DE102010029287A1 - Layer heat exchanger for high temperatures - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schichtwärmeübertrager (1) für hohe Temperaturen, umfassend einen Schichtbleche (11, 12) und Deckbleche (9, 10) aufweisenden Schichtblock (2) sowie ein den Schichtblock (2) aufnehmendes Gehäuse (7).
Es wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse (7) eine hohe Warmfestigkeit, verbunden mit einer hohen Steifigkeit, und der Schichtblock (2) einen relativ zum Gehäuse (7) weichen und zähen Kern aufweisen.The invention relates to a layer heat exchanger (1) for high temperatures, comprising a laminations (11, 12) and cover plates (9, 10) having layer block (2) and a layer block (2) receiving the housing (7).
It is proposed that the housing (7) has a high heat resistance, combined with a high rigidity, and the layer block (2) has a soft and tough core relative to the housing (7).

Figure 00000001
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Description

Die Erfindung betrifft einen Schichtwärmeübertrager für hohe Temperaturen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a layer heat exchanger for high temperatures according to the preamble of claim 1.

Schichtwärmeübertrager sind bekannt – sie bestehen aus einem Schichtblock, der aus gestapelten Schicht- und Deckblechen aufgebaut ist und dem Wärmeaustausch zwischen zwei Medien dient, sowie einem Gehäuse, welches den Schichtblock aufnimmt, abdichtet sowie Anschlüsse für die Zufuhr und Abfuhr der Medien aufweist. Derartige Schichtwärmeübertrager zeichnen sich durch eine hohe spezifische Wärmeübertragungsleistung, bezogen auf ihr Volumen, aus.Bed heat exchanger are known - they consist of a layer block, the consists of stacked layer and cover plates and the heat exchange between two media, as well as a housing, which the layer block receives, seals and connections for has the supply and removal of the media. Such layer heat exchanger characterized by a high specific heat transfer performance, based on their volume, off.

Durch die DE 103 28 274 A1 der Anmelderin wurde ein derartiger Schichtwärmeübertrager sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Der Schichtblock des bekannten Wärmeübertragers weist Trenn- und Deckplatten auf, welche vollflächig, d. h. an ihren Kontaktstellen miteinander verlötet sind. Dadurch entsteht ein relativ steifer Schichtblock, der mit dem Gehäuse verschweißt und/oder verlötet wird. Ein ähnlicher Schichtwärmeübertrager wurde durch die DE 10 2007 006 615 A1 bekannt. Durch die DE 10 2006 011 508 A1 der Anmelderin wurde ein Schichtwärmeübertrager mit einem Schichtblock aus Schichtblechen bekannt, welche einen um 180° umgebogenen Randbereich aufweisen, der stoffschlüssig mit einem ähnlichen Randbereich eines benachbarten Schichtblechs verbunden wird, insbesondere durch Löten unter Verwendung von Lotklebestreifen. Dadurch wird der Vorteil eines Schichtwärmeübertragers mit einem hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften relativ weichen Schichtblock geschaffen, der aber trotzdem eine hohe Dichtigkeit aufweist.By the DE 103 28 274 A1 the applicant has been known such a layer heat exchanger and a method for its preparation. The layer block of the known heat exchanger has separating and cover plates, which are soldered over the entire surface, ie at their contact points. This creates a relatively rigid layer block, which is welded to the housing and / or soldered. A similar layer heat exchanger was by the DE 10 2007 006 615 A1 known. By the DE 10 2006 011 508 A1 The applicant was a layer heat exchanger with a layer block of laminated sheets known, which have a bent over 180 ° edge region, which is materially connected to a similar edge region of an adjacent laminated sheet, in particular by soldering using solder strips. As a result, the advantage of a Schichtwärmeübertragers is provided with a respect to its mechanical properties relatively soft layer block, but still has a high density.

Durch die DE 10 2007 008 341 A1 der Anmelderin wurde ein Schichtwärmeübertrager zur Verwendung als Hochtemperatur-Wärmeübertrager, insbesondere in der Peripherie einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle (Solid Oxide Fuel Cell = SOFC) bekannt. Derartige Hochtemperatur-Brennstoffzellen werden zur Bereitstellung von elektrischer Energie in Kraftfahrzeugen als so genannte APU (Auxiliary Power Unit) eingesetzt. Wärmeübertrager für SOFC dienen beispielsweise der Aufheizung von Prozessluft und werden mit heißen Verbrennungsgasen in einem Temperaturbereich von ca. 950°Celsius beaufschlagt. Diese stark und schnell wechselnde Temperaturbeaufschlagung führt in der Wärmeübertragerstruktur zu thermomechanischen Spannungen, welche zu Problemen hinsichtlich der Dichtigkeit des Schichtblockes im Inneren und einer Dichtigkeit des Wärmeübertragers nach außen führen. Um diesem Problem zu begegnen, wurde bei dem durch die DE 10 2007 008 341 A1 bekannten Schichtwärmeübertrager vorgeschlagen, den Schichtblock nur stirnseitig zu verlöten, sodass jegliche innere Verlötung der Schichtbleche vermieden wird. Vorteilhaft bei einem derartig nur außen verlöteten Schichtblock ist, dass die Schichtbleche den Spannungen besser durch elastische oder gegebenenfalls plastische Verformungen ausweichen können. Dies führt zu einer Verringerung der Schäden; reicht aber nicht aus.By the DE 10 2007 008 341 A1 The applicant was a layer heat exchanger for use as a high-temperature heat exchanger, in particular in the periphery of a high-temperature fuel cell (Solid Oxide Fuel Cell = SOFC) known. Such high-temperature fuel cells are used to provide electrical energy in motor vehicles as so-called APU (Auxiliary Power Unit). Heat exchangers for SOFC are used, for example, for heating process air and are exposed to hot combustion gases in a temperature range of approx. 950 ° Celsius. This strongly and rapidly changing temperature application leads to thermo-mechanical stresses in the heat exchanger structure, which lead to problems with regard to the tightness of the layer block in the interior and a tightness of the heat exchanger to the outside. To counter this problem, was by the DE 10 2007 008 341 A1 known layer heat exchanger proposed to solder the layer block only the front side, so that any inner soldering of the laminations is avoided. It is advantageous in the case of such a layer block soldered on the outside only that the laminations can better avoid the stresses by means of elastic or optionally plastic deformations. This leads to a reduction of damage; is not enough.

