DE102011080829A1 - Plate heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher (1) mit einer Deckplatte (2), einer Grundplatte (3) und dazwischen stapelartig angeordneten Wärmetauscherplatten (4), die über Ränder (5) umlaufend fluiddicht miteinander verlötet sind, wobei der Plattenwärmetauscher (1) über die Grundplatte (3) mit einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Grundplatte (3) aus zumindest zwei miteinander verbundenen Platten (6, 7) aufgebaut ist. Hierdurch kann eine leichte, Material sparende und zugleich hinsichtlich ihrer Festigkeit gesteigerte Grundplatte (3) geschaffen werden.The present invention relates to a plate heat exchanger (1) with a cover plate (2), a base plate (3) and interposed stacked heat exchanger plates (4), which are peripherally fluid-tight soldered together by edges (5), wherein the plate heat exchanger (1) on the Base plate (3) with another component, such as an internal combustion engine, is connectable. According to the invention it is provided that the base plate (3) from at least two interconnected plates (6, 7) is constructed. In this way, a lightweight, material-saving and at the same time increased in terms of their strength base plate (3) can be created.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher mit einer Deckplatte, einer Grundplatte und dazwischen stapelartig angeordneten Wärmetauscherplatten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Grundplatte für einen derartigen Plattenwärmetauscher sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. The present invention relates to a plate heat exchanger having a cover plate, a base plate and arranged therebetween stacked heat exchanger plates according to the preamble of
Aus der
Aus der
Aus der
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Plattenwärmetauscher der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere einfach zu fertigen ist und weniger Gewicht aufweist. The present invention addresses the problem of providing for a plate heat exchanger of the generic type an improved or at least one alternative embodiment which is particularly easy to manufacture and has less weight.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem an sich bekannten Plattenwärmetauscher, beispielsweise einem Ölkühler, mit einer Deckplatte, einer Grundplatte und dazwischen stapelartig angeordneten Wärmetauscherplatten, die Grundplatte, über welche der Plattenwärmetauscher mit einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, verbindbar ist, nicht wie bisher massiv und dadurch schwer auszubilden, sondern aus zumindest zwei miteinander verbundenen und vergleichsweise leichten Platten aufzubauen. Durch den zumindest zweilagigen Aufbau der erfindungsgemäßen Grundplatte wird diese im Vergleich zu bisher aus dem Stand der Technik bekannten Grundplatten deutlich leichter, was insbesondere im Hinblick auf einen Kraftstoffverbrauch von großem Vorteil ist. Die erste Platte kann dabei plan aufgebaut sein, wogegen die zweite Platte Erhebungen aufweist. Die Erhebungen sind dabei in Richtung der benachbarten Wärmetauscherplatte orientiert und bilden dadurch Positionierhilfen für diese. Ein Rand zwischen den beiden Platten der Grundplatte ist offen ausgebildet, um die beim flächigen Verlöten der beiden Platten auftretende Luft entweichen lassen zu können. Die Erhebungen bilden gleichzeitig Aussteifungselemente, die der Grundplatte eine gesteigerte Festigkeit, insbesondere auch eine gesteigerte Biegesteifigkeit, verleihen. The present invention is based on the general idea, in a known plate heat exchanger, such as an oil cooler, with a cover plate, a base plate and heat exchanger plates stacked therebetween, the base plate, via which the plate heat exchanger with another component, such as an internal combustion engine, connectable , not massively and thus hard to train as before, but build from at least two interconnected and relatively light plates. Due to the at least two-layer construction of the base plate according to the invention this is significantly easier compared to previously known from the prior art base plates, which is particularly in terms of fuel consumption of great advantage. The first plate can be constructed plan, whereas the second plate has elevations. The elevations are oriented in the direction of the adjacent heat exchanger plate and thereby form positioning aids for them. An edge between the two plates of the base plate is designed to be open in order to allow the air occurring during surface soldering of the two plates to escape. The surveys form at the same time stiffening elements, which give the base plate increased strength, in particular an increased flexural rigidity.
