DE2611398A1

DE2611398A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE2611398A1
Application number: DE19762611398
Authority: DE
Inventors: Theodor Briner
Original assignee: M & D Klima System AG
Current assignee: M & D Klima System AG
Priority date: 1976-03-18
Filing date: 1976-03-18
Publication date: 1977-09-22

Description

Wärmetaus eher

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit einem Stapel von im Abstand angeordneter Platten, von denen jeweils zwei benachbarte Platten zur Bildung von getrennten, den Wärmetausch bewirkenden Kanälen an vorzugsweise zwei parallelen Randbereichen abwechselnd abgedichtet sind und von denen zumindest eine der beiden Endplatten über eine elastische Ausgleichsschicht aus Klebe- und Dichtmaterial versehen ist, und mit einem Gehäuse, in das der Plattenstapel einbaubar ist.

Beim Einbau eines ebenen Plattenstapels in einem Gehäuse ist es notwendig, zwischen dem betreffenden Gehäuseteil und der betreffenden Endplatte des Stapele ein Ausgleichselement vorzusehen, welches die gegebenenfalls vorhandenen geringen Unterschiede der druckaufnehmenden Gehäuseebenen selbstständig ausgleicht, so das zusätzliche Spannungen und Verwerfungen der Wärmetauscherplatten vermieden werden. Das für die elastische Ausgleichsschicht verwendete Klebe- und Dichtmaterial ist im allgemeinen aus Kunststoff und in zum Auftragen geeignetem plastischen Zustand ein Lösungsmittel, welches im Verlaufe des Abbindens bzw. Aushärtens des Klebe- und Dichtmaterials aus-

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dampft, so daß die dadurch entstehende Schicht nur noch elastisch verformbar ist. Aus der DT-OS 23 59 978 ist es bekannt, das Klebe- und Dichtmaterial entsprechend der gewünschten Dicke der Ausgleichsschicht auf eine ebene Unterlage aufzubringen, die Endplatte des Wärmetauscherstapels aufzulegen und danach die übrigen Platten für den Stapel aufeinander zu schichten. Eine solche Anordnung bzw. Herstellung des Wärmetauscherstapels hat den Nachteil, daß das als Ausgleichsschicht aufgetragene Klebe- und Dichtmaterial wegen der aufliegenden Stapelplatte ungleichmäßig und daher nicht sachgemäß abbinden bzw. aushärten kann, da das Lösungsmittel wohl am mit der AuPenluft in Verbindung stehenden Rande der Schicht, nicht aber in der Mitte der unter Umständen großflächigen Schicht ausdampfen kann. Dies bedingt eine über die Fläche ungleichmäßige Elastizität, und es besteht die Möglichkeit, daß die Ausgleichsschicht in mittigen Teilbereichen zumindest zu Betriebsbeginn eines Wärmetauschers plastisch verformbar bleibt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein derartig aufgebauter Wärmetauscherstapel nur relativ umständlich mit den betreffenden Gehäuseteilen fest verbunden werden kann.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem gewährleistet ist, daß die Ausgleichsschicht über ihre gesamte Fläche eine gleichmäßige und vorbestimmbare Elastizität besitzt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die elastische Ausgleichsschicht zwischen einer Endplatte des Stapels und einer Grundplatte vorgesehen ist, die als Lochplatte ausgebildet ist.

Auf diese Weise ist ein homogenes, also über die gesamte Fläche der Schicht gleichmäßiges Ausdampfen des Lösungsmittels

aus dem Klebe- und Dichtmaterial gewährleistet, so daft die dadurch geschaffene Ausgleichsschicht einen über die ganze Flächenausdehnung einheitlichen Elastizitätswert besitzt. Des weiteren ist es nunmehr in einfacher Weise möglich, den Plattenstapel in dem Gehäuse zu befestigen, wobei die Lochplatte zweckmäßigerweise aus Metall ist und mit dem betreffenden Gehäuseteil bspw. verschraubt wird, oder auch Bestandteil des Gehäuses sein kann.

Gemäß der Erfindung wird vor dem Aufbau des Stapels ein separates , integrales Bauteil gefertigt, das eine Endplatte des Stapels^die Ausgleichsschicht und die Lochplatte als miteinander verklebte geschichtete Einheit enthält. Zu deren Herstellung wird die Endplatte auf eine Unterlage gelegt, mit dem Klebe- und Dichtmaterial in der gewünschten Dicke eingestrichen und dann die Lochplatte aufgelegt. Nach dem Abbinden, bzw. Aushärten des Klebe- und Dichtmaterials, d.h. nach dem sachgemäßen vollständigen Ausdampfen des Lösungsmittels durch die öffnungen der Lochplatte, wird das geschichtete Bauteil umgedreht, so daP nunmehr die Lochplatte auf der Unterlage aufliegt» worauf dann auf die Endplatte, die aus demselben Material wie die übrigen Stapelplatten besteht, die weiteren Platten in bekannter Weise bis zum Erreichen der gewünschten Stapelhöhe geschichtet werden. Es kann zweckmäßig sein, dann auf die im Herstellungszustand obere Platte des Stapels ebenfalls ein die Ausgleichsschxcht enthaltendes geschichtetes Bauteil aufzusetzen.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltung der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen» in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird«