Eine andere Lösung des Problems der thermisch bedingten mechanischen Spannungen wurde von der Anmelderin in der DE 10 2007 056 182 A1 für einen Schichtwärmeübertrager vorgeschlagen, wobei der Schichtblock innerhalb des Gehäuses durch eine Entkopplungsvorrichtung elastisch abgestützt ist. Thermisch bedingte Dehnungen des Schichtblockes, der in sich steif ist, werden durch die Entkoppelungsvorrichtung, z. B. in Form von Mineralfasermatten kompensiert und somit vom Gehäuse ferngehalten. Der Schichtblock ist quasi schwimmend innerhalb des Gehäuses gelagert und kann vorteilhaft für hohe Temperaturdifferenzen bis zu 900°Celsius eingesetzt werden. Nachteilig ist hier jedoch die konstruktionsbedingt hohe innere Leckrate des Wärmeübertragers.Another solution to the problem of thermally induced mechanical stresses has been described by the Applicant in the DE 10 2007 056 182 A1 proposed for a layer heat exchanger, wherein the layer block is elastically supported within the housing by a decoupling device. Thermally induced strains of the layer block, which is stiff in itself, are determined by the decoupling device, for. B. compensated in the form of mineral fiber mats and thus kept away from the housing. The layer block is stored virtually floating within the housing and can be used advantageously for high temperature differences up to 900 ° Celsius. The disadvantage here, however, is the design-related high internal leakage rate of the heat exchanger.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schichtwärmeübertrager der eingangs genannten Art derart zu gestalten und auszulegen, dass er hohen Temperaturen, insbesondere zyklisch auftretenden Temperaturwechselbeanspruchungen bis ca. 950°Celsius standhält, sodass eine hinreichende innere Dichtigkeit, insbesondere jedoch eine absolute Dichtigkeit des Wärmeübertragers nach außen während des Betriebes gewährleistet ist. Die äußere Dichtigkeit ist beispielsweise bei der Anwendung des Wärmeübertragers für SOFC-Systeme besonders wichtig.It The object of the present invention is a layer heat exchanger of the type mentioned above to design and interpret that he high temperatures, in particular cyclically occurring thermal cycling up to about 950 ° Celsius, so that a sufficient inner Tightness, but in particular an absolute tightness of the heat exchanger guaranteed to the outside during operation is. The outer tightness is for example when using the heat exchanger for SOFC systems particularly important.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The The object of the invention is characterized by the features of claim 1 solved. Advantageous embodiments emerge the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist der Schichtwärmeübertrager durch ein Gehäuse mit hoher Warmfestigkeit und Steifigkeit sowie einen Schichtblock mit einem relativ zum Gehäuse weichen und zähen Kern gekennzeichnet. Das Gehäuse bildet somit gegenüber dem Schichtblock ein relativ steifes Widerlager, welches aufgrund seiner erfindungsgemäßen Auslegung, insbesondere bei hohen Temperaturen in der Lage ist, die vom Schichtblock ausgehenden, thermisch bedingten Dehnungskräfte aufzunehmen. Aufgrund dieses festen Widerlagers wird sich der weiche und zähe Kern des Schichtblockes elastisch oder auch teilweise plastisch – was in Kauf genommen wird – verformen. Es hat sich überraschend gezeigt, dass die innere Undichtigkeit des erfindungsgemäßen Schichtwärmeübertragers deutlich geringer ist als bei den oben genannten bekannten Schichtwärmeübertragern. Die innere Undichtigkeit entsteht im Betrieb, z. B. bei der Verwendung des Wärmeübertragers in der Peripherie einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle, dadurch, dass beim Kaltstart 900 bis 950°Celsius heißes Gas auf den kalten Schichtblock trifft. Die dünnen Schichtbleche heizen sich schneller auf als das dickere Gehäusematerial, sodass durch die so vorgegebene thermische Ausdehnung ε der Bleche entsprechend dem Hookeschen Gesetz eine Kraft F ~ E·ε (E = Elastizitätsmodul) auf das Gehäuse entsteht. Wenn das Gehäuse erfindungsgemäß eine ausreichend hohe Warmfestigkeit der durch die Bleche ausgeübten Kraft entgegensetzt, werden sich eher die Schichtbleche im Inneren (des Schichtblockes) elastisch oder plastisch verformen und dadurch die Kraft abbauen. Dabei wird in Kauf genommen, dass die Schichtbleche im Inneren bei oftmaliger Wiederholung des Kaltstarts gegebenenfalls beschädigt werden, d. h. erfindungsgemäß wird eine relative innere Undichtigkeit zugelassen. Vorteilhaft ist, dass die Beschädigungen lokal begrenzt sind, und zwar auf die Bereiche, die die höchsten Temperaturen erreichen. Dies begrenzt die innere Undichtigkeit. Inwieweit sich eine innere Undichtigkeit im Betrieb ausbildet, hängt von der Wahl der Werkstoffe, insbesondere des Werkstoffs des Schichtblechs ab. Die äußere Dichtigkeit ist jedoch zwingend gewährleistet, d. h. es wird in jedem Falle verhindert, dass 950°Celsius heiße Gase, die auch Wasserstoff enthalten können, nach außen austreten.According to the invention, the layer heat exchanger is characterized by a housing with high heat resistance and rigidity and a layer block with a soft and tough core relative to the housing. The housing thus forms with respect to the layer block a relatively rigid abutment, which is due to its design according to the invention, in particular at high temperatures in a position to absorb the thermally induced strain forces emanating from the layer block. Because of this fixed abutment, the soft and tough core of the layer block will be elastic or even partially plastic - which is accepted - deform. It has surprisingly been found that the internal leakage of the Schichtwärmeübertragers invention is significantly lower as in the above-mentioned known Schichtwärmeübertragern. The internal leakage arises during operation, z. Example, when using the heat exchanger in the periphery of a high-temperature fuel cell, characterized in that when cold 900 to 950 ° C hot gas strikes the cold layer block. The thin laminations heat up faster than the thicker housing material, so that by the so specified thermal expansion ε of the sheets according to Hooke's law, a force F ~ E · ε (E = modulus of elasticity) is formed on the housing. According to the invention, if the housing opposes a sufficiently high heat resistance of the force exerted by the sheets, the laminated sheets in the interior (of the layer block) will deform elastically or plastically and thereby reduce the force. It is accepted that the laminations are damaged in the interior if repeated repetition of the cold start if necessary, ie according to the invention a relative internal leakage is allowed. It is advantageous that the damage is locally limited, to the areas that reach the highest temperatures. This limits the internal leakage. The extent to which internal leakage forms in the company depends on the choice of materials, in particular the material of the laminated sheet. However, the external tightness is imperatively ensured, ie it is prevented in any case that 950 ° Celsius hot gases, which may also contain hydrogen, escape to the outside.

