DE2534445A1 - Gegenstromwaermeaustauscher - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. ,

Dipl.-Ing. H. Wktckmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

William J. Darm, 5815 S.W. Tucker Avenue, Beaverton, Oregon, Vereinigte Staaten von Amerika

Gegenstromwärmeaustauscher

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, der zum Wärmeaustausch zwischen fließenden Strömen und Strömungsmitteln, und zwar einschließlich von Flüssigkeit oder Gas, unterschiedlicher Temperaturen verwendet wird. Und zwar betrifft die Erfindung im einzelnen einen Gegenstromwärmeaustauscher, in dem die beiden Strömungsmittel in entgegengesetzten Richtungen auf entgegengesetzten Seiten von Metallwärmeaustauscherplatten strömen, wobei der Abstand zwischen diesen Platten durch AbstandshaltervorSprünge, die mittels Vertiefungen in den Platten ausgebildet sind, auf einem festen, vorbestimmten Abstandswert gehalten wird. Diese Abstandshaltervorsprünge sind zwischen den zwei Längskanten der Austauscherplatten angeordnet und ermöglichen einen leistungsfähigen Betrieb des Wärmeaustauschers über einen weiten Bereich von Druckunterschieden zwischen

509887/08 5

den beiden Flüssigkeits- oder Gasströmen, die durch den Wärmeaustauscher hindurchfließen. Der Wärmeaustauscher nach der Erfindung ist insbesondere geeignet, als Luft-zu-Luft-Wärmeaustauscher in einem Gebäudeventilationssystem benutzt zu werden.

In der US-Patentschrift 3 381 747 sind Gegenstromwärmeaustauscher beschrieben, die eine Mehrzahl von getrennten Wärmeaustauscherplatten besitzen, welche innerhalb eines Gehäuses vorgesehen sind und zwei Sätze von Kanälen begrenzen, wobei ein Kanal jedes Satzes von Kanälen auf entgegengesetzten Seiten einer Wärmeaustauscherplatte angeordnet ist, so daß die beiden Fluidströme (aus Gründen des besseren sprachlichen Ausdrucks in Zusammenhang mit den übrigen Begriffen wird nachstehend anstelle des Begriffs "Strömungsmittel" der Ausdruck "Fluid" verwendet) in entgegengesetzten Richtungen zum Erzielen eines sehr wirksamen Wärmeaustauscherbetriebs strömen. In dieser beschriebenen Einrichtung werden die Wärmeaustauscherplatten durch Abstandshalterleisten, die an den äußeren Rändern der Platten angeordnet sind, auseinandergehalten. Jedoch ergibt sich dadurch der Nachteil, daß hohe Druckunterschiede zwischen den beiden Fluidströmen bewirken, daß sich die mittleren Bereiche der Austauscherplatten aufgrund des Druckunterschiedes aufeinanderzu und voneinander wegbiegen, wodurch der Abstand zwischen den Platten verändert wird, was einen weniger leistungsfähigen Betrieb zur Folge hat. In der US-Patentschrift 3 473 ist ein weniger leistungsfähiger Querstromwärmeaustauscher beschrieben, in dem zwei Fluide senkrecht zueinander auf entgegengesetzten Seiten der Wärmeaustauscherplatten strömen. In diesem Wärmeaustauscher sind die Platten gewellt und gegeneinander um die Hälfte der Wellenlänge der Wellung versetzt, und sie werden durch Endstäbe an ihren äußeren Rändern, die an die Austauscherplatten an deren entgegengesetzten Rändern ange-

5 0 9 8 8 7/0851

schweißt sind, im Abstand gehalten, so daß Kanäle ausgebildet werden.

Keiner der erwähnten beschriebenen bzw. bekannten Wärmeaustauscher ist in einfacher und wirksamer Weise aufgebaut.

