal deformations are impressed. The module connection represents a deformation obstruction and a thermal barrier between adjacent modules or blocks. This results in mechanical restraint stresses caused by the
  • the present invention is based on the object of specifying a plate heat exchanger and a method for the production thereof which reduces the aforementioned problems. This object is achieved by a plate heat exchanger with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 7.
  • Advantageous embodiments of the invention are in the corresponding
  • a plate heat exchanger having at least a first and a second heat exchanger block is disclosed, wherein each heat exchanger block has a plurality of mutually parallel separator plates forming a plurality of heat transfer passages for heat transfer fluids, wherein the heat exchanger blocks are limited to the outside by cover plates, wherein a first cover plate of the first heat exchanger block is fixed to an opposite second cover plate of the second heat exchanger block, wherein according to the invention at least one elongated first profile is fixed to the first cover plate, and wherein on the second cover plate at least one elongate and parallel to at least one first profile extending second profile is set so that the two profiles in a parallel to the two cover plates
  • Heat exchanger blocks are fixed to each other, in particular, the elongate member is formed as a hollow profile.
  • Platten139übertragers is provided that the elongate member engages both in a recess of the first profile and in a recess of the second profile, wherein the two recesses each form a portion of the intermediate space and in the said direction opposite to each other and facing each other.
  • the two profiles may also have mutually facing planar sides, which thus do not form any recess, in which case the elongate element is arranged frictionally engaged with the mutually facing sides of the profiles in the space bounded by the two sides.
  • the elongated member is frictionally and positively arranged in the two recesses or in the intermediate space.
  • the invention thus advantageously allows a full-surface connection between the two cover plates or heat exchanger blocks, which ensures a particularly good thermal heat-conducting contact between the blocks, so that temperature differences between the blocks can be easily reduced. Furthermore, a mechanical connection between the modules is achieved and defused or reduced stress concentration.
  • the at least one first profile and the at least one second profile as well as the elongate element can each extend along an entire side length of the two cover plates, so that the entire surface of the cover plates can be used for the mechanical connection of the two blocks.
  • the profiles and the elongate element can be used, for example. extend along the vertical or along the horizontal.
  • the cross-section of the elongate element arranged in the intermediate space is widened by deforming the elongate element in order to produce the frictional connection or the frictional and positive connection. This is preferably done hydraulically, e.g. a probe into an interior of the
  • lhackssersteckten element eg hollow profile
  • the probe fluid eg water or oil
  • the elongated member has at least one portion which is complementary to the recesses of the mutually adjacent recesses or complementary to the intermediate space, in which the longitudinally extending element is to be inserted.
  • the elongated element is preferably insertable along its longitudinal axis into the intermediate space with play, so that the said section can be positioned in the recesses. Thereafter, the frictional or friction and positive connection can be made by the elongate member is deformed accordingly (see also below).
  • the intermediate spaces in the cross section are circular or at least approximately circular.
  • the gap may be formed differently in cross section.
  • the corresponding cross-sectional plane of the aforementioned cross-sections runs perpendicular to the longitudinal axis or longitudinal extension direction of the parallel profiles and of the elongate element.
  • the elongate element is preferably formed as a hollow profile, which may have, for example, a circular cross-section.
  • the two opposite outer sides of the respective first and second profile are formed concave in cross section. The two outer sides of a profile thus each preferably define a concave, preferably in cross-section
  • the recesses may also be designed triangular in cross section.
  • the elongate element is preferably corresponding in cross section
  • the hollow profile can then advantageously with little play in the gap or formed as concave recesses recesses
  • Recesses complementary formation of the elongated element only a relatively small deformation of the tube is necessary to the said Reibg. To produce frictional and positive locking.
  • the elongated element may, for the reasons given above, be e.g. be a cross-section appropriately shaped square hollow profile.
  • the recesses or depressions each extend over the entire relevant profile in the longitudinal direction or in the direction of the longitudinal axis of the relevant profile. Furthermore, it is provided according to an embodiment of the invention that the first profile is soldered or welded to the first cover plate and / or that the second profile is soldered or welded to the second cover plate.
  • a plurality of longitudinally extended and mutually parallel first profiles is fixed to the first cover plate, and that a plurality of elongated and parallel to each other second profiles is fixed to the second cover plate, so that in the said direction between each two adjacent first profiles a second profile is arranged, wherein between each second profile and the mutually adjacent first profiles in each case a gap is present in each of which a longitudinally extending element frictionally arranged with the adjacent first profile and the adjacent second profile , so that the two cover plates and thus the two heat exchanger blocks are fixed to each other.
  • the respective elongate element engages both in a recess of the adjacent first profile and in a recess of the adjacent second profile, wherein the two recesses each form a region of the respective intermediate space and in the said direction opposite each other and facing each other.
  • the respective elongate member is frictionally and positively arranged in the two associated recesses or in the intermediate space.
  • the respective elongated element and the associated recesses or the associated intermediate space can in turn be formed according to one of the embodiments described above.
  • each heat exchanger block has a plurality of mutually parallel separator plates which form a plurality of heat transfer passages for fluids involved in the heat transfer, and wherein the heat exchanger blocks are limited to the outside by cover plates, wherein at least a first cover plate of the first heat exchanger block elongated first profile is set, and wherein on a second cover plate of the second heat exchanger block at least one longitudinal second profile is set, wherein the two cover plates are arranged opposite to each other, that the two profiles in a direction parallel to the two cover plates opposite direction, wherein between the two profiles a gap is present, in which an elongate element frictionally arranged with the two profiles, so that the two cover plates and dami t the two heat exchanger blocks are fixed to each other, wherein in particular the elongate member is formed as a hollow profile.
  • the elongated element is arranged in the associated intermediate space such that it engages in a recess of the adjacent first profile and in a recess of the adjacent second profile.
  • the elongate member is frictionally and positively arranged in the two associated recesses.
  • the intermediate spaces are circular or substantially circular in cross section.
  • the elongated elements according to an embodiment of the method according to the invention as a circular cross-section hollow profiles or tubes are formed (see also above).
  • Other cross-sectional shapes of the spaces or recesses and the tubes are also conceivable.
  • the said outer sides of the profiles (see above) and the recesses defined by the outer sides are concave in cross section, preferably as semi-circular or substantially semi-circular depressions in cross-section.
  • the recesses may also be triangular in cross-section troughs be educated. Further cross-sectional shapes of the recesses are also conceivable (see also above).
  • the elongated element in the associated space for example is arranged with play and is then widened in cross section by deforming, so that the elongate elements frictionally or frictionally and positively in the associated recesses or in the associated space is arranged.
  • the elongated element is widened in cross-section, as soon as it has been arranged in the associated intermediate space.
  • an intimate positive connection with the two adjacent (first and second) profiles is preferably produced.