Im Folgenden werden beispielhaft Werkstoffe und konstruktive Ausführungen für Gehäuse und Schicht- und Deckblech genannt, die den vorgenannten Kriterien genügen.in the The following are examples of materials and constructive designs called for housing and layer and cover plate, meet the above criteria.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse aus einem Werkstoff mit einer hohen Warmfestigkeit hergestellt. Unter hoher Warmfestigkeit ist eine hohe Warmstreckgrenze σ0,2 zu verstehen. Bevorzugt sind dies Nickel-Legierungen, insbesondere ein gut verfügbarer hochwarmfester Werkstoff mit der Werkstoff-Nr. 2.4856 gemäß DIN EN 10095 und der Werkstoffbezeichnung NiCr22Mo9Nb. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch ein gutes mechanisches Verhalten bei Temperaturen über 500°Celsius aus. So liegt die Streckgrenze dieses Materials bei 900°C bei hohen 200 N/mm2.According to a preferred embodiment, the housing is made of a material having a high heat resistance. High hot strength is to be understood as meaning a high hot-strength limit σ 0.2 . These are preferably nickel alloys, in particular a readily available highly heat-resistant material with the material no. 2.4856 according to DIN EN 10095 and the material designation NiCr22Mo9Nb. This material is characterized by a good mechanical behavior at temperatures above 500 ° Celsius. Thus, the yield strength of this material is 900 ° C at high 200 N / mm 2 .

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können als Werkstoffe für das Gehäuse auch austenitische Hochtemperaturedelstähle mit der Werkstoff-Nr. 1.4876 und der Werkstoffbezeichnung X10NiCrAlTi 32-20 oder mit der Werkstoff-Nr. 1.4835 verwendet werden. Diese Werkstoffe sind kostengünstiger als die vorgenannte Nickellegierung, weisen allerdings nicht die sehr hohe Warmfestigkeit des Werkstoffes mit der Werkstoff-Nr. 2.4856 auf.To Another preferred embodiment as materials for the housing also austenitic High-temperature stainless steels with the material no. 1.4876 and the material designation X10NiCrAlTi 32-20 or with the material no. 1.4835 be used. These materials are cheaper than the aforementioned nickel alloy, but do not show the very high heat resistance of the material with the material no. 2.4856 on.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Deck- und Schichtbleche aus einem Werkstoff hergestellt, der gegenüber dem Werkstoff des Gehäuses eine geringere Warmfestigkeit, insbesondere eine geringe Warmstreckgrenze σ0,2 aufweist. Durch diese Paarung von Werkstoffen unterschiedlicher Warmfestigkeit für das Gehäuse einerseits und den Schichtblock andererseits wird das oben genannte Dehnverhalten des Schichtblockes bei hohen Temperaturbeanspruchungen erreicht, d. h. es werden eine hinreichende innere Dichtigkeit und eine vollständige äußere Dichtigkeit sichergestellt.According to a further preferred embodiment, the cover plates and laminations are made of a material which has a lower heat resistance compared to the material of the housing, in particular a low hot elastic limit σ 0.2 . By this combination of materials of different heat resistance for the housing on the one hand and the layer block on the other hand, the above-mentioned expansion behavior of the layer block is achieved at high temperature stresses, ie, a sufficient inner tightness and a complete outer tightness are ensured.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird für den Werkstoff der Schicht- und Deckbleche ein Hochtemperaturedelstahl mit der Werkstoff-Nr. 1.4876 und der Werkstoffbezeichnung X10NiCrAlTi 32-20 gewählt, welcher besonders auf den oben erwähnten Gehäusewerkstoff mit der Nr. 2.4856 abgestimmt ist. Sollte der Schichtblechwerkstoff 1.4876 zu inakzeptabel großen inneren Beschädigungen führen, kann auch ein relativ kostengünstiger Ni-Basiswerkstoff wie der 2.4851 (NiCr23Fe) als Schichtblechmaterial verwendet werden. 2.4851 weist gegenüber 1.4876 eine höhere Warmfestigkeit auf, jedoch eine niedrigere als 2.4856.To Another preferred embodiment is for the material of the coating and cover sheets a high-temperature stainless steel with the material no. 1.4876 and the material designation X10NiCrAlTi 32-20, which is especially on the above mentioned Housing material with the No. 2.4856 is tuned. Should the laminated sheet 1.4876 too unacceptably large can cause internal damage, can also be a relative inexpensive Ni base material like the 2.4851 (NiCr23Fe) be used as a laminated sheet material. 2.4851 points opposite 1.4876 has a higher heat resistance but a lower one as 2.4856.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann für den Werkstoff der Schicht- und Deckbleche auch ein ferritischer Werkstoff gewählt werden. Mit Blick auf die Anwendung des Schichtwärmeübertragers in der Peripherie der SOFC wird als ferritischer Werkstoff insbesondere ein Al-haltiges Material gewählt, da dieses Material eine hohe Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit und niedrige Cr-Abdampfung aufweist. Beispielsweise ist ein Werkstoff mit der Werkstoff-Nr. 1.4725 gemäß DIN 17470 und der Werkstoffbezeichnung CrAl14 4 geeignet.According to a further preferred embodiment, a ferritic material can also be selected for the material of the layer and cover plates. In view of the application of the Schichtwärmeübertragers in the periphery of the SOFC is selected as the ferritic material, in particular an Al-containing material, since this material has a high high temperature corrosion resistance and low Cr evaporation. For example, a material with the material no. 1.4725 according to DIN 17470 and the material designation CrAl14 4 suitable.