Von besonderem Vorteil ist darüber hinaus, dass eine erste Wärmetauscherplatte des Plattenwärmetauschers nun nicht mehr flächig mit der Grundplatte verlötet wird, sondern nur noch linienförmig umlaufend am Rand und mittig über eine dort angeordneten Turbulenzkontur, wodurch auch der Fertigungsprozess insgesamt optimiert werden kann, da insbesondere weniger Lot erforderlich ist. Durch den Wegfall der bisher erforderlichen flächigen Verlötung können insbesondere auch nur schwer handhabbare Verziehungen bzw. Verwerfungen eliminiert werden, die in dieser Form bei einer linienförmigen Verlötung nicht mehr auftreten. Of particular advantage is also that a first heat exchanger plate of the plate heat exchanger is no longer soldered surface to the base plate, but only linearly circumferentially at the edge and centrally over a turbulence contour arranged there, whereby the manufacturing process can be optimized as a whole, especially less Lot is required. By eliminating the previously required planar soldering, it is also possible in particular to eliminate distortions or distortions which are difficult to handle and which no longer occur in this form in the case of linear soldering.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die zumindest zwei miteinander zur Grundplatte verbundenen Platten aus Aluminium ausgebildet und mittels eines Aluminiumlots miteinander verlötet. Durch die Ausbildung der beiden Platten als Aluminiumplatten können diese zusätzlich besonders leicht ausgebildet werden, was ebenfalls vorteilhaft in Bezug auf eine Gewichtsoptimierung und eine damit verbundene Kraftstoffeinsparung ist. Generell können die beiden Platten eine Dicke von ca. 0,5 bis ca. 1,0 mm aufweisen, so dass eine gesamte Materialstärke von nur ca. 1,5 mm für die Grundplatte erforderlich ist, was im Vergleich zu bisher massiven Grundplatten mit einer Dicke von ca. 5 mm eine erhebliche Material- und Gewichtseinsparung bedeutet. Zudem besitzt die erfindungsgemäß gebaute Grundplatte eine gesteigerte Steifigkeit/Festigkeit. Neben der bereits im vorherigen Absatz erwähnten Gewichtseinsparung ist die mit dem erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher und der erfindungsgemäßen Grundplatte erzielbare Materialeinsparung ebenfalls von besonderem Vorteil, da die erfindungsgemäße Grundplatte weniger als 50 %, vorzugsweise sogar weniger als 40 % des Materials einer bisherigen Grundplatte bedarf. Im Hinblick auf stetig steigende Rohstoffpreise, insbesondere auch für Aluminium, kann so der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher kostengünstiger hergestellt werden. In an advantageous embodiment of the solution according to the invention, the at least two plates connected to the base plate are formed of aluminum and soldered together by means of an aluminum solder. The design of the two plates as aluminum plates, these can also be particularly easily formed, which is also advantageous in terms of weight optimization and associated fuel economy. Generally, the two plates can have a thickness of about 0.5 to about 1.0 mm, so that a total material thickness of only about 1.5 mm is required for the base plate, which compared to previously massive base plates with a Thickness of about 5 mm means a significant material and weight savings. In addition, the base plate according to the invention has an increased rigidity / Strength. In addition to the already mentioned in the previous paragraph weight saving achievable with the plate heat exchanger and the base plate according to the invention material saving is also of particular advantage, since the base plate of the invention requires less than 50%, preferably even less than 40% of the material of a previous base plate. In view of steadily rising raw material prices, especially for aluminum, so the plate heat exchanger according to the invention can be produced more cheaply.
Zweckmäßig weisen die einzelnen Wärmetauscherplatten Turbulenzkonturen auf, über welche diese vorzugsweise punktförmig miteinander verlötet sind. Die Turbulenzkonturen bewirken ein gleichmäßiges und zugleich turbulentes Durchströmen der einzelnen Wärmetauscherplatten entweder mit Kühlmittel oder mit zu kühlendem Fluid, beispielsweise Öl, wobei durch die Verlötung der einzelnen Wärmetauscherplatten über sich berührende Turbulenzkonturen der Plattenwärmetauscher insgesamt besonders steif und dadurch auch robust ausgebildet werden kann. The individual heat exchanger plates expediently have turbulence contours over which they are preferably soldered to one another in a punctiform manner. The turbulence contours cause a uniform and at the same time turbulent flow through the individual heat exchanger plates either with coolant or with fluid to be cooled, for example oil, which can be formed by the soldering of the individual heat exchanger plates on touching turbulence contours of the plate heat exchanger as a whole particularly stiff and therefore also robust.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,
Entsprechend der
Die erfindungsgemäße Grundplatte
Die erste Platte
Betrachtet man die
Betrachtet man insbesondere die
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers
Zunächst werden die Grundplatte
First, the
Abschließend wird die Fixiervorrichtung
Der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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