  • the elongate member or hollow profile is hydraulically expanded, e.g.
  • a probe is introduced into the interior of the hollow profile, wherein the interior is acted upon by the probe with a fluid (for example water or oil), so that said expansion or enlargement of the outer diameter of the hollow profile is effected.
  • a fluid for example water or oil
  • the at least one first profile is soldered or welded to the first cover plate and / or that the at least one second profile is soldered or welded to the second cover plate.
  • Heat exchanger blocks are fixed together.
  • the respective elongate element engages both in a recess of the adjacent first profile and in a recess of the adjacent second profile, wherein the two recesses each form an area of the respective intermediate space and in the said Facing each other and facing each other.
  • Fig. 1 is a fragmentary perspective view of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic, partial sectional view of the connection of two
  • Fig. 3 is a schematic sectional view of a probe for expanding
  • Fig. 5 shows a detail of a plate heat exchanger according to the invention with first and second profiles with flat side surfaces.
  • FIG. 1 shows, in connection with FIG. 2, an inventive device
  • Plate heat exchanger 100 which has at least two heat exchanger blocks 10a, 10b, wherein in FIG. 1, for reasons of clarity, only one block 10a is shown.
  • the second block 10b is indicated only schematically by means of a cover plate 5b shown in detail.
  • the second block 10b may be e.g. be designed in the manner of the first block 10a.
  • the two heat exchanger blocks 10a, 10b are preferably plate heat exchangers, preferably brazed plate heat exchangers made of aluminum. Such heat exchangers are in many systems at
  • the two heat exchanger blocks 10a, 10b each have a plurality of mutually parallel partition plates (for example in the form of dividing plates) 4, which form a plurality of heat exchange passages 1 for the media to be heat exchanged with each other.
  • the heat transfer passages 1 are closed outwards by edge strips (for example sheet-metal strips) 8, also referred to below as sidebars 8, which are attached flush to the edge of the separating plates 4.
  • Heat transfer passages 1 are e.g. corrugated heat conducting structures (e.g., in the form of sheets) 3, also referred to as fins 3.
  • the partition plates 4, fins 3 and sidebars 8 are firmly connected to each other and thus form a compact heat exchanger block 10a and 10b.
  • the two heat exchanger blocks 10a, 10b are outwardly respectively by cover plates (for example in the form of
  • Cover plates 5a and 5b limited to the outside.
  • For feeding and discharging the heat-exchanging media 1 semi-cylindrical collector 7 are mounted with connecting piece 6 via inlet and outlet openings 9 of the heat transfer passages, which are for connection of incoming and outgoing
  • the collectors 7 are also referred to below as header 7.
  • the inlet and outlet openings 9 of the heat transfer passages 1 are formed by so-called distributor blades or distributor fins 2, which ensure a uniform distribution of the media within the individual
  • Heat transfer passages 1 provide.
  • the media flows through the heat transfer passages 1 in the channels formed by the fins 3 and the partition plates 4.
  • the collector 7 and nozzle 6 can already be attached to the individual block 10a and 10b.
  • all or individual collectors 7 are only fixed to the two blocks 10a, 10b after they have been fixed to one another according to the invention.
  • a header 7 extend over both blocks 10a, 10b or be fixed on both blocks 10a, 10b in order to feed them with a medium or to withdraw a medium from both blocks 10a, 10b (this is indicated by dashed lines in FIG. 1) ,
  • the fins 3 are soldered at their contact points with the separating plates 4, whereby an intensive choirleitcard between the fins 3 and the separating plates 4 is made. This improves the heat exchange between the various media that flow alternately in adjacent heat exchange passages 1.
  • the blocks 10a, 10b are preferably formed of aluminum, wherein the components are joined together by brazing. As a material, however, too
  • Stainless steel can be used.
  • the soldered fins, baffles, manifold fins, cover plates, and sidebars are stacked together and then brazed in an oven to a heat exchanger block 10a, 10b, respectively.
  • Heat exchanger blocks 10a, 10b, the headers 7 are then welded with nozzle 6.
  • At least one first profile 11 is fixed to a first cover plate 5a of the first heat exchanger block 10a, whereby preferably a plurality of longitudinally extended as well as parallel to each other
  • first profiles 1 1 is fixed to the first cover plate 5a, located here each extend in the vertical direction.
  • at least one second profile 12 is fixed to a second cover plate 5b of the second heat exchanger block 10b, wherein a plurality of longitudinally extended and mutually parallel second profiles 12 are also fixed to the second cover plate 5b, which also each extend in the vertical direction.
  • a plurality of first and second profiles 11, 12 is provided, wherein in this case it is preferably provided that between each two adjacent first profiles 11, a second profile 12 is arranged, so that between the respective second profile 12 and the first profiles 1 1 adjacent to one another on both sides (in the direction R), in each of which an elongated element 13 is frictionally and preferably also positively arranged with the adjacent profiles 1 1, 12, and while friction and in particular also positively engages in a recess 1 10 of the respective adjacent first profile 1 1 and in a recess 120 of the respective second profile 12, so that the two cover plates 5a, 5b and thus the two heat exchanger blocks 10a, 10b are fixed to each other , This is achieved in particular that the two blocks in a direction normal to the two cover plates 5a, 5b can not be moved away from each other.
  • the elongated elements 13 may be hollow profiles which have a hollow-cylindrical wall and respectively define an interior space. Accordingly, the recesses 1 10, 120
  • the recesses 1 10, 120 may also be triangular in cross-section, in which case the hollow profiles 13 are correspondingly quadrangular in cross section (for example, square or rectangular).
  • the profiles 1 1, 12 for example, planar sides 1 1 a, 12a, between which the elongate elements then (eg by widening of their cross-section) are anchored purely frictionally, as indicated in Figure 5, in which the expanded state of the hollow profile 13 is indicated by a dashed line.
  • the elements 13 are preferably introduced with play in the said interstices, wherein for generating a friction and preferably also positive connection between the respective element 13 and the two
  • Figure 2 shows schematically this transition of an arrangement of the elements 13 in the associated spaces 15 with game ( Figure 2, above) to a play-free Reib- and
  • Fig. 3 shows a possibility for widening the hollow profiles (for example tubes) or elements 13 for the purpose of producing the respective frictional connection or friction and form closure.
  • a probe 20 is inserted into the interior 13 a of the respective with clearance in the associated space 15 disposed hollow profile 13, in particular with a peripheral flange 20 a on the profiles 1 1, 12 rests frontally, wherein a protruding from the flange 20 a portion 20 b of the probe into the interior 13 a of the relevant hollow section 13.
  • This section 20b of the probe 20 is sealed at its two ends by a respective circumferential seal 23 (for example in the form of an O-ring) with respect to the interior 13a of the respective hollow profile 13.