Alternativ kann ein weiterer ferritischer Werkstoff mit der Werkstoff-Nr. 1.4767 gemäß DIN 17470 und der Werkstoffbezeichnung CrAl20 5 gewählt werden. Diese ferritischen Werkstoffe sind besonders vorteilhaft bei einer Paarung mit den oben genannten austenitischen Gehäusewerkstoffen mit den Werkstoff-Nummern 1.4876 (Werkstoffbezeichnung: X10NiCrAlTi 32-20) oder 1.4835. Ein Vorteil bei der Verwendung von ferritischen Edelstählen für Schicht- und Deckbleche ist deren hohe Bruchdehnung, d. h. die Schichtbleche verformen sich zwar plastisch, weisen aber wegen ihrer großen Warmduktilität nur eine geringfügige Neigung auf, Undichtigkeiten wie Risse zu entwickeln. Es soll betont werden, dass die üblichen Vorbehalte bezüglich unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten beim Verschweißen von Ferriten und Austeniten hier nicht zum Tragen kommen, da die Ausdehungskoeffizienten der hier gewählten ferritischen FeCrAl- und der austenitischen Ni-Legierungen nur geringe Unterschiede aufweisen.Alternatively, another ferritic material with the material no. 1.4767 according to DIN 17470 and the material name CrAl20 5 can be selected. These ferritic materials are particularly advantageous when paired with the austenitic casing materials mentioned above with the material numbers 1.4876 (material designation: X10NiCrAlTi 32-20) or 1.4835. One advantage of the use of ferritic stainless steels for layer and cover sheets is their high elongation at break, ie, the laminations deform plastically, but because of their large hot ductility only a slight tendency to develop leaks such as cracks. It should be emphasized that the usual caveats regarding different coefficients of thermal expansion in the welding of ferrites and austenites do not apply here, since the coefficients of expansion of the ferritic FeCrAl and austenitic ferrites selected here are different Ni alloys have only slight differences.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann bei Verwendung der vorgenannten ferritischen Materialien für Schicht- und Deckbleche vorteilhaft auch ein besonders relativ hochwarmfester ferritischer Werkstoff wie beispielsweise der 1.4750 für das Gehäuse gewählt werden.To Another preferred embodiment may be in use the aforesaid ferritic materials for layered and cover sheets advantageously also a particularly relatively high-temperature resistant ferritic material such as the 1.4750 for the housing can be chosen.

Alternativ oder auch kumulativ zu den vorgenannten Werkstoffpaarungen können für das Gehäuse einerseits und die Schicht- und Deckbleche andererseits unterschiedliche Wandstärken gewählt werden, d. h. eine große Wandstärke für das Gehäusematerial und eine erheblich geringere Wandstärke für das Blechmaterial. Durch diese Dimensionierung der Wandstärken werden ein steifes Gehäuse und ein weicher, elastisch verformbarer Kern des Schichtblockes mit den vorgenannten Vorteilen einer inneren und äußeren Dichtigkeit erreicht.alternative or cumulatively to the aforementioned material pairings for the housing on the one hand and the layer and Cover plates on the other hand selected different wall thicknesses be, d. H. a large wall thickness for the housing material and a significantly lower wall thickness for the sheet metal material. By dimensioning the wall thicknesses Become a rigid housing and a softer, elastically deformable Core of the layer block with the aforementioned advantages of an inner and outer Tightness achieved.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandstärke des Gehäuses ca. 1,5 mm und die der Schichtbleche ca. 0,3 mm. Die Wandstärke des Gehäusematerials kann andererseits zur Wandstärke des Schicht- und Deckblechmaterials relativ gering sein, wenn die Warmfestigkeit des Gehäusematerials relativ zur Warmfestigkeit des Schichtblechmaterials hoch ist. Besonders bevorzugt ist es demgemäß, wenn das Gehäusematerial aus einem hochwarmfesten Werkstoff geringer Dicke, wie beispielsweise 2.4856 mit 1,0 mm oder 0,5 mm Wandstärke und das Schicht- und/oder Deckplattenmaterial aus einem weichen Material wie die vorher genannten FeCrAl-Legierungen besteht. Der besonders geringe Masseunterschied zwischen Gehäuse einerseits und Schicht- und Deckblechen andererseits führt zu besonders niedrigen thermischen Spannungen. Ein Al-Gehalt von ≥ 2%, besonders bevorzugt ≥ 3% ist hierbei besonders dienlich.To a preferred embodiment is the Wall thickness of the housing about 1.5 mm and the Laminated sheets approx. 0.3 mm. The wall thickness of the housing material On the other hand, the wall thickness of the layer and cover sheet material be relatively low, if the heat resistance of the housing material is high relative to the heat resistance of the laminated sheet material. Especially it is accordingly preferred if the housing material from a high heat resistant material of small thickness, such as 2.4856 with 1.0 mm or 0.5 mm wall thickness and the layer and / or cover sheet material made of a soft material such as previously mentioned FeCrAl alloys. The very small one Mass difference between housing on the one hand and layer and cover sheets on the other hand leads to particularly low thermal stresses. An Al content of ≥ 2%, especially preferably ≥ 3% is particularly useful here.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist alternativ oder kumulativ vorgesehen, dass die Schicht- und Deckbleche nur stirnseitig an ihren Dichtkanten stoffschlüssig miteinander verbunden werden, vorzugsweise durch Löten oder Schweißen. Stege oder Noppen, die sich im Inneren des Wärmeübertragers befinden oder von außen ins Innere des Wärmeübertragers führen, sollen somit nicht oder zumindest in möglichst geringem Umfang stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Damit wird der Vorteil erreicht, dass der Schichtblock nach außen sicher abgedichtet ist und innen in seinem Kern weich und elastisch verformbar bleibt.To Another preferred embodiment is alternative or cumulatively provided that the layer and cover sheets only frontally at their sealing edges cohesively with each other be connected, preferably by soldering or welding. Webs or pimples, located inside the heat exchanger or from the outside to the inside of the heat exchanger lead, should not, or at least as possible Small extent cohesively connected to each other. This provides the advantage that the layer block to the outside is securely sealed and inside in its core soft and elastic remains deformable.

In einer alternativen Bauform sind das Gehäuse und die Deckbleche aus demselben hochwarmfesten Material und lediglich die Schichtbleche sind aus dem weichen Werkstoff.In an alternative design, the housing and the cover plates from the same refractory material and only the laminations from the soft material.

Schließlich können nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform Gehäuse sowie Schicht- und Deckbleche aus demselben Werkstoff hergestellt sein. Dabei kann der weiche Kern des Schichtblocks durch eine geringere Blechwandstärke gegenüber der Wandstärke des Gehäuses und/oder durch stirnseitiges Verlöten oder Verschweißen des Schichtblockes erreicht werden.After all can according to another preferred embodiment Housing and layer and cover plates made of the same material be prepared. In this case, the soft core of the layer block by a lower sheet wall thickness compared to the wall thickness of the housing and / or by frontal soldering or welding the layer block can be achieved.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Schichtwärmeübertragers erweist sich insbesondere in der Peripherie einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle, bevorzugt bei Kraftfahrzeugen als vorteilhaft, um die dort geltenden strengen Auflagen im Hinblick auf eine innere und äußere Dichtigkeit des Wärmeübertragers zu erfüllen.The Application of the Schichtwärmeübertragers invention proves especially in the periphery of a high-temperature fuel cell, preferred in motor vehicles as advantageous to the applicable there strict requirements with regard to internal and external To fulfill the tightness of the heat exchanger.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigenOne Embodiment of the invention is in the drawing and will be described in more detail below. It demonstrate

1 einen Schichtwärmeübertrager in Explosivdarstellung und 1 a layer heat exchanger in an exploded view and

1a einen Schichtblock in Explosivdarstellung. 1a a layer block in explosive representation.