Mit der Erfindung wird ein einfacher und in wirksamer Weise aufgebauter Wärmeaustauscher zur Verfügung gestellt, indem die Wärmeaustauscherplatten an ihren Enden in zwei Endteile aufgegliedert sind, die mit unterschiedlichen Wärmeaustauscherplatten an ihren entgegengesetzten Seiten verbunden sind, so daß zwei getrennte Sätze von Kanälen ausgebildet werden. Infolgedessen ist der Wärmeaustauscher nach der Erfindung einfacher und kostengünstiger herstellbar, und er arbeitet in leistungsfähigerer Weise als die bisherigen Wärmeaustauscher.

Mit der Erfindung wird infolgedessen ein Wärmeaustauscher vorgeschlagen, indem die Wärmeaustauscher in einer festen vorbestimmten Abstandsbeziehung gehalten werden, so daß er bei Fluiden verwendet werden kann, die einen hohen Druckunterschied aufweisen, und dadurch einen leistungsfähigeren Betrieb ergibt.

Weiterhin wird mit der Erfindung ein solcher Wärmeaustauscher zur Verfügung gestellt, in dem die Wärmeaustauscherplatten durch eine Mehrzahl von getrennten Vorsprüngen auseinandergehalten werden, die ihrerseits durch Vertiefungen in den Platten an Zwischenpositionen zwischen den beiden Längskanten der Platten ausgebildet sind, um den Plattenabstand auf einem festen Wert zu halten.

509887/08*1

253444b

Schließlich wird mit der Erfindung ein Wärmeaustauscher geschaffen, der vom Gegenstromtyp ist und einen einfachen sowie kostengünstigen Aufbau besitzt, indem die Enden der Wärmeaustauscherplatten in zwei Endteile aufgetrennt sind, welche mit unterschiedlichen Wärmeaustauscherplatten auf entgegengesetzten Seiten derselben verbunden sind, um die beiden Sätze von Kanälen für das Wärmeaustauscherfluid zu bilden, so daß die beiden Fluide in entgegengesetzten Richtungen auf entgegengesetzten Seiten der Wärmeaustauscherplatten strömen können.

Endlich wird mit der Erfindung ein Wärmeaustauscher vorgeschlagen, bei dem die Kanäle durch eine Schicht von synthetischem Plastikabdichtungsmaterial bzw. von Kunststoffabdichtungsmaterial abgedichtet sind, wobei dieses Material mit den Längskanten der Wärmeaustauscherplatten verbunden bzw. an diese gebunden ist und wobei dieses Material außerdem die Wärmeaustauscherplatten mit dem diese Platten enthaltenden Gehäuse verbinden bzw. an dieses Gehäuse binden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Figuren 1 bis 5 im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die eine Zusammenfügung von Wärmeaustauscherplatten veranschaulicht, welche gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vor dem Abdichten dieser Platten und deren Montage in einem Gehäuse hergestellt worden ist;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauschers, bei dem ein Wärmeaustauscherplattenaufbau verwendet ist, der gleichartig bzw. ähnlich dem Aufbau der Fig. 1 ist, wobei das Wärmeaustauschergehäuse zum größten Teil weggebrochen ist, damit

R09887 /0861

der innere Aufbau des Wärmeaustauschers sichtbar ist;

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 vergrößerte horizontale Schnittansicht längs der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht längs der Linie 4-4 der Fig. 3; und

Fig. 5 eine Aufsicht auf einen Teil der Fig. 2 in gegenüber letzterer vergrößertem Maßstab.