  • a respective circumferential seal 23 for example in the form of an O-ring
  • a hydraulic fluid F e.g. Water or oil is now introduced via a supply line 24 into a channel 21 formed by the probe, which opens into lateral openings 22 of the
  • Section 20b of the probe 20 opens, so that the fluid F can act on the inner wall of the respective hollow profile 13. This will cause a widening of the respective hollow profile 13 causes a larger outer diameter D ', which anchors the respective hollow section 13 positively in the associated space 15 and the recesses 1 10 and 120.
  • the application of the fluid F is preferably carried out so that the respective hollow profile 13 flows plastically in order to achieve the best possible positive engagement with the surrounding profiles 1 1, 12.
  • Heat exchanger block 10a, 10b first profile 1 1
  • Liquid e.g., water

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmeübertrager (100) mit zumindest einem ersten und einem zweiten Wärmeübertragerblock (10a, 10b), wobei jeder Wärmeübertragerblock (10a, 10b) mehrere parallel zueinander angeordnete Trennplatten (4) aufweist, die eine Vielzahl von Wärmeübertragungspassagen (1) für an der Wärmeübertragung beteiligte Fluide bilden, und wobei die Wärmeübertragerblöcke (10a, 10b) nach außen durch Deckplatten (5a, 5b) begrenzt sind, wobei eine erste Deckplatte (5a) des ersten Wärmeübertragerblocks (10a) an einer gegenüberliegenden zweiten Deckplatte (5b) des zweiten Wärmeübertragerblocks (10b) festgelegt ist, wobei erfindungsgemäß an der ersten Deckplatte (5a) zumindest ein längserstrecktes erstes Profil (11) festgelegt ist, und dass an der zweiten Deckplatte (5b) zumindest ein längserstrecktes sowie parallel zu dem mindestens einen ersten Profil (11) verlaufendes zweites Profil (12) festgelegt ist, so dass sich die beiden Profile (11, 12) in einer parallel zu den Deckplatten (5a, 5b) verlaufenden Richtung (R) einander gegenüberliegen, wobei zwischen den beiden Profilen ein Zwischenraum (15) vorhanden ist, in dem ein längs erstrecktes Element (13) reibschlüssig mit den beiden Profilen (11, 12) angeordnet ist, so dass die beiden Deckplatten (5a, 5b) und damit die beiden Wärmeübertragerblöcke (10a, 10b) aneinander festgelegt sind, wobei das längserstreckte Element (13) als Hohlprofil ausgebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.

Description

Beschreibung
Vollflächiqe Verbindung von Wärmeübertraqerblöcken durch hydraulisches Aufweiten von Rohren zwischen Profilen
Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmeübertrager sowie ein Verfahren zur
Herstellung eines solchen Plattenwärmeübertragers.
Bei der Herstellung von Plattenwärmeübertragern, insbesondere gelöteter
Plattenwärmeübertrager aus Aluminium, wird häufig die Modulbauweise gewählt, um so zu größeren verrohrten Einheiten zu kommen und Aufwand und Kosten bei der Verrohrung zu sparen. Dazu werden zwei oder mehrere Wärmeübertragerblöcke (Module) z.B. mit Hilfe einer Verbindungslage zu einer größeren Einheit, dem herzustellenden Plattenwärmeübertrager, verbunden. Durch Einlegen eines
Blechstreifens am Rand zwischen zwei Blöcken und Verschweißen des
Blechstreifens mit den Blöcken werden die Blöcke miteinander verbunden. Die Schweißnähte verlaufen dann entlang des äußeren Randes der Blöcke. Damit sind die Blöcke bzw. Module eben auch nur am äußeren Rand miteinander verbunden. Dabei kann die Verbindung umlaufend am Rand ausgebildet sein, kann aber auch
Unterbrechungen der Verbindung entlang des Randes aufweisen. Aus mechanischer Sicht stellt die Modulverbindung, weil sie eben nur am Außenrand besteht und häufig auch Unterbrechungen aufweist, eine geometrische Unstetigkeit dar. In der Vergangenheit wurden vereinzelt Schäden beobachtet, die sich eben genau an diesen Stellen ausbilden, weil die Modulverbindung eine Spannungskonzentration darstellt. Durch den Temperaturgang des Plattenwärmeübertragers werden thermische Verformungen aufgeprägt. Die Modulverbindung stellt eine Verformungsbehinderung und eine thermische Barriere zwischen benachbarten Modulen bzw. Blöcken dar. Dadurch entstehen mechanische Zwängungsspannungen, die durch die
Unstetigkeit an der Modulverbindung auch noch verstärkt werden. Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, einen Plattenwärmeübertrager sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, der bzw. das die vorgenannten Probleme mindert. Diese Aufgabe wird durch einen Plattenwärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den entsprechenden
Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Plattenwärmeübertrager mit zumindest einem ersten und einem zweiten Wärmeübertragerblock offenbart, wobei jeder Wärmeübertragerblock mehrere parallel zueinander angeordnete Trennplatten aufweist, die eine Vielzahl von Wärmeübertragungspassagen für an der Wärmeübertragung beteiligte Fluide bilden, wobei die Wärmeübertragerblöcke nach außen durch Deckplatten begrenzt sind, wobei eine erste Deckplatte des ersten Wärmeübertragerblocks an einer gegenüberliegenden zweiten Deckplatte des zweiten Wärmeübertragerblocks festgelegt ist, wobei erfindungsgemäß an der ersten Deckplatte zumindest ein längserstrecktes erstes Profil festgelegt ist, und wobei an der zweiten Deckplatte zumindest ein längserstrecktes und parallel zum mindestens einen ersten Profil verlaufendes zweites Profil festgelegt ist, so dass sich die beiden Profile in einer parallel zu den beiden Deckplatten
verlaufenden Richtung gegenüberliegen, und wobei zwischen den beiden Profilen ein Zwischenraum vorhanden ist, in dem ein längs erstrecktes Element reibschlüssig angeordnet ist, so dass die beiden Deckplatten und damit die beiden
Wärmeübertragerblöcke aneinander festgelegt sind, wobei insbesondere das längserstreckte Element als Hohlprofil ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Plattenwärmeübertragers ist vorgesehen, dass das längserstreckte Element sowohl in eine Ausnehmung des ersten Profils als auch in eine Ausnehmung des zweiten Profils eingreift, wobei die beiden Ausnehmungen jeweils einen Bereich des Zwischenraumes bilden und in der besagten Richtung einander gegenüberliegen sowie einander zugewandt sind. Derartige Ausnehmungen sind jedoch zur Erzeugung des besagten Reibschlusses nicht zwingend notwendig. So können die beiden Profile auch einander zugewandte ebene Seiten aufweisen, die somit keinerlei Ausnehmung bilden, wobei hier das längserstreckte Element reibschlüssig mit den einander zugewandten Seiten der Profile in dem von den beiden Seiten begrenzten Zwischenraum angeordnet wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertragers ist vorgesehen, dass das längserstreckte Element reib- und formschlüssig in den beiden Ausnehmungen bzw. in dem Zwischenraum angeordnet ist.