1 zeigt einen Schichtwärmeübertrager 1 in Explosivdarstellung. Ein solcher Schichtwärmeübertrager 1 ist hinsichtlich seines Aufbaus aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt. Im Inneren des Schichtwärmeübertragers 1 ist ein teilweise dargestellter Schichtblock 2 angeordnet, welcher im Kreuzstrom von zwei Medien durchströmbar ist. Der Schichtblock 2 wird von vier Gehäusekästen 3, 4, 5, 6 aufgenommen, welche ihrerseits Anschlussstutzen 3a, 4a, 5a, 6a für die Zufuhr und die Abfuhr der den Schichtblock 2 durchströmenden Medien aufweisen. Die vier Gehäusekästen 3, 4, 5, 6 einschließlich der Anschlussstutzen 3a, 4a, 5a, 6a werden im Folgenden auch zusammenfassend als Gehäuse 7 bezeichnet. Schichtblock 2 und Gehäuse 7 sind insgesamt durch zwölf Schweißnähte miteinander verbunden, von denen beispielhaft die Schweißnähte 8a, 8b, 8c bezeichnet sind. 1 shows a layer heat exchanger 1 in an exploded view. Such a layer heat exchanger 1 is known in terms of its structure from the aforementioned prior art. Inside the Schichtwärmeübertragers 1 is a partially displayed layer block 2 arranged, which can be flowed through in cross-flow of two media. The shift block 2 comes from four case boxes 3 . 4 . 5 . 6 taken, which in turn connecting piece 3a . 4a . 5a . 6a for the supply and the discharge of the shift block 2 have flowing media. The four housing boxes 3 . 4 . 5 . 6 including the connecting pieces 3a . 4a . 5a . 6a will be summarized below as housing 7 designated. layer block 2 and housing 7 are connected by a total of twelve welds, of which, for example, the welds 8a . 8b . 8c are designated.

In 1a ist der Schichtblock 2 gemäß 1 schematisch durch eine untere Deckplatte 9 und eine obere Deckplatte 10 sowie durch zwei Schichtplatten 11, 12, dargestellt. Die Schichtplatten 11, 12, auch Schichtbleche 11, 12, genannt, sind konturiert ausgebildet, d. h. sie weisen (nicht mit Bezugzahlen versehene) sich unter 90° schneidende Strömungskanäle und Dichtkanten 11a, 11b, 12a, 12b auf. Sämtliche Bauteile sind stoffschlüssig miteinander verbunden, vorzugsweise gelötet und/oder geschweißt – wie dies im einzelnen aus dem eingangs genannten Stand der Technik hervorgeht, auf welchen hiermit verwiesen wird.In 1a is the shift block 2 according to 1 schematically by a lower cover plate 9 and an upper cover plate 10 as well as through two layer plates 11 . 12 represented. The sandwich panels 11 . 12 , also laminated sheets 11 . 12 , called, are formed contoured, ie they have (not provided with reference numbers) at 90 ° intersecting flow channels and sealing edges 11a . 11b . 12a . 12b on. All components are materially interconnected, preferably soldered and / or welded - as is apparent in detail from the aforementioned prior art, to which reference is hereby made.