Die Fig. 1 zeigt einen Aufbau 10 von Wärmeaustauscherplatten, der in dem Wärmeaustauscher nach der Erfindung angewandt werden kann. Der Aufbau 10 der Wärmeaustauscherplatten wird nachstehend auch als "Kernelement" bezeichnet. Der Aufbau 10 weist eine Mehrzahl von gerippten oder gewellten Wärmeaustauscherplatten 12, 14, 16, 18 und 20 auf, die in dem Aufbau in den zwischen ihren Enden liegenden Teilen im wesentlichen parallel gehalten werden. Jede der Wärmeaustauscherplatten ist aus einer dünnen Metallplatte hergestellt, beispielsweise aus Aluminium, und jede dieser Platten hat eine Länge, die im wesentlichen mit der Länge des Wärmeaustauschers konform ist. Die Rippen bzw. Wellungen der Wärmeaustauscherplatten erstrecken sich quer zu der Länge der Platten, und infolgedessen ist der Weg des durch den Wärmeaustauscher hindurchgehenden Fluids so, daß die Rippen bzw. Wellungen eine Turbulenz dieses Fluids bewirken, wodurch die Wirksamkeit des Wärmeaustausche erhöht wird.

Bei jeder der Wärmeaustauscherplatten ist jedes der beiden Enden durch einen Schnitt 20, der sich in Längsrichtung teilweise über die Länge der Platte nach abwärts bzw. einwärts er-

509887/0851

25344Ab

streckt, in zwei Endteile aufgetrennt. Die beiden Endteile jedes aufgespaltenen Endes einer Wärmeaustauscherplatte sind mit den Endteilen unterschiedlicher Wärmeaustauscherplatten auf entgegengesetzten Seiten derselben durch Winkelstücke 24 von U-förmigem Querschnitt, die daran angenietet sind, befestigt. Der Schnitt verläuft parallel zu den beiden Längskanten 26 und 28 der Platte und wird normalerweise etwa in der Mitte zwischen diesen Längskanten ausgeführt, so daß die Enden jeder Platte in ein Paar von Endteilen oder Zungenabschnitten unterteilt werden. Beispielsweise ist das untere Ende der Wärmeaustauscherplatte 12 in ein Paar von Zungensegmenten 12a und 12b aufgespalten, die ungefähr die gleiche Breite besitzen.

Die Zungenabschnitte jedes Endes einer Wärmeaustauscherplatte sind, wie die Zeichnung erkennen läßt, in entgegengesetzten Richtungen gebogen. Infolgedessen ist der Zungenabschnitt 12a, wie Fig. 1 veranschaulicht, so gebogen, daß er eine Biegung nach auswärts macht (wo er mit dem Gehäuse des Wärmeaustauschers zusammentrifft, das um das Kernelement angeordnet wird), und der Zungenabschnitt 12b unterhalb des Zungenabschnitts 12a ist so gebogen, daß er eine Einwärtsbiegung besitzt. Betrachtet man die Wärmeaustauscherplatte 14, so stellt man fest, daß deren oberer Zungenabschnitt 14a nach einwärts gebogen ist, während ihr unterer Zungenabschnitt 14b nach auswärts gebogen ist, so daß er mit dem Zungenabschnitt 12b zusammentrifft. Wo benachbarte Enden von Zungenabschnitten zusammentreffen, dort können diese Enden dadurch aneinanderbefestigt werden, daß man ein darüberliegendes Winkelstück benutzt wie beispielsweise das Winkelstück 24, das an Ort und Stelle durch Annieten oder in sonstiger Weise befestigt ist.