Die Erfindung ermöglicht so mit Vorteil eine vollflächige Verbindung zwischen den beiden Deckplatten bzw. Wärmeübertragerblöcken, die einen besonders guten thermisch wärmeleitenden Kontakt zwischen den Blöcken sicherstellt, so dass Temperaturunterschiede zwischen den Blöcken leicht abgebaut werden können. Weiterhin wird eine mechanische Verbindung zwischen den Modulen erreicht und eine Spannungskonzentration entschärft bzw. abgebaut. Das mindestens eine erste Profil und das mindestens eine zweite Profil sowie das längserstreckte Element können sich jeweils entlang einer gesamten Seitenlänge der beiden Deckplatten erstrecken, so dass die gesamte Fläche der Deckplatten für die mechanische Verbindung der beiden Blöcke verwendet werden kann. Hierbei können sich die Profile und das längserstreckte Element z.B. entlang der Vertikalen oder entlang der Horizontalen erstrecken.
Besonders bevorzugt ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zum Erzeugen des Reibschlusses bzw. des Reib- und Formschlusses der Querschnitt des im Zwischenraum angeordneten längserstreckten Elementes durch Verformen des längserstreckten Elementes aufgeweitet ist. Dies wird bevorzugt hydraulisch vorgenommen, indem z.B. eine Sonde in einen Innenraum des
längsersteckten Elementes (z.B. Hohlprofil) eingeführt wird und der Querschnitt bzw. Außendurchmesser des jeweiligen längserstreckten Elementes durch Beaufschlagen mit einem über die Sonde zugeführten Fluid (z.B. Wasser oder Öl) vergrößert wird, so dass das längserstreckte Element jeweils reibschlüssig bzw. reib- und formschlüssig in den Ausnehmungen und/oder in dem Zwischenraum sitzt.
Der Vorteil des (insbesondere hydraulischen) Aufweitens besteht dabei darin, dass Fertigungsungenauigkeiten (z.B. Verzug der Module bzw. Blöcke im Zuge des Lötprozesses) ausgeglichen werden können. Dadurch wird ein Reib- bzw. Reib- und Formschluss erreicht, der Kräfte zwischen den Blöcken übertragen kann. Ferner wird ein wärmeleitender Kontakt zwischen den Modulen hergestellt. Dadurch wird ein gleichförmiger und insbesondere flächiger Verbund, der auch mechanische und thermische Lasten übertragen kann, erreicht. Temperaturunterschiede zwischen Modulen bzw. Blöcken werden somit ausgeglichen, bzw. abgebaut und mechanische Unstetigkeiten durch Abbau der Kerbwirkung entschärft. Dadurch können größere Einheiten ohne die Gefahr einer örtlichen mechanischen Überlastung gefertigt werden. Die mit der bisherigen Ausführung der Modulverbindung entstehenden
Spannungskonzentrationen am Beginn/Ende der Modulverbindung, die häufig auch Ursache von Schäden sind, werden durch die Erfindung beseitigt, weil der Verbund der Module dadurch flächig wird und die örtliche Spannungskonzentration entfällt. Die Betriebssicherheit und Ausfallsicherheit bzw. die Lebensdauer des Wärmeübertragers wird damit erhöht. Im Prinzip ist die Verbindung durch Herausziehen des längserstreckten Elementes (z.B. Hohlprofil) aus dem Zwischenraum sogar auch wieder lösbar.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das längserstreckte Element zumindest einen Abschnitt aufweist, der komplementär zu den Ausnehmungen der beidseitig angrenzenden Ausnehmungen bzw. komplementär zum Zwischenraum ausgebildet ist, in den das längs erstreckte Element einzuführen ist. Das längserstreckte Element ist dabei bevorzugt entlang seiner Längsachse in den Zwischenraum mit Spiel einführbar, so dass der besagte Abschnitt in den Ausnehmungen positionierbar ist. Hiernach kann der Reib- bzw. Reib- und Formschluss hergestellt werden, indem das längserstreckte Element entsprechend verformt wird (siehe auch unten).
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zwischenräume im Querschnitt kreisförmig oder zumindest annähernd kreisförmig ausgebildet sind. Der Zwischenraum kann im Querschnitt jedoch auch anders ausgeformt sein.
Hierbei (wie im Folgenden) verläuft die entsprechende Querschnittsebene der vorgenannten Querschnitte senkrecht zur Längsachse bzw. Längserstreckungsrichtung der parallelen Profile sowie des längserstreckten Elementes. Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das längserstreckte Element bevorzugt als ein Hohlprofil ausgebildet, das z.B. einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen kann. Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die beiden einander abgewandten Außenseiten des jeweiligen ersten bzw. zweiten Profils im Querschnitt konkav ausgebildet sind. Die beiden Außenseiten eines Profils definieren somit jeweils bevorzugt eine im Querschnitt konkave, bevorzugt
halbkreisförmige Ausnehmungen bzw. Mulde.
Die Ausnehmungen können jedoch auch im Querschnitt dreieckförmig ausgestaltet sein.
Bei einem im Querschnitt kreisförmigen bzw. annähernd kreisförmigen Zwischenraum ist das längserstreckte Element bevorzugt ein im Querschnitt entsprechend
kreisförmiges Hohlprofil. Das Hohlprofil kann dann mit Vorteil mit geringem Spiel in den Zwischenraum bzw. die als konkave Mulden ausgebildeten Ausnehmungen
eingebracht werden. Wobei aufgrund der zu dem Zwischenraum bzw. den
Ausnehmungen komplementären Ausbildung des längserstreckten Elementes nur eine vergleichsweise geringe Verformung des Rohres notwendig ist um den besagten Reibbzw. Reib- und Formschluss zu erzeugen.
Bei im Querschnitt dreieckförmigen Ausnehmungen kann das längserstreckte Element aus den vorstehend genannten Gründen z.B. ein im Querschnitt entsprechend geformtes viereckiges Hohlprofil sein.