Erfindungsgemäß weist das Gehäuse 7 in Relation zum Schichtblock 2 eine hohe Warmfestigkeit auf, d. h. die Deckplatten 9, 10 sowie die Schichtplatten oder -bleche 11, 12 weisen eine geringere Warmfestigkeit auf. Dadurch wird für den Schichtblock 2 ein weicher und zäher Kern erreicht, welcher in der Lage ist, sich bei hohen temperaturbedingten Dehnungen im inneren Bereich elastisch oder plastisch zu verformen, beispielsweise zu wölben. Das Gehäuse 7 dagegen soll sich aufgrund seiner erhöhten Warmfestigkeit und Steifigkeit möglichst nicht verformen, sondern die aus dem Schichtblock resultierenden Reaktionskräfte aufnehmen.According to the invention, the housing 7 in relation to the shift block 2 a high heat resistance, ie the cover plates 9 . 10 as well as the sandwich panels or sheets 11 . 12 have a lower heat resistance. This will for the shift block 2 achieved a soft and tough core, which is able to deform elastically or plastically at high temperature-induced strains in the inner region, for example, to buckle. The housing 7 On the other hand, it should not deform as much as possible due to its increased heat resistance and rigidity, but instead absorb the reaction forces resulting from the layer block.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Schichtwärmeübertrager 1 in der Peripherie einer nicht dargestellten Hochtemperatur-Brennstoffzelle (SOFC), wie sie für die Bereitstellung von elektrischer Energie in Kraftfahrzeugen als so genannte APU (Auxiliary Power Unit) eingesetzt wird, verwendet. Insbesondere dient der Schichtwärmeübertrager 1 dabei zur Rückgewinnung der Abgaswärme der Brennstoffzelle und der Aufheizung von Prozessluft für die SOFC. Eine derartige Brennstoffzellenanlage wurde durch die US 2003/0031904 A1 bekannt. Die Abgase der SOFC treffen mit einer Temperatur von ca. 950°Celsius auf die Struktur des Schichtwärmeübertragers 1, in welchem die Prozessluft für die Kathode der SOFC auf ca. 750°Celsius aufgeheizt werden soll. Dies würde insbesondere im Kaltstartfall zu starken thermomechanischen Spannungen in der Wärmeübertragerstruktur führen. Aufgrund des zähen und weichen Kerns des erfindungsgemäß ausgelegten Schichtwärmeübertragers 1 können diese Spannungen jedoch durch elastische oder plastische Verformungen des Kerns abgebaut werden. Der Schichtblock 2 stützt sich dabei an dem hochwarmfesten Gehäuse 7 ab, welches die Reaktionskräfte aufnimmt, ohne sich dabei signifikant zu verformen. Der Schichtwärmeübertrager 1 bleibt daher in jedem Fall nach außen dicht, sodass keine heißen Abgase aus dem System austreten können. Möglich ist, dass die Schichtbleche über ihre Streckgrenze hinaus, d. h. bleibend verformt werden. Dies kann jedoch in Kauf genommen werden, da derartige Beschädigungen lokal auf die Bereiche begrenzt sind, wo die höchsten Temperaturen erreicht werden. Dadurch ist die innere Undichtigkeit des Schichtwärmeübertragers 1 begrenzt.According to a preferred embodiment, the layer heat exchanger 1 in the periphery of a high-temperature fuel cell (SOFC), not shown, as used for the provision of electrical energy in motor vehicles as so-called APU (Auxiliary Power Unit) used. In particular, the layer heat exchanger serves 1 thereby recovering the exhaust gas heat of the fuel cell and the heating of process air for the SOFC. Such a fuel cell system was by the US 2003/0031904 A1 known. The exhaust gases of the SOFC strike the structure of the layer heat exchanger at a temperature of approx. 950 ° Celsius 1 , in which the process air for the cathode of SOFC to be heated to about 750 ° Celsius. This would lead to strong thermo-mechanical stresses in the heat exchanger structure, in particular in the cold start case. Due to the tough and soft core of the invention designed Schichtwärmeübertragers 1 However, these stresses can be reduced by elastic or plastic deformation of the core. The shift block 2 relies on the highly heat-resistant housing 7 which absorbs the reaction forces without significantly deforming. The layer heat exchanger 1 therefore remains tight in any case to the outside, so that no hot exhaust gases can escape from the system. It is possible that the laminations beyond their yield strength, ie permanently deformed. However, this can be accepted, since such damage is locally limited to the areas where the highest temperatures are reached. This is the internal leakage of the Schichtwärmeübertragers 1 limited.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden für das Gehäuse 7 und die Schicht- und Deckbleche 9, 10, 11, 12 Werkstoffe mit unterschiedlichen Warmfestigkeitswerten gewählt, wobei insbesondere auf die Warmstreckgrenze σ0,2 abgestellt wird. Bevorzugt wird für das Gehäuse 7, also die Gehäusekästen 3, 4, 5, 6 als Werkstoff eine Nickellegierung mit der Werkstoff-Nr. 2.4856 und der Werkstoffbezeichnung NiCr22Mo9Nb gemäß DIN EN 10095 gewählt. Dagegen ist als Werkstoff für die Deck- und Schichtbleche 9, 10, 11, 12 ein Werkstoff mit geringerer Warmfestigkeit, nämlich ein warmfester Hochtemperaturedelstahl, z. B. mit der Werkstoff-Nr. 1.4876 vorgesehen. Der Gehäusewerkstoff mit der Werkstoff-Nr. 2.4856 weist bei 760°Celsius eine Streckgrenze von σ0,2 = 345 MPa auf, während die entsprechende Warmstreckgrenze bei dem Blechmaterial mit der Werkstoff-Nr. 1.4876 bei nur 90 MPa liegt (1 MPA = 1 N/mm2) Wenn die im Betrieb auftretenden thermomechanischen Spannungen in den Blechen deren Streckgrenze übersteigen, werden diese Spannungen in den Blechen durch plastische Verformung abgebaut, während das Gehäuse allenfalls geringfügig elastisch verformt wird, d. h. am Gehäuse treten keinen bleibenden Schäden auf, der Schichtwärmeübertrager bleibt nach außen sicher dicht. Für höhere thermomechanische Ansprüche an das Schichtblechmaterial kann der Ni-Basis Werkstoff 2.4851 verwendet werden.According to a preferred embodiment, for the housing 7 and the layer and cover sheets 9 . 10 . 11 . 12 Materials with different heat resistance values selected, in particular on the hot yield strength σ 0,2 is turned off. It is preferred for the housing 7 So the case boxes 3 . 4 . 5 . 6 as material a nickel alloy with the material no. 2.4856 and the material designation NiCr22Mo9Nb according to DIN EN 10095 selected. By contrast, as a material for the cover and laminations 9 . 10 . 11 . 12 a material with lower heat resistance, namely a high-temperature heat-resistant stainless steel, z. B. with the material no. 1.4876 provided. The housing material with the material no. 2.4856 has at 760 ° Celsius a yield strength of σ 0.2 = 345 MPa, while the corresponding hot yield strength in the sheet material with the material no. 1.4876 is only 90 MPa (1 MPA = 1 N / mm 2 ) If the thermomechanical stresses occurring in operation in the sheets exceed their yield strength, these stresses are reduced in the sheets by plastic deformation, while the housing is at most slightly elastically deformed, ie no permanent damage occurs on the housing, the layer heat exchanger remains securely sealed to the outside. For higher thermomechanical demands on the laminated sheet material, the Ni-base material 2.4851 can be used.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können für die Deck- und Schichtbleche 9, 10, 11, 12 des Schichtblockes 2 auch ferritische Werkstoffe, insbesondere Al-haltige ferritische Werkstoffe, vorteilhaft verwendet werden, z. B. mit den Werkzeugnummern 1.4725 oder 1.4767, denen gemäß DIN 17470 die Werkstoffbezeichnungen CrAl14 4 bzw. CrAl20 5 entsprechen. Für diese Blechwerkstoffe, d. h. einen ferritischen Kern des Schichtblockes wäre auch einkostengünstigerer Gehäusewerkstoff vorteilhaft, nämlich ein austenitischer Hochtemperaturedelstahl, z. B. mit den Werkstoff-Nummern 1.4876 oder 1.4835 oder ein ferritischer Edelstahl wie der 1.4750.According to a further preferred embodiment, for the cover and laminated sheets 9 . 10 . 11 . 12 of the shift block 2 also ferritic materials, in particular Al-containing ferritic materials, are advantageously used, for. B. with the tool numbers 1.4725 or 1.4767, according to DIN 17470 the material designations CrAl14 4 and CrAl20 5 correspond. For these sheet materials, ie, a ferritic core of the layer block also cost-effective housing material would be advantageous, namely an austenitic high-temperature stainless steel, z. B. with the material numbers 1.4876 or 1.4835 or a ferritic stainless steel such as the 1.4750.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die vorgenannten Maßnahmen unterschiedlicher Werkstoffe für Gehäuse und Bleche durch konstruktive Maßnahmen unterstützt werden, insbesondere durch die Wahl der Wandstärken. In einer Alternative werden die Wandstärke des Gehäuses 7 bzw. der Gehäusekästen 3, 4, 5, 6 möglichst hoch und die Wandstärke der Deck- und Schichtbleche 9, 10, 11, 12 möglichst niedrig gewählt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist für das Gehäuse 7 eine Wandstärke von ca. 1,5 mm und für die Bleche eine Wandstärke von ca. 0,3 mm vorgesehen. Eine solche Wahl der unterschiedlichen Wandstärken würde die oben genannte Wahl von unterschiedlichen Werkstoffen unterstützen bzw. den erfindungsgemäßen Effekt verstärken.According to a further preferred embodiment of the invention, the aforementioned measures of different materials for housing and sheets can be supported by structural measures, in particular by the choice of wall thicknesses. In an alternative, the wall thickness of the housing 7 or the housing boxes 3 . 4 . 5 . 6 as high as possible and the wall thickness of the cover and laminations 9 . 10 . 11 . 12 chosen as low as possible. In a preferred embodiment is for the housing 7 a wall thickness of about 1.5 mm and for the sheets a wall thickness of about 0.3 mm provided. Such a choice of different wall thicknesses would support the above-mentioned choice of different materials or enhance the effect of the invention.