509887/08 5 1

Es sei darauf hingewiesen, daß, während der obere Zungenabschnitt 12a der Platte 12 nach auswärts und der untere Zungenabschnitt 12b nach einwärts gebogen ist, die Verhältnisse an dem entgegengesetzten Ende der Wärmeaustauscherplatte umgekehrt sind, denn hier ist der obere Zungenabschnitt 12c nach einwärts gebogen, wogegen der untere Zungenabschnitt 12b nach auswärts gebogen ist. Die gleiche Beziehung gilt für die Zungenabschnitte an jedem Satz von Enden einer Wärmeaustauscherplatte. Ein Teilerstück, das bei 30 dargestellt ist, welches eine horizontale Wanderstreckung 32 und einen vertikalen Randflansch 3^ besitzt, kann an jedem Satz von Enden der Wärmeaustauscherplatten in die Einschnitte eingefügt werden, welche die Zungenabschnitte ausbilden. Das Teilerstück dient, wenn es in der in Fig. 1 dargestellten Weise angeordnet ist, dazu, die Endteile der Kanäle 36, 38, 40, 42, 44, 46, die auf entgegengesetzten Seiten der verschiedenen Platten ausgebildet bzw. von diesen entgegengesetzten Seiten begrenzt werden, zu trennen. Infolgedessen trennt, wenn man beispielsweise den Kanal 40 in Fig. 1 betrachtet, das Teilerstück diesen Kanal dort, wo er von den Zungenabschnitten 18a, 16a begrenzt wird, von den Teilen der Kanäle 38 und 42 unterhalb des Teilerstücks, welche von den Zungenabschnitten 20b, 18b bzw. 16b, 14b begrenzt werden.

Wie die Fig. 1 zeigt münden an dem Ende des Aufbaus, das in Fig. 1 unten dargestellt ist, die Kanäle 36, 40 und 44 an dem Ende des Aufbaus, welches sich oberhalb des Teilerstücks befindet. Am entgegengesetzten Ende des Aufbaus münden diese Kanäle an dem Ende des Aufbaus, welches sich oberhalb des Teilerstücks befindet. Das Umgekehrte gilt für die Kanäle 38, 42 und 46, die an dem in Fig. 1 unten dargestellten Ende des Aufbaus münden denn diese Kanäle münden an dem Ende des Aufbaus, welches sich unterhalb des Teilers befinden,

$09887/0851

2534U5

während sie am entgegengesetzten Ende des Aufbaus an dem Ende dieses Aufbaus münden, das sich oberhalb des Teilerstücks befindet.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei dieser Anordnung, wenn man annimmt, daß ein einschließendes Gehäuse vorhanden ist, ein Satz von Kanälen für den Durchgang eines Fluids durch den Austauscher verwendet werden kann, während ein alternierender Satz für den Durchgang des anderen Fluids durch den Austauscher dient, wobei diese beiden Fluide (die beide von der gleichen Art sein können, Jedoch unterschiedliche Temperatur haben) durch eine Vielzahl von Strömungswegen hindurchgehen, die. voneinander durchsetzt sind.

Bei der Herstellung eines Austauschers mit einem Kernelement der beschriebenen Art und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß typischerweise eine viel größere Anzahl von Austauscherplatten verwendet werden, als tatsächlich in Fig. 1 abgebildet, ist es ohne weiteres erkennbar, daß sich eine Schwierigkeit bezüglich der richtigen Positionierung benachbarter Austauscherplatten ergibt, wo sich diese in Ausdehnungen zwischen den Enden der Platten erstrecken. Die Platten werden üblicherweise aus dünnem Metall hergestellt, und wenn sie quer zu ihrer Längsrichtung gerippt oder gewellt sind, dann haben sie eine beträchtliche Flexibilität in der Querrichtung. Weiterhin lassen sie sich leicht verbiegen bzw. verdrehen. Wie man ohne weiteres erkennt, wird dann, wenn die Platten im vollständigen Austauscher nicht genau orientiert sind und ein im wesentlichen gleichförmiger Abstand zwischen ihnen über ihre gesamte Längserstreckung vorhanden ist, die Wirksamkeit des Austauschers beeinträchtigt.