Andere komplementäre Paarungen von längserstreckten Elementen und
entsprechenden Zwischenräumen bzw. Ausnehmungen sind ebenfalls denkbar. Vorzugsweise erstrecken sich die Ausnehmungen bzw. Mulden jeweils über das gesamte betreffende Profil in der Längserstreckungsrichtung bzw. in Richtung der Längsachse des betreffenden Profils. Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das erste Profil an der ersten Deckplatte festgelötet oder festgeschweißt ist und/oder dass das zweite Profile an der zweiten Deckplatte festgelötet oder festgeschweißt ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass an der ersten Deckplatte eine Mehrzahl an längserstreckten sowie parallel zueinander verlaufenden ersten Profilen festgelegt ist, und dass an der zweiten Deckplatte eine Mehrzahl an längserstreckten sowie parallel zueinander verlaufenden zweiten Profilen festgelegt ist, so dass in der besagten Richtung zwischen je zwei benachbarten ersten Profilen ein zweites Profil angeordnet ist, wobei zwischen jedem zweiten Profil und den beidseitig benachbarten ersten Profilen jeweils ein Zwischenraum vorhanden ist, in dem jeweils ein längserstrecktes Element reibschlüssig mit dem angrenzenden ersten Profil und dem angrenzenden zweiten Profil angeordnet ist, so dass die beiden Deckplatten und damit die beiden Wärmeübertragerblöcke aneinander festgelegt sind.
Bevorzugt ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass das jeweilige längserstreckte Element sowohl in eine Ausnehmung des angrenzenden ersten Profils als auch in eine Ausnehmung des angrenzenden zweiten Profils eingreift, wobei die beiden Ausnehmungen jeweils einen Bereich des jeweiligen Zwischenraumes bilden und in der besagten Richtung einander gegenüberliegen sowie einander zugewandt sind.
Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das jeweilige längserstreckte Element reib- und formschlüssig in den beiden zugeordneten Ausnehmungen bzw. in dem Zwischenraum angeordnet ist.
Das jeweilige längserstreckte Element und die zugeordneten Ausnehmungen bzw. der zugeordnete Zwischenraum können wiederum gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Plattenwärmeübertragers bzw. zum Verbinden zumindest zweier
Wärmeübertragerblöcke zu einem solchen Plattenwärmeübertrager vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass jeder Wärmeübertragerblock mehrere parallel zueinander angeordnete Trennplatten aufweist, die eine Vielzahl von Wärmeübertragungspassagen für an der Wärmeübertragung beteiligte Fluide bilden, und wobei die Wärmeübertragerblöcke nach außen durch Deckplatten begrenzt sind, wobei an einer ersten Deckplatte des ersten Wärmeübertragerblocks zumindest ein längserstrecktes erstes Profile festgelegt wird, und wobei an einer zweiten Deckplatte des zweiten Wärmeübertragerblocks zumindest ein längserstrecktes zweites Profile festgelegt wird, wobei die beiden Deckplatten derart einander gegenüberliegend angeordnet werden, dass die beiden Profile in einer parallel zu den beide Deckplatten verlaufenden Richtung einander gegenüberliegen, wobei zwischen den beiden Profilen ein Zwischenraum vorhanden ist, in dem ein längserstrecktes Element reibschlüssig mit den beiden Profilen angeordnet wird, so dass die beiden Deckplatten und damit die beiden Wärmeübertragerblöcke aneinander festgelegt werden, wobei insbesondere das längserstreckte Element als Hohlprofil ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das längserstreckte Element so in dem zugeordneten Zwischenraum angeordnet wird, dass es in eine Ausnehmung des angrenzenden ersten Profils sowie in eine Ausnehmung des angrenzenden zweiten Profils eingreift.
Vorzugsweise wird das längserstreckte Element reib- und formschlüssig in den beiden zugeordneten Ausnehmungen angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Zwischenräume im Querschnitt kreisförmig bzw. im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind. Entsprechend sind die längserstreckten Elemente gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens als im Querschnitt kreisförmige Hohlprofile bzw. Rohre ausgebildet (siehe auch oben). Andere Querschnittsformen der Zwischenräume bzw. Ausnehmungen sowie der Rohre sind ebenfalls denkbar.
Weiterhin sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die besagten Außenseiten der Profile (siehe oben) bzw. die durch die Außenseiten definierten Ausnehmungen im Querschnitt konkav ausgebildet, und zwar bevorzugt als im Querschnitt halbkreisförmige oder im Wesentlichen halbkreisförmige Mulden. Die Ausnehmungen können auch als im Querschnitt dreieckförmige Mulden ausgebildet sein. Weitere Querschnittsformen der Ausnehmungen sind ebenfalls denkbar (siehe auch oben).
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das längserstreckte Element im zugeordneten Zwischenraum z.B. mit Spiel angeordnet wird und sodann im Querschnitt durch Verformen aufgeweitet wird, so dass das längserstreckte Elemente reibschlüssig oder reib- und formschlüssig in den zugeordneten Ausnehmungen bzw. im zugeordneten Zwischenraum angeordnet wird. Besonders bevorzugt wird das längserstreckte Element im Querschnitt aufgeweitet, sobald es im zugeordneten Zwischenraum angeordnet worden ist. Hierdurch wird bevorzugt ein inniger Formschluss mit den beiden angrenzenden (ersten und zweiten) Profilen erzeugt. Vorzugsweise wird das längserstreckte Element bzw. Hohlprofil hydraulisch aufgeweitet, z.B. in dem eine Sonde in den Innenraum des Hohlprofils eingeführt wird, wobei der Innenraum über die Sonde mit einem Fluid (z.B. Wasser oder Öl) beaufschlagt wird, so dass die besagte Aufweitung bzw. Vergrößerung des Außendurchmessers des Hohlprofils bewirkt wird. Die Beaufschlagung mit dem Fluid wird insbesondere so vorgenommen, dass das Hohlprofil plastisch fließt, um einen möglichst guten Formschluss mit den umgebenden Profilen zu erzielen.
Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das mindestens eine erste Profile an der ersten Deckplatte festgelötet oder festgeschweißt wird und/oder dass das mindestens eine zweite Profile an der zweiten Deckplatte festgelötet oder festgeschweißt wird.
Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass an der ersten Deckplatte eine Mehrzahl an längserstreckten sowie parallel zueinander verlaufenden ersten Profilen festgelegt wird, und dass an der zweiten Deckplatte eine Mehrzahl an längserstreckten sowie parallel zueinander verlaufenden zweiten Profilen festgelegt wird, wobei die beiden Deckplatten derart einander gegenüberliegend angeordnet werden, dass in der besagten Richtung zwischen je zwei benachbarten ersten Profilen ein zweites Profil angeordnet ist, wobei zwischen jedem zweiten Profil und den beidseitig benachbarten ersten Profilen jeweils ein Zwischenraum vorhanden ist, in dem jeweils ein längserstrecktes Element reibschlüssig mit dem angrenzenden ersten Profil und dem angrenzenden zweiten Profil angeordnet wird, so dass die beiden Deckplatten und damit die beiden
Wärmeübertragerblöcke aneinander festgelegt sind.
Bevorzugt ist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterhin vorgesehen, dass das jeweilige längserstreckte Element sowohl in eine Ausnehmung des angrenzenden ersten Profils als auch in eine Ausnehmung des angrenzenden zweiten Profils eingreift, wobei die beiden Ausnehmungen jeweils einen Bereich des jeweiligen Zwischenraumes bilden und in der besagten Richtung einander gegenüberliegen sowie einander zugewandt sind.
Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das jeweilige längserstreckte Element reib- und formschlüssig in den beiden jeweils zugeordneten Ausnehmungen bzw. in dem jeweils zugeordneten Zwischenraum angeordnet wird.
Das jeweilige längserstreckte Element und die zugeordneten Ausnehmungen bzw. der zugeordnete Zwischenraum können wiederum gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen Im Folgenden anhand der
Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine ausschnitthafte perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Plattenwärmeübertragers mit einem ersten Wärmeübertragerblock mit ersten Profilen zum Verbinden des ersten Blocks mit einem weiteren zweiten Block, an dem zweite Profile festgelegt sind;
Fig. 2 eine schematische, ausschnitthafte Schnittansicht der Verbindung zweier
Blöcke mittels erster und zweiter Profile sowie darin gehaltenen längserstreckten Elementen;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer Sonde zum Aufweiten von
zwischen Profilen angeordneten Rohren zur Erzeugung einer formschlüssigen Verbindung zwischen zwei Deckplatten zweier
Wärmeübertragerblöcke; und Fig. 4 ein Detail eines erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertragers mit ersten und zweiten Profilen, die dreieckförmige Ausnehmungen aufweisen; und
Fig. 5 ein Detail eines erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertragers mit ersten und zweiten Profilen mit ebenen Seitenflächen.
Figur 1 zeigt im Zusammenhang mit Fig. 2 einen erfindungsgemäßen
Plattenwärmeübertrager 100, der zumindest zwei Wärmeübertragerblöcke 10a, 10b aufweist, wobei in der Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein Block 10a gezeigt ist. Der zweite Block 10b ist lediglich schematisch anhand einer ausschnitthaft dargestellten Deckplatte 5b angedeutet. Der zweite Block 10b kann z.B. nach Art des ersten Blockes 10a gestaltet sein.
Bei den beiden Wärmeübertragerblöcken 10a, 10b handelt es sich vorzugsweise um Plattenwärmeübertrager, vorzugsweise hartgelötete Plattenwärmeübertrager aus Aluminium. Derartige Wärmeübertrager werden in zahlreichen Anlagen bei
verschiedensten Drücken und Temperaturen eingesetzt. Sie finden beispielsweise Anwendung bei der Zerlegung von Luft, der Verflüssigung von Erdgas oder in Anlagen zur Herstellung von Ethylen. Derartige Plattenwärmeübertrager werden beispielsweise in„The Standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufacturers association" ALPEMA, Third Edition, 2010 auf Seite 5 gezeigt und beschrieben.
Die beiden Wärmeübertragerblöcke 10a, 10b weisen jeweils mehrere parallel zueinander angeordnete Trennplatten (z.B. in Form von Trennblechen) 4 auf, die eine Vielzahl von Wärmeaustauschpassagen 1 für die miteinander in Wärmeaustausch zu bringenden Medien bilden. Die Wärmeübertragungspassagen 1 sind durch bündig am Rand der Trennplatten 4 angebrachte Randleisten (z.B. Blechstreifen) 8, im Weiteren auch als Sidebars 8 bezeichnet, nach außen abgeschlossen. Innerhalb der
Wärmeübertragungspassagen 1 sind z.B. gewellte Wärmeleitstrukturen (z.B. in Form von Blechen) 3 angeordnet, die auch als Fins 3 bezeichnet werden. Die Trennplatten 4, Fins 3 und Sidebars 8 sind fest miteinander verbunden und bilden somit einen kompakten Wärmeübertragerblock 10a bzw. 10b. Die beiden Wärmeübertragerblöcke 10a, 10b sind nach außen hin jeweils durch Deckplatten (z.B. in Form von
Deckblechen) 5a bzw. 5b nach außen begrenzt. Zur Zu- und Abführung der wärmeaustauschenden Medien sind über Eintritts- und Austrittsöffnungen 9 der Wärmeübertragungspassagen 1 halbzylinderförmige Sammler 7 mit Stutzen 6 angebracht, die zum Anschluss von zu- und abführenden
Rohrleitungen dienen. Die Sammler 7 werden im Folgenden auch als Header 7 bezeichnet. Die Ein-und Austrittsöffnungen 9 der Wärmeübertragungspassagen 1 sind durch sogenannte Verteilerlamellen bzw. Verteilerfins 2 gebildet, die für eine gleichmäßige Verteilung der Medien innerhalb der einzelnen
Wärmeübertragungspassagen 1 sorgen. Die Medien strömen in den durch die Fins 3 und die Trennplatten 4 gebildeten Kanälen durch die Wärmeübertragungspassagen 1 . Die Sammler 7 und Stutzen 6 können bereits an den einzelnen Block 10a bzw. 10b angebracht werden. Es besteht alternativ gemäß einer Ausführungsform auch die Möglichkeit, dass alle oder einzelnen Sammler 7 erst an den beiden Blöcken 10a, 10b festgelegt werden, nachdem diese erfindungsgemäß aneinander festgelegt worden sind. Hierbei kann sich z.B. ein Header 7 über beide Blöcke 10a, 10b erstrecken bzw. an beiden Blöcken 10a, 10b festgelegt sein, um diese mit einem Medium zu beschicken bzw. ein Medium aus beiden Blöcken 10a, 10b abzuziehen (dies ist in Figur 1 mit gestrichelten Linien angedeutet).
Die Fins 3 sind an ihren Kontaktstellen mit den Trennblechen 4 verlötet, wodurch ein intensiver Wärmeleitkontakt zwischen den Fins 3 und den Trennblechen 4 hergestellt ist. Dadurch wird der Wärmeaustausch zwischen den verschiedenen Medien verbessert, die alternierend in benachbarten Wärmeaustauschpassagen 1 strömen.
Die Blöcke 10a, 10b sind vorzugsweise aus Aluminium gebildet, wobei die Bauteile durch Hartlöten miteinander verbunden werden. Als Material kann jedoch auch
Edelstahl verwendet werden. Die mit Lot versehenen Fins, Trennbleche, Verteilerfins, Deckbleche und Sidebars werden aufeinander gestapelt und anschließend in einem Ofen zu einem Wärmetauscherblock 10a bzw. 10b hartgelötet. Auf die
Wärmetauscherblöcke 10a, 10b werden anschließend die Header 7 mit Stutzen 6 aufgeschweißt.