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Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt eines

Wärmetauscherstapels vor dem Einbau in ein Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Grund

element während der Herstellung.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher weist einen Stapel 11 aus parallel zueinander im Abstand verlaufenden, gleichen Platten 12, 12' beispielsweise aus Glas oder Metall oder anderem geeignetem Plattenmaterial, von denen je zwei benachbarte Platten einen Kanal 13 bzw. 13' für die durchströmenden Medien begrenzen, Der Plattenstapel 11 ist in ein nicht dargestelltes Gehäuse des Wärmetauschers einbaubar und mit diesem fest verbindbar.

Der Plattenstapel 11 besitzt ein gemäß Fig. 1 unteres Grundelement 14, das aus einer Lochplatte 16 aus Metall oder dergleichen, einer elastischen Ausgleichsschicht 17 und einer stärkeren Platte 18 besteht, wobei diese drei Schichten als Einheit fest miteinander verbunden bzw. verklebt sind. Die Platte 18 entspricht hinsichtlich Material und Breite und Länge den Platten 12, 12', sie ist jedoch um vorzugsweise ein Vielfaches dicker als diese. An zwei parallelen Randbereichen sind auf die dickere Platte 18 des Grundelemente IU zwei Raupen 19 aus Dicht- und Haftmaterial aufgespritzt, auf welche die erste, gemäß Fig. 1 untere Platte 12 gelegt ist, wobei die Platte 12 mit der dickeren Platte 18 einen ersten Kanal 13 bildet. Auf die Oberseite der unteren Platte 12 sind ebenfalle an zwei Randbereichen Raupen 19' aus Dicht- und Haftmaterial gespritzt, die senkrecht zu den vorgenannten Raupen 19 verlaufen und auf

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welche eine Platte 12' gelegt ist. Dabei bilden die beiden benachbarten Platten 12 und 12' zwischen sich einen Kanal 13', der quer zum Kanal 13 verläuft. An diese zweite Platte 12' schließt sich nach oben hin unter zwischenfügen zweier Raupen 19 wieder eine Platte 12 an, auf die wiederum Raupen 19' gespritzt werden. Die Platten 12 und 12' und Raupen 19 und 19' werden jeweils abwechselnd derart angeordnet, daß sich übereinander jeweils senkrecht zueinander verlaufende Kanäle Ί1 bzw. 13' bilden. Dieses abwechselnde Stapeln von identischen Platten 12 und 12' erfolgt solange, bis nahezu die gewünselite Höhe des Plattenstapels erreicht ist. Auf die gemäß Fig. 1 oberste Platte 12 oder 12'wird, wenn dies notwendig ist, unter Zwischenfügen von Raupen 19 oder 19' ein oberes Grundelement 14' aufgesetzt, das dem unteren Grundelement 14 entspricht und bei dem die dickere Platte 18 der Platte 12 oder 12' regenüberliegt.

Das für die raupenförmigen Randabdichtungen 19 und 19' verwendete Klebe- und Dichtmaterial ist ein geeigneter Kunststoff, beispielsweise auf Silikonbasis, der vor dem Abbinden plastisch verformbar ist und nach dem Abbinden nur noch elastisch verformbar ist. Damit sich die Raupen 19 und 19' beim Aufeinanderschichten der Platten 12 und 12' nur in einem bestimmten Mai?e plastisch verformen, werden zwischen den einzelnen Platten während des Aufeinanderschichtens nicht dargestellte Distanzstücke gleicher Höhe zwischen die Platten 1'2 hilfsweise so lange gelegt, bis die Randabdichtungen 19, 19' ausgehärtet sind, worauf die Distanzstücke wieder heraus.gezogen werden können.

Das für die im oberen und unteren Grundelement 14 bzw. m ' ent ha]tene Ausgleichsschicht 17 verwendete Material ist ebenfalls ein