5 09887/0851

253UAb

Infolgedessen sind die verschiedenen Austauscherplatten im wesentlichen so angeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Während des Zusammenbaus sowie zum gegenseitigen Verankern der verschiedenen Wärmeaustauscherplatten werden Befestigungsklemmen 48, die an den Kanten bzw. Rändern der Platten anbringbare Metall-Leisten sein können, mit den Platten zusammengebaut, indem sie ortsfest an den Kanten der Platten in Bereichen befestigt werden, die sich im Abstand längs der Länge des Zusammenbaus befinden. Die Klemmen werden an jedem der entgegengesetzten Sätze von benachbarten Kanten im Plattenaufbau angebracht. Die Befestigungsklemme 48 bzw. 48', die näher dargestellt ist, besitzt geschlitzte Eindellungen, welche in dieser Befestigungsklemme ausgebildet sind, wobei die Schlitze Kantenbereiche der Platten aufnehmen, die leicht verdreht bzw. verbogen werden können, nachdem sie durch die Schlitze hindurchgesteckt worden sind, so daß die Klemme an Ort und Stelle gehalten wird. Die Austauscherplatten sind außerdem an ihren Enden durch die Vereinigungsstelle der Zungenabschnitte mit Winkelstücken 24 aneinander befestigt.

Wie die Fig. 2 zeigt, weist ein Wärmeaustauscher nach der Erfindung einen Plattenaufbau 10' auf, der ähnlich bzw. gleichartig wie derjenige der Fig. 1 ist und innerhalb eines aus, insbesondere dünnen, Metallplatten gebildeten Gehäuses 50 montiert ist, wobei dieses Gehäuse zwei Dichtungsschichten 52 von Epoxydharz oder einem anderen geeigneten synthetischen Plastikmaterial bzw. Kunststoffmaterial aufweist, welche die inneren Oberseiten- und Bodenbereiche des Gehäuses bedeckt. Jede Plastik- bzw. Kunststoffdichtungsschicht 52 ist mit diesem Gehäuse und den Längskanten der Wärmeaustauscherplatten verbunden bzw. an diese Teile gebunden, so daß auf diese Weise eine Abdichtung der Kanäle zwischen den Wärmeaustauscherplatten und eine Befestigung dieser Platten an dem Gehäuse erreicht wird,

509887/0851

253A4Ab

Gewünschtenfalls können die Plastik- bzw. Kunststoffabdichtungsschichten 52 mit verstärkenden dünnen Platten bzw. Bahnen von Glasfasermaterial versehen sein.

Zusätzlich zu den Befestigungs- bzw. Verankerungsklemmen 48' , welche die Längskanten der Wärmeaustauscherplatten in der vorgesehenen Abstandsbeziehung halten, befinden sich zwei Sätze von Abstandsvorsprüngen 54 und 56 in Positionen, die sich zwischen den Längskanten 26 und 28 der Wärmeaustauscherplatten befinden. Die AbstandsvorSprünge können dadurch ausgebildet werden, daß man Vertiefungen in den Mulden und/oder Kämmen der gewellten Wärmeaustauscherplatten herstellt, wobei sich die Mulden und Kämme dieser Platten in Übereinstimmung befinden bzw. miteinander fluchten.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, wird ein Satz von Abstandsvorsprüngen 54 durch Vorsprünge von größerem Durchmesser und größerer Höhe als der andere Satz von Abstandsvorsprüngen 56 gebildet. Hierbei kann die Höhe 58 der Vorsprünge 54 das Mehrfache der Höhe 60 der Vorsprünge 56 betragen. Die Vorsprünge 54 erstrecken sich nach einwärts in Richtung auf die in Längsrichtung verlaufende Mittellinie 62 der Wärmeaustauscherplatte, während sich die Vorsprünge 56 nach auswärts weg von dieser Mittellinie erstrecken. Aus diesem Grunde kann die dünne Metallplatte durch die Vertiefungen, welche die Abstandsvorsprünge 54 bilden, um eine größere Entfernung gebogen werden, ohne daß es zum Bruch dieses Metalls kommt, als das bei den Vertiefungen der Fall ist, welche die Vorsprünge 56 bilden. Wenn man beispielsweise einen optimalen Abstand zwischen benachbarten Wärmeaustauscherplatten von ungefähr 11,112 mm erzielen will, dann stehen z.B. die Vorsprünge 54 von den ungebogenen gewellten Wärmeaustauscherplatten um etwa das Dreifache der Höhe der Vor-

509887/085

Sprünge 56 vor, während der maximale Durchmesser der Vorsprünge 54 ungefähr das Zweifache des maximalen Durchmessers der Vorsprünge 56 beträgt. Wie die Fig. 4 zeigt, "besitzen die Vorsprünge 54 und 56 die Form von einer Mehrzahl getrennter konischer Vorsprünge mit gerundeten Spitzen.