Wie den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, ist an einer ersten Deckplatte 5a des ersten Wärmeübertragerblocks 10a zumindest ein erstes Profil 1 1 festgelegt, wobei vorzugsweise eine Mehrzahl an längserstreckten sowie parallel zueinander
verlaufenden ersten Profilen 1 1 an der ersten Deckplatte 5a festgelegt ist, die sich hier jeweils in vertikaler Richtung erstrecken. Ebenso ist an einer zweiten Deckplatte 5b des zweiten Wärmeübertragerblocks 10b zumindest ein zweites Profil 12 festgelegt, wobei auch hier vorzugsweise eine Mehrzahl an längserstreckten sowie parallel zueinander verlaufenden zweiten Profilen 12 an der zweiten Deckplatte 5b festgelegt sind, die ebenfalls jeweils in vertikaler Richtung verlaufen.
Zum Verbinden der beiden Wärmeübertragerblöcke 10a, 10b werden diese so angeordnet, dass die erste und die zweite Deckplatte 5a, 5b einander zugewandt sind und parallel zueinander verlaufen, derart, dass das mindestens eine erste Profil und das mindestens eine zweite Profil in einer parallel zu den beiden Deckplatten (sowie hier senkrecht zur vertikalen verlaufenden) Richtung R einander gegenüberliegen, so dass zumindest ein Zwischenraum 15 geschaffen wird, in dem ein längserstrecktes Element 13 reibschlüssig sowie vorzugsweise auch formschlüssig mit den
angrenzenden Profilen 1 1 , 12 angeordnet ist.
Vorzugsweise sind - wie in der Figur 2 gezeigt - eine Mehrzahl an ersten und zweiten Profilen 1 1 , 12 vorgesehen, wobei in diesem Fall bevorzugt vorgesehen ist, dass zwischen je zwei benachbarten ersten Profilen 1 1 ein zweites Profil 12 angeordnet ist, so dass zwischen dem jeweiligen zweiten Profil 12 und den beidseitig (in der Richtung R) benachbarten ersten Profilen 1 1 jeweils ein Zwischenraum 15 vorhanden ist, in dem jeweils ein längserstrecktes Element 13 reib- sowie bevorzugt auch formschlüssig mit den benachbarten Profilen 1 1 , 12 angeordnet wird und dabei reib- sowie insbesondere auch formschlüssig in eine Ausnehmung 1 10 des jeweils angrenzenden ersten Profils 1 1 sowie in eine Ausnehmung 120 des jeweiligen zweiten Profils 12 eingreift, so dass die beiden Deckplatten 5a, 5b und damit die beiden Wärmeübertragerblöcke 10a, 10b aneinander festgelegt sind. Hiermit wird insbesondere erreicht, dass die beiden Blöcke in einer Richtung normal zu den beiden Deckplatten 5a, 5b nicht voneinander wegbewegt werden können. Bei den längserstreckten Elementen 13 kann es sich gemäß Figur 2 um Hohlprofile handeln, die eine hohlzylindrische Wandung aufweisen und entsprechend jeweils einen Innenraum begrenzen. Entsprechend sind die Ausnehmungen 1 10, 120 als im
Querschnitt (hier senkrecht zur Vertikalen bzw. Längsachse der Elemente 13) als konkave (z.B. im Wesentlichen halbkreisförmige) Mulden ausgebildet. Andere
Querschnittspaarungen sind ebenfalls denkbar. So können die Ausnehmungen 1 10, 120 wie in der Fig. 4 gezeigt, auch im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet sein, wobei dann die Hohlprofile 13 im Querschnitt entsprechend viereckig (z.B. quadratisch oder rechteckig) ausgebildet sind. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, auf die Ausnehmungen in den Profilen 1 1 , 12 zu verzichten. So können die Profile 1 1 , 12 z.B. ebene Seiten 1 1 a, 12a aufweisen, zwischen denen die längserstreckten Elemente dann (z.B. durch Aufweiten ihres Querschnitts) rein reibschlüssig verankert werden, wie es in der Figur 5 angedeutet ist, in der der aufgeweitete Zustand des Hohlprofils 13 mit einer gestrichelten Linie andeutet ist. Sind die beiden Deckplatten 5a, 5b gemäß Figur 2 - wie oben beschrieben - einander gegenüberliegend angeordnet, werden die Elemente 13 bevorzugt mit Spiel in die besagten Zwischenräume eingeführt, wobei zum Erzeugen eines Reib- und bevorzugt auch Formschlusses zwischen dem jeweiligen Element 13 und den beiden
angrenzenden Profilen 1 1 , 12 das jeweilige Element 13 verformt wird. Figur 2 zeigt schematisch diesen Übergang einer Anordnung der Elemente 13 in den zugehörigen Zwischenräumen 15 mit Spiel (Figur 2, oben) zu einer spielfreien reib- und
formschlüssigen Anordnung der Elemente 13 in den zugehörigen Zwischenräumen 15 (Figur 2, unten). Hierbei vergrößert sich der Außendurchmesser D der Rohre 13 auf einen größeren Außendurchmesser D'.
Fig. 3 zeigt schließlich eine Möglichkeit zum Aufweiten der Hohlprofile (z.B. Rohre) bzw. Elemente 13 zwecks Herstellung des jeweiligen Reibschlusses bzw. Reib- und Formschlusses. Hierbei wird in den Innenraum 13a des jeweiligen mit Spiel in den zugehörigen Zwischenraum 15 angeordneten Hohlprofils 13 eine Sonde 20 eingeführt, die insbesondere mit einem umlaufenden Flansch 20a auf den Profilen 1 1 , 12 stirnseitig aufliegt, wobei ein vom Flansch 20a abstehender Abschnitt 20b der Sonde in den Innenraum 13a des betreffenden Hohlprofils 13 hineinsteht. Dieser Abschnitt 20b der Sonde 20 ist an seinen beiden Enden mit je einer umlaufenden Dichtung 23 (z.B. in Form eines O-Ringes) gegenüber dem Innenraum 13a des jeweiligen Hohlprofils 13 abgedichtet.
Ein Hydraulikfluid F, z.B. Wasser oder Öl, wird nun über eine Zuleitung 24 in einen von der Sonde ausgebildeten Kanal 21 gegeben, der in laterale Öffnungen 22 des
Abschnitts 20b der Sonde 20 mündet, so dass das Fluid F die Innenwand des jeweiligen Hohlprofils 13 beaufschlagen kann. Hierdurch wird eine Aufweitung des jeweiligen Hohlprofils 13 auf einen größeren Außendurchmesser D' bewirkt, der das jeweilige Hohlprofil 13 formschlüssig im zugeordneten Zwischenraum 15 bzw. den Ausnehmungen 1 10 und 120 verankert. Die Beaufschlagung mit dem Fluid F wird bevorzugt so vorgenommen, dass das jeweilige Hohlprofil 13 plastisch fließt, um einen möglichst guten Formschluss mit den umgebenden Profilen 1 1 , 12 zu erzielen.