In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Wandstärke des Gehäuses, d. h. von Kasten- und Deckblechmaterial möglichst niedrig gewählt, beispielsweise zu 1,0 mm oder gar 0,5 mm, im Vergleich zum 0,3 mm oder 0,4 mm dicken Schichtblechwerkstoff. Der Vorteil hierbei ist, dass beim schnellen Aufheizen des aus Schichtblechen gebildeten Blocks der Temperaturunterschied zum Gehäuse gering ist und damit die thermomechanischen Spannungen niedrig sind. Die relative Steifigkeit des Gehäuses muss dann über die Warmfestigkeiten der für das Gehäuse verwendeten Materialien erreicht werden. Eine beispielhafte Kombination an Werkstoffen wären für das Gehäuse (Kasten- und Deckplatten) ein hochwarmfestes Ni-Basis Material, wie beispielsweise 2.4856 oder 2.4851 und für die Schichtbleche (Falzbleche) des Blocks niedrigwarmfestes, aber duktiler ferritischer Edelstahl. Besonders bevorzugt sind dabei Al-haltige ferritische Edelstähle wegen ihrer guten Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit und der niedrigen Cr-Abdampfung.In another particularly preferred embodiment, the wall thickness of the housing, ie selected from box and cover sheet material as low as possible, for example, to 1.0 mm or even 0.5 mm, compared to the 0.3 mm or 0.4 mm thick laminated sheet material. The advantage here is that during rapid heating of the block formed from laminations of the temperature below difference to the housing is low and thus the thermo-mechanical stresses are low. The relative stiffness of the housing must then be achieved through the heat resistance of the materials used for the housing. An exemplary combination of materials would be for the housing (box and cover plates) a high temperature Ni base material such as 2.4856 or 2.4851 and for the laminations of the block low temperature but ductile ferritic stainless steel. Particularly preferred are Al-containing ferritic stainless steels because of their good high temperature corrosion resistance and low Cr evaporation.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die oben genannten erfindungsgemäßen Maßnahmen durch eine geeignete Fügetechnik für den Schichtblock 2 ergänzt und unterstützt werden. So ist nach einem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Schichtblock 2 nur stirnseitig gelötet wird, was an sich bekannt ist, und zwar durch die DE 10 2007 008 341 A1 der Anmelderin. Der Gegenstand dieser Druckschrift wird vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen. Als Vorteil dieser stirnseitigen Verlötung, d. h. ein Verzicht auf eine vollflächige Verlötung der Schichtbleche ergibt sich ein weicher, d. h. beweglicher Kern, da die einzelnen Schichtbleche im Kernbereich aufeinander gleiten können. Es sind somit keine diskreten Strömungskanäle mehr vorhanden, wie dies aus 1a hervorgehen könnte. Ein elastisches Ausweichen gegenüber den im Betrieb auftretenden Thermospannungen wird somit unterstützt. Anstelle des Verlötens besteht auch die Möglichkeit, den Schichtblock 2 lediglich an den Dichtkanten 11a, 11b, 12a, 12b (vgl. 1a) zu verschweißen und auf eine Verlötung völlig zu verzichten. Damit wird eine noch stärkere Beweglichkeit des Schichtblockes 2 bzw. seiner Schichtbleche 11, 12 erreicht.According to a further preferred embodiment of the invention, the abovementioned measures according to the invention can be achieved by a suitable joining technique for the layer block 2 be supplemented and supported. Thus, according to a first embodiment, it is provided that the layer block 2 only the front side is soldered, which is known per se, by the DE 10 2007 008 341 A1 the applicant. The subject matter of this document is incorporated in full in the disclosure of the present application. As an advantage of this frontal soldering, ie a waiver of a full-surface soldering of the laminations results in a soft, ie movable core, since the individual laminations can slide on each other in the core area. There are thus no more discrete flow channels available, as is the case 1a could emerge. An elastic deflection with respect to the thermal stresses occurring during operation is thus supported. Instead of soldering, there is also the option of the shift block 2 only at the sealing edges 11a . 11b . 12a . 12b (see. 1a ) and to completely dispense with a soldering. This results in an even greater mobility of the layer block 2 or its laminated sheets 11 . 12 reached.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es möglich, den gleichen Werkstoff für das Gehäuse 7 und die Deck- und Schichtbleche 9, 10, 11, 12zu wählen, wenn gleichzeitig sichergestellt ist, dass das Gehäuse 7 eine hinreichend größere Warmfestigkeit als der Schichtblock 2 bzw. die Deck- und Schichtbleche 9, 10, 11, 12 aufweist. Dies kann – wie oben ausgeführt – durch entsprechende Wahl der Wandstärken und/oder der geeigneten Fügetechnik erreicht werden.According to another aspect of the invention, it is possible to use the same material for the housing 7 and the cover and laminations 9 . 10 . 11 . 12 to choose, while at the same time ensuring that the housing 7 a sufficiently higher heat resistance than the layer block 2 or the cover and laminations 9 . 10 . 11 . 12 having. This can - as stated above - be achieved by appropriate choice of wall thicknesses and / or the appropriate joining technique.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - DE 102007008341 A1 [0004, 0004, 0034] - DE 102007008341 A1 [0004, 0004, 0034]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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  • - DIN 17470 [0014] - DIN 17470 [0014]
  • - DIN 17470 [0015] - DIN 17470 [0015]
  • - DIN EN 10095 [0030] - DIN EN 10095 [0030]
  • - DIN 17470 [0031] - DIN 17470 [0031]

Claims (17)