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Klebe- und Dichtmaterial aus Kunststoff, beispielsweise wie das der Randabdichtungen ebenfalls auf Silikonbasis, das ein Lösungsmitteltenthält, dessen Ausdampfen das Abbinden bzw. Aushärten des Klebe- und Dichtmaterials bewirkt. Die Herstellung des Grundelementes 14 bzw. 14' erfolgt gemäß Fig. 2 dadurch, da.?- eine dickere Platte 18 auf eine MontageunterIa^e gelegt wird und diese Platte 18 einseitig mit dem Klebe- und Dichtmaterial zur Bildung der Ausgleichsschicht 17 bestrichen wird.Die Dicke der Schicht 17 richtet sich dabei nach der gewünschten Elastizität und danach, in welcher Größenordnung Ma"- und Temperaturdehnungsunterschiede zwischen Gehäuse und Plattenstapel 11 aufgenommen werden sollen. Das auf die dickere Platte 18 aufgetragene Klebe- und Dichtmaterial ist eine plastisch verformbare, also zunächst kittartige Masse, über die gesamte Fläche der Platte 18 in gleichmäßiger Dicke aufgetragen wird. Auf die noch nicht abgebundene Ausgleichsschicht 17 wird die Lochplatte 16 aufgepreßt, so daß sich das Klebe- und Dichtmaterial bis zu einem gewissen Grade plastisch verformt. Durch die vielzahl der Löcher 22 der Lochplatte 16 ist es möglich, daß zum Abbinden des Klebe- und Dichtmaterials das Lösungsmittel aus diesem über die gesamte Fläche gleichmäßg ausdampfen bzw. herausdiffudieren kann. Nach dem Abbinden ist die Ausgleichsschicht 17, die die dickere Platte 18 und die Lochplatte 16 miteinander klebend fest verbindet, nur noch elastisch verformbar. Ist der Abbindeprozeß vollendet, so wird das so hergestellte geschichtete, integrale Bauteil zur Verwendung als unteres Grundelement 14 umgedreht, damit die metallische Lochplatte 16 nunmehr auf der Montageunterlage 21 liegt, so daß auf die dann zu oberst liegende dickere Platte 18 die weiteren Platten 12 und 12' geschichtet werden können. Bei der Verwendung als oberes Grundelement 12' kann das Baateil in der Fig. 2 dargestellten Lage auf den nahezu fertigen Plattenstapel 11

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aufgesetzt werden.

Der gesamte Plattenstapel 11 wird dann dicht in ein nicht dargestelltes Gehäuse eingespannt, wobei die beiden im Bereich der stapelnden angeordneten Ausgleichsschichten 17 die Abdichtung des Stapels 11 im Gehäuse übernehmen und die an den Enden angeordneten bspw. metallischen Lochplatten 16 mit entsprechenden Gehäuseteilen z.B. verschraubt oder verschweift werden können. Die Grundelemente können so Ka.?.- und Lageunterschiede der druckaufnehmenden Ebenen selbständig ausgleichen, so daß äußere Spannungen und Verwerfungen vermieden sind. Es versteht sich, daß sowohl Glasplatten als auch Kunststoffoder Metallplatten Verwendung finden können.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

^. Wärmetauscher mit einem Stapel von im Abstand angeordneter Platten, von denen jeweils zwei benachbarte Platten zur Bildung von getrennten, den Wärmeaustausch bewirkenden Kanälen an vorzugsweise zwei parallelen Randbereichen abwechselnd abgedichtet sind und von denen zumindest eine der beiden Endplatten mit einer elastischen Ausgleichsschicht aus Klebe- und Dichtmaterial versehen ist, und mit einem Gehäuse, in das der Plattenstapel einbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Ausgleichsschicht (17) zwischen einer Endplatte (18) des Stapels (11) und einer Grundplatte vorgesehen ist, die als Lochplatte (16) ausgebildet ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das aua der Endplatte (18), Ausgleichs· schicht (17) und Lochplatte (16) bestehende, geschichtete Bauteil (3Λ, m¹) an einer oder beiden Enden des Plattenstapels (11) vorgesehen ist.

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ORiGiNAL INSPECTED
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lochplatte (16) mit dem Gehäuse fest verbunden, vorzugsweise verschraubt ist.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Lochplatte (16) aus Metall ist.
5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daP die der Lochplatte (16) benachbarte Endplatte (18) des Stapels (11) dicker ist als die der übrigen Platten (12, 12') des Stapeln.
6. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers nach einem

der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß zuerst ein separates integrales Bauteil (14, 14') dadurch hergestellt wird, daß auf die eine Fläche einer mit einer Schicht (17) aus zunächst plastischem Klebe- und Dichtmaterial versehenen Endplatte (18), die aus demselben Material wie die Stapelplatten (12, 12') ist, eine Lochplatte (16) aufgelegt bzw. aufgedrückt wird, und daP· das so entstandene geschichtete Bauteil (14, Ί4¹), vorzugsweise nach dem Abbinden des Klebe- und Dichtmaterials zu einer elastischen Schicht, gewendet wird, worauf auf die Endplatte (18) des Bauteils der Stapel (11) aufgebaut wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die oberste Platte (12, 12') des aufgebauten Stapels (11) ein die Endplatte (18) enthaltendes geschichtetes Bauteil (14') unter zwischenfügen zweier Randabdichtungen (19, 19') gesetzt wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Klebe- und Dichtmaterial mit einer solchen Dicke aufgetragen wird, daß nach seinem
Abbinden, vorzugsweise Ausdampfen des enthaltenen Lösungsmittels, die Schicht (17) eine Elastizität besitzt, die zum gasdichten Einspannen des Stapels (11) in das Gehäuse, zum Ausgleich von Maß- und Temperaturdehnungsunterschiede und/oder dgl. ausreichend ist.

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