Bezugszeichenliste
Wärmeaustauschpassage 1
Verteilerfin 2
Lamelle, Fin 3
Trennplatte 4
Deckplatte 5a, 5b
Stutzen 6
Sammler, Header 7
Sidebar 8
Ein- oder Austrittsöffnung 9
Wärmetauscherblock 10a, 10b erste Profile 1 1
Außenseite 1 1 a, 12a
Stirnseite 1 1 b, 12b
Zweite Profile 12
Längserstreckte Elemente 13
Innenraum 13a
Ausnehmungen 1 10, 120
Zwischenraum 15
Sonde 20
Abschnitt 20a
Flansch 20b
Kanal 21
Laterale Öffnung 22
Dichtungen 23
Leitung 24
Plattenwärmeübertrager 100
Außendurchmesser D, D'
Flüssigkeit (z.B. Wasser) F
Richtung R

Claims

Patentansprüche
Plattenwärmeübertrager (100) mit zumindest einem ersten und einem zweiten Wärmeübertragerblock (1 Oa, 10b), wobei jeder Wärmeübertragerblock (1 Oa, 10b) mehrere parallel zueinander angeordnete Trennplatten (4) aufweist, die eine Vielzahl von Wärmeübertragungspassagen (1 ) für an der Wärmeübertragung beteiligte Fluide bilden, und wobei die Wärmeübertragerblöcke (10a, 10b) nach außen durch Deckplatten (5a, 5b) begrenzt sind, wobei eine erste Deckplatte (5a) des ersten Wärmeübertragerblocks (10a) an einer gegenüberliegenden zweiten Deckplatte (5b) des zweiten Wärmeübertragerblocks (10b) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Deckplatte (5a) zumindest ein längserstrecktes erstes Profil (1 1 ) festgelegt ist, und dass an der zweiten Deckplatte (5b) zumindest ein
längserstrecktes sowie parallel zu dem mindestens einen ersten Profil (1 1 ) verlaufendes zweites Profil (12) festgelegt ist, so dass sich die beiden Profile (1 1 , 12) in einer parallel zu den Deckplatten (5a, 5b) verlaufenden Richtung (R) einander gegenüberliegen, wobei zwischen den beiden Profilen ein Zwischenraum (15) vorhanden ist, in dem ein längs erstrecktes Element (13) reibschlüssig mit den beiden Profilen (1 1 , 12) angeordnet ist, so dass die beiden Deckplatten (5a, 5b) und damit die beiden Wärmeübertragerblöcke (10a, 10b) aneinander festgelegt sind, wobei das längserstreckte Element (13) als Hohlprofil ausgebildet ist.
Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das längserstreckte Element (13) sowohl in eine Ausnehmung (1 10) des ersten Profils (1 1 ) als auch in eine Ausnehmung (120) des zweiten Profils (12) eingreift, wobei die beiden Ausnehmungen (120) jeweils einen Bereich des Zwischenraumes (15) bilden und in der besagten Richtung (R) einander gegenüberliegen sowie einander zugewandt sind.
Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das längserstreckte Element (13) reib- und formschlüssig in den beiden
Ausnehmungen angeordnet ist. Plattenwärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (1 10, 120) als im Querschnitt konkave Mulden, insbesondere als im Querschnitt halbkreisförmige Mulden, ausgebildet sind, oder dass die Ausnehmungen (1 10, 120) als im Querschnitt dreieckförmige Mulden ausgebildet sind.
Plattenwärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen des Reibschlusses oder des Reib- und Formschlusses der Querschnitt des im Zwischenraum (15) angeordneten längs erstreckten Elementes (13) durch Verformen des längs
erstreckten Elementes (13) aufgeweitet ist.
Plattenwärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Profil (1 1 ) an der ersten Deckplatte (5a) festgelötet oder festgeschweißt ist und/oder dass das mindestens eine zweite Profil (12) an der zweiten Deckplatte (5b) festgelötet oder
festgeschweißt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Plattenwärmeübertragers (100) aus zumindest einem ersten und einem zweiten Wärmeübertragerblock (10a, 10b), wobei jeder Wärmeübertragerblock (10a, 10b) mehrere parallel zueinander angeordnete Trennplatten (4) aufweist, die eine Vielzahl von Wärmeübertragungspassagen (1 ) für an der Wärmeübertragung beteiligte Fluide bilden, und wobei die
Wärmeübertragerblöcke (10a, 10b) nach außen durch Deckplatten (5a, 5b) begrenzt sind, wobei an einer ersten Deckplatte (5a) des ersten
Wärmeübertragerblocks zumindest ein längserstrecktes erstes Profil (1 1 ) festgelegt wird, und wobei an einer zweiten Deckplatte (5b) des zweiten
Wärmeübertragerblocks (10b) zumindest ein zweites Profil (12) festgelegt wird, wobei die beiden Deckplatten (5a, 5b) derart einander gegenüberliegend angeordnet werden, dass die beiden Profile (1 1 , 12) in einer parallel zu den beiden Deckplatten (5a, 5b) verlaufenden Richtung einander gegenüberliegen, wobei zwischen den beiden Profilen (1 1 , 12) ein Zwischenraum (15) vorhanden ist, in dem ein längs erstrecktes Element (13) reibschlüssig mit den beiden Profilen (1 1 , 12) angeordnet wird, so dass die beiden Deckplatten (5a, 5b) und damit die beiden Wärmeübertragerblöcke (10a, 10b) aneinander festgelegt werden, wobei das längserstreckte Element (13) als Hohlprofil ausgebildet ist. 8. Plattenwärmeübertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das längserstreckte Element so in dem Zwischenraum (15) angeordnet wird, dass es in eine Ausnehmung (1 10) des ersten Profils (1 1 ) sowie in eine Ausnehmung (120) des zweiten Profils (12) eingreift, wobei die beiden Ausnehmungen einander entlang der besagten Richtung (R) gegenüberliegen und einander zugewandt sind.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
längserstreckte Element (13) in den beiden Ausnehmungen (1 10, 120) reib- und formschlüssig angeordnet wird. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (1 10, 120) als im Querschnitt konkave Mulden, insbesondere als im Querschnitt halbkreisförmige Mulden, ausgebildet sind, oder dass die
Ausnehmungen (1 10, 120) als im Querschnitt dreieckförmige Mulden ausgebildet sind.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das längserstreckte Element (13) im Zwischenraum (15) angeordnet wird und sodann dessen Querschnitt (D) zum Erzeugen des Reibschlusses oder des Reib- und Formschlusses durch Verformen aufgeweitet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das längserstreckte Element (13) hydraulisch im Querschnitt aufgeweitet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Profil (1 1 ) an der ersten Deckplatte (5a) festgelötet oder festgeschweißt wird und/oder dass das zweite Profil (12) an der zweiten Deckplatte (5b) festgelötet oder festgeschweißt wird.
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