Schichtwärmeübertrager (1) für hohe Temperaturen, umfassend einen Schichtbleche (11, 12) und Deckbleche (9, 10) aufweisenden Schichtblock (2) sowie ein den Schichtblock (2) aufnehmendes Gehäuse (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) eine hohe Warmfestigkeit, verbunden mit einer hohen Steifigkeit, und der Schichtblock (2) einen relativ zum Gehäuse (7) weichen und zähen Kern aufweisen.Layer heat exchanger ( 1 ) for high temperatures, comprising a laminations ( 11 . 12 ) and cover sheets ( 9 . 10 ) ( 2 ) as well as the layer block ( 2 ) receiving housing ( 7 ), characterized in that the housing ( 7 ) a high heat resistance, combined with a high rigidity, and the layer block ( 2 ) one relative to the housing ( 7 ) have soft and tough core. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) aus einem Werkstoff mit hoher Warmfestigkeit hergestellt ist.Layer heat exchanger according to claim 1, characterized in that the housing ( 7 ) is made of a material with high heat resistance. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gehäuses (7) eine Nickellegierung mit der Werkstoff-Nr. 2.4856 gemäß DIN EN 10095 und der Werkstoffbezeichnung NiCr22Mo9Nb ist oder ein ferritischer Hochtemperaturedelstahl mit der Werkstoff-Nr. 1.4750.Layer heat exchanger according to claim 2, characterized in that the material of the housing ( 7 ) a nickel alloy with the material no. 2.4856 according to DIN EN 10095 and the material designation NiCr22Mo9Nb or a ferritic high-temperature stainless steel with the material no. 1.4750. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gehäuses (7) ein austenitischer Hochtemperaturedelstahl mit der Werkstoff-Nr. 1.4876 und mit der Werkstoffbezeichnung X10NiCrAlTi 32-20 oder mit der Werkstoff-Nr. 1.4835 und mit der Werkstoffbezeichnung X9CrNiSiNCe 21-11-2 ist.Layer heat exchanger according to claim 2, characterized in that the material of the housing ( 7 ) austenitic high-temperature stainless steel with the material no. 1.4876 and with the material designation X10NiCrAlTi 32-20 or with the material no. 1.4835 and with the material designation X9CrNiSiNCe 21-11-2. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deck- und Schichtbleche (9, 10, 11, 12) aus einem Werkstoff mit geringerer Warmfestigkeit als der Gehäusewerkstoff hergestellt sind.Layer heat exchanger according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the cover and laminations ( 9 . 10 . 11 . 12 ) are made of a material with lower heat resistance than the housing material. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für die Deck- und Schichtbleche (9, 10, 11, 12) ein Hochtemperaturedelstahl mit der Werkstoff-Nr. 1.4876 mit der Werkstoffbezeichnung X10NiCrAlTi 32-20 ist oder ein Ni-Basis Material mit der Werkstoff-Nr. 2.4851 mit der Werkstoffbezeichnung NiCr23Fe.Layer heat exchanger according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the material for the cover and laminations ( 9 . 10 . 11 . 12 ) a high-temperature stainless steel with the material no. 1.4876 with the material designation X10NiCrAlTi 32-20 or a Ni-base material with the material no. 2.4851 with the material designation NiCr23Fe. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für die Deck- und Schichtbleche (9, 10, 11, 12) ein ferritischer Werkstoff mit der Werkstoff-Nr. 1.4725 gemäß DIN 17470 und der Werkstoffbezeichnung CrAl14 4 oder der Werkstoff-Nr. 1.4767 gemäß DIN 17470 mit der Werkstoffbezeichnung CrAl20 5 ist.Layer heat exchanger according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the material for the cover and laminations ( 9 . 10 . 11 . 12 ) a ferritic material with the material no. 1.4725 according to DIN 17470 and the material designation CrAl14 4 or the material no. 1.4767 according to DIN 17470 with the material designation CrAl20 5. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff für die Deck- und Schichtbleche Al mit einem Gehalt von ≥ 2%, besonders bevorzugt von ≥ 3% enthält.Layer heat exchanger according to claim 7, characterized in that the material for the cover and laminated sheets Al with a content of ≥ 2%, especially preferably of ≥ 3%. Schichtwärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Gehäuses (7) im Hinblick auf die Wandstärke der Deck- und Schichtbleche (9, 10, 11, 12) möglichst groß ist.Layer heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the wall thickness of the housing ( 7 ) with regard to the wall thickness of the cover and laminations ( 9 . 10 . 11 . 12 ) is as large as possible. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Gehäuses (7) ca. 1,5 mm beträgt.Layer heat exchanger according to claim 9, characterized in that the wall thickness of the housing ( 7 ) is about 1.5 mm. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Deck- und Schichtbleche (9, 10, 11, 12) ca. 0,5 mm, bevorzugt 0,4 mm, besonders bevorzugt 0,3 mm beträgt.Layer heat exchanger according to claim 9 or 10, characterized in that the wall thickness of the cover and laminations ( 9 . 10 . 11 . 12 ) is about 0.5 mm, preferably 0.4 mm, particularly preferably 0.3 mm. Schichtwärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusewerkstoff aus einem besonders hochwarmfesten Material niedriger Wandstärke, insbesondere 2.4856 mit einer Dicke von 1,0 mm oder 0,5 mm, besteht und das Schicht- und Deckblechmaterial aus besonders weichem und dünnem Material, insbesondere einem ferritischen Werkstoff mit einer Dicke von 0,3 mm oder 0,4 mm, besteht.Layer heat exchanger after a of the preceding claims, characterized in that the housing material of a particularly high heat resistant Low wall thickness material, especially 2.4856 with a thickness of 1.0 mm or 0.5 mm, and the layer and Cover sheet material made of particularly soft and thin material, in particular a ferritic material with a thickness of 0.3 mm or 0.4 mm, exists. Schichtwärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuse- und Deckblechmaterial aus demselben hochwarmfesten Material sind und die Schichtbleche aus dem weichen Werkstoff sind.Layer heat exchanger after a of the preceding claims, characterized in that Housing and cover sheet material from the same heat resistant Material are and the laminations of the soft material. Schichtwärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deck- und Schichtbleche (9, 10, 11, 12) des Schichtblockes (2) stirnseitig stoffschlüssig miteinander verbunden sind.Layer heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the cover and laminations ( 9 . 10 . 11 . 12 ) of the layer block ( 2 ) are materially connected to each other at the front side. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Deck- und Schichtbleche (9, 10, 11, 12) stirnseitig miteinander verlötet sind.Layer heat exchanger according to claim 14, characterized in that the cover and laminations ( 9 . 10 . 11 . 12 ) are soldered on the front side. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtbleche (11, 12) Dichtkanten (11a, 11b, 12a, 12b) aufweisen und dass die Schichtbleche (11, 12) im Bereich ihrer Dichtkanten (11a, 11b, 12a, 12b) miteinander verschweißt sind.Layer heat exchanger according to claim 14, characterized in that the laminations ( 11 . 12 ) Sealing edges ( 11a . 11b . 12a . 12b ) and that the laminations ( 11 . 12 ) in the region of their sealing edges ( 11a . 11b . 12a . 12b ) are welded together. Schichtwärmeübertrager nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) und der Schichtblock (2) aus dem gleichen Werkstoff hergestellt sind.Layer heat exchanger according to claim 1 and one of claims 9 to 16, characterized in that the housing ( 7 ) and the shift block ( 2 ) are made of the same material.
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