Jede derWärmeaustauscherplatten in Fig. 3 besitzt Vorsprünge 54 und 56, die sich von entgegengesetzten Seiten dieser Platten erstrecken und in Eingriff mit Vorsprüngen treten, welche sich ihrerseits auf den beiden Wärmeaustauscherplatten befinden, die auf entgegengesetzten Seiten dieser vorerwähnten Wärmeaustauscherplatte angeordnet sind. Zusätzlich sei darauf hingewiesen, daß die großen bzw. breiten Vorsprünge 54 auf der einen Platte in Eingriff mit den kleinen bzw. schmalen Vorsprüngen 56 der benachbarten Platte treten, und umgekehrt. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen benachbarten Wärmeaustauscherplatten auf einer im wesentlichen festen vorbestimmten Entfernung gehalten, und zwar unabhängig von dem Druck der durch die Kammern zwischen diesen Platten strömenden Fluide.

Wie die Fig. 2 zeigt, kann es notwendig sein, drei horizontale Reihen von Abstandsvorsprüngen zwischen den Längskanten 26 und 28 der Wärmeaustauscherplatten vorzusehen, wenn diese Platten extrem breit sind und der Wärmeaustauscher mit einem großen Gasdruckunterschied zwischen den beiden Gasströmen , welche auf entgegengesetzten Seiten dieser Platten fließen, betrieben wird. Jedoch kann auch nur eine einzige horizontale Reihe von Abstandsvorsprüngen vorgesehen sein, die sich in Übereinstimmung mit dem Teiler 30 befindet bzw. mit diesem fluchtet, wenn kleinere Breiten bei den Austauscherplatten verwendet werden.

509887 /08Sl

25344A5

Wie bereits erwähnt, werden die Längskanten aufeinanderfolgender Wärmeaustauscherplatten durch die Klemmen 48', die sich quer bzw. seitlich über diese Längskanten an der Oberseite und der Unterseite der Platten erstrecken, im Abstand voneinander gehalten und gegenseitig verklemmt. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind die Klemmen 48' geschlitzte, rinnenförmige Teile, die mit einer Mehrzahl von spitzwinkligen Schlitzen 64 durch einen U-förmigen Rinnenteil versehen sind, wobei letzterer im Boden dieser Klemmen ausgebildet ist. Die längsverlaufenden Kanten der Wärmeaustauscherplatten erstrecken sich in die Schlitze 64 und werden an diesen dadurch befestigt, daß der Teil dieser Kanten, welcher sich durch die Schlitze erstreckt, gewellt wird, wie bei 66 gezeigt ist. Auf diese Weise wird ein starrer Wärmeaustauscheraufbau 10' ausgebildet, bevor dieser in dem Metallgehäuse 50 eingeschlossen und durch die Plastik- bzw. Kunststoffabdichtungsschicht 52 mit dem Gehäuse verbunden bzw. an das Gehäuse gebunden wird.

Eine der vielen möglichen Abwandlungen, die im Rahmen der Erfindung möglich sind, besteht beispielsweise darin, daß die Wärmeaustauscherplatten flach bzw. eben an Stelle von gewellt sein können, und daß sie nur auf einer ihrer Seiten mit Abstandsvorsprüngen versehen sein können, die mit flachen bzw. ebenen Bereichen der benachbarten Wärmeaustauscherplatten in Eingriff treten.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung einen Wärmeaustauscher, in dem die Wärmeaustauschplatten durch Abstandsvorsprünge, welche von Vertiefungen in diesen Platten an Stellen, die zwischen ihren Längskanten liegen, gebildet sind, im Abstand voneinander gehalten werden. Der Wärmeaustauscher ist vom Gegenstromtyp, so daß zwei Fluide in entgegen-

509887/0851

253444b

gesetzten Richtungen durch zwei Kanäle auf entgegengesetzten Seiten jeder Wärmeaustauscherplatte strömen. Die Austauscherplatten sind an ihren Enden in zwei Endteile aufgetrennt, welche mit zwei unterschiedlichen Wärmeaustauscherplatten auf entgegengesetzten Seiten dieser Enden verbunden sind, so daß zwei getrennte Sätze von Kanälen ausgebildet werden. Eine Abdichtung ist längs der Längskanten der Wärmeaustauscherplatten vorgesehen, und zwar weist diese ein synthetisches Plastikmaterial bzw. ein Kunststoffmaterial auf, das mit diesen Kanten zum Zwecke der Abdichtung der Kanäle verbunden bzw. an die Kanten gebunden ist. Die AbstandsvorSprünge halten die Austauscherplatten in einem festen vorbestimmten Abstand voneinander getrennt, so daß ein größerer Druckunterschied zwischen den beiden Fluiden, die quer über jede Platte strömen, möglich ist, ohne daß der Abstand zwischen diesen Platten verändert wird.

509887/0851

Claims (11)

Patentansprüche

1.^xGegenstromvärmeaustauscher mit einer Mehrzahl von Wärmeaustauscherplatten, die eine Mehrzahl von Fluidkanälen begrenzen, welche nebeneinander zwischen den Wärmeaustauscherplatten vorgesehen sind, wobei die Wärmeaustauscherplatten Längskanten haben, die sich zwischen den entgegengesetzten Enden der Wärmeaustauscherplatten erstrecken, gekennzeichnet, durch eine Dichtungseinrichtung (52), die an den Längskanten (26, 28) der Wärmeaustauscherplatten (12, 14, 16, 18, 20) zum Abdichten der Kanäle (38, 40, 42, 44, 46) angebracht ist; und eine Mehrzahl von Befestigungseinrichtungen (24) zum Verbinden der entgegengesetzten Enden der Wärmeaustauscherplatten mit den Enden der anderen Wärmeaustauscherplatten, die ihnen benachbart sind; wobei wenigstens einige der Wärmeaustauscherplatten an ihren Enden in zwei Endteile (12a, 12b, 12c, 12d, 14a, 14b, 16a, 16b, 18a, 18b) aufgeteilt sind, welche mit zwei unterschiedlichen Wärmeaustauscherplatten auf ihren entgegengesetzten Seiten verbunden und durch ein Teilerstück (30) getrennt sind, wobei sich letzteres quer bzw. seitlich zu den Endteilen erstreckt, so daß zwei getrennte Sätze von Kanälen ausgebildet werden, deren beide Einlaß- und Auslaßöffnungen durch diese aufgeteilten Endteile und das Teilerstück begrenzt sind; wobei sich ferner die beiden Sätze von Kanälen im wesentlichen in der gleichen Richtung erstrecken, so daß Fluid durch einen Satz von Kanälen in der entgegengesetzten Richtung zu der Fluidströmung durch den anderen Satz von Kanälen zum Zwecke des Gegenstromwärmeaustauschs strömen kann; und eine Abstandshaltereinrichtung, welche die Wärmeaustauscherplatten im Abstand voneinander hält und eine Mehrzahl von

509887/0851

getrennten AbstandshaltervorSprüngen (54, 56) auf den Wärmeaustauscherplatten aufweist, wobei sich diese Abstandshaltervorsprünge in Positionen zwischen den beiden Längskanten der Platten befinden und sich die Abstandshaltervorsprünge auf einer Platte so erstrecken, daß sie in Berührung mit wenigstens einer anderen Wärmeaustauscherplatte gelangen, so daß die vorerwähnte eine Platte in Berührung mit den beiden Wärmeaustauscherplatten auf ihren entgegengesetzten Seiten kommt, derart, daß jeder der beiden Sätze von Kanälen mit festen vorbestimmten Breiten ausgebildet wird.

2. Gegenstromwärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (52) ein synthetisches Plastikmaterial bzw. ein Kunststoffmaterial aufweist, das mit den Längskanten verbunden bzw. an diese gebunden ist.

3. Gegenstromwärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (50), welches die Wärmeaustauscherplatten enthält und mit dem Plastik- bzw. Kunststoffmaterial verbunden bzw. an dieses gebunden ist.

4. Gegenstromwärmeaustauscher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vorsprünge (54, 56) von entgegengesetzten Seiten der Wärmeaustauscherplatte bzw. -platten nach auswärts erstrecken.

5. Gegenstromwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (54, 56) jeder Wärmeaustauscherplatte in Eingriff

50988 7/0851

2534Ub

mit Vorsprüngen auf den beiden auf entgegengesetzten Seiten der Wärmeaustauscherplatte befindlichen Wärmeaustauscherplatten treten.

6. Gegenstromwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscherplatten (12, 14, 16, 18, 20) gewellte Platten sind, die gewellte Bereiche mit Mulden und Kämmen auf der entgegengesetzten Seite einer längsverlaufenden Mittellinie

(62) aufweisen, wobei sich die beiden Sätze von Kanälen (38, 40, 42, 44, 46) quer bzw. seitlich über die Mulden und Kämmen erstrecken, und wobei ferner die gewellten Platten mit allen anderen gewellten Platten an den Mulden und Kämmen fluchtend angeordnet sind.

7. Gegenstromwärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (54, 56) eine Mehrzahl von ersten und zweiten Vorsprüngen auf entgegengesetzten Seiten der Wärmeaustauscherplatten umfassen, die durch Vertiefungen in den Mulden oder Kämmen ausgebildet sind, wobei die ersten VorSprünge (54) durch Vertiefungen gebildet werden, die sich in Richtung auf die längsverlaufende Mittellinie (62) zu erstrecken, während die zweiten Vorsprünge (56) durch Vertiefungen gebildet sind, die sich von der Mittellinie weg erstrecken, wobei ferner die ersten Vorsprünge eine größere Höhe als die zweiten Vorsprünge haben.

8. Gegenstromwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (54, 56) ring- bzw. kreisförmige, im wesentlichen konische erste und zweite Vorsprünge auf entgegengesetzten Seiten der Wärmeaustauscherplatten sind, wobei die ersten

509887/0851

VorsprUnge (54) eine größere Höhe und einen größeren Durchmesser als die zweiten Vorsprünge (56) haben.

9. Gegenstromwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltereinrichtung Befestigungsklemmen (48*) aufweist, die sich quer über die Längskanten (26, 28) der Wärmeaustauscherplatten erstrecken und an diesen fest angebracht sind, so daß die Längskanten im Abstand voneinander gehalten werden.

10. Gegenstromwärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Wärmeaustauscherplatten (12, 14, 16, 18) gewellte Platten sind, die gewellte Bereiche aufweisen, welche Mulden und Berge auf entgegengesetzten Seiten einer längsverlaufenden Mittellinie (62) ergeben, wobei die Abstandshaltervorsprünge (54, 56) Vorsprünge umfassen, die durch Vertiefungen in den gewellten Bereichen in Richtung auf die Mittellinie (62) ausgebildet sind und mit benachbarten Wärmeaustauscherplatten in Eingriff treten.

11. Gegenstromwärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzei chnet, daß die gewellten Platten (12, 14, 16, 18) an den Mulden und Bergen miteinander fluchtend angeordnet sind.

509887/0851

Leerseite