DE3545278A1 - Plattenfoermiger waermetauscher - Google Patents
Plattenfoermiger waermetauscherInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen plattenförmigen Wärmetau
scher mit einer durchgehenden oberen und unteren Ab
schlußwand und einer Vielzahl von zwischen den Abschluß
wänden durch mit diesen einstückig verbundenen, längs
verlaufenden Stegen getrennten Fließkanälen für das
Wärmeübertragungsmedium, in dessen freien Endbereichen
Querkanäle bildende Sammelleitungen angeordnet sind, in
die die einzelnen Fließkanäle münden, wobei die Sammel
leitungen nach außen dicht verschlossen sind und inte
grierte An- und Abströmungsleitungen für das Wärmeüber
tragungsmedium aufweisen.
Aus dem deutschen Patent 32 41 842 ist ein derartiger
plattenförmiger Wärmetauscher bekannt, bei dem der
Anschluß für die Zuflußleitungen in die Querkanäle als
Flachdüse ausgebildet ist. Diese Flachdüse mündet in die
Querkanäle derart, daß sie mit ihrer Strömungsöffnung in
axialer Richtung fluchtend dicht in die freien Enden des
Wärmetauschers eingesetzt ist.
Der bekannte Wärmetauscher hat den Nachteil, daß die die
Querkanäle bildenden Sammelleitungen an den freien Enden
der Wärmetauscherplatten durch partielles Entfernen der
längsverlaufenden Stege zwischen der oberen und der
unteren Abschlußwand des Wärmetauschers gebildet werden.
Dabei werden die Querstege zwischen den beiden Abschluß
wänden auf entsprechende Länge ausgeschnitten oder
weggelassen und die Enden der beiden Abschlußwände
werden danach durch Wärme und Druck und ggf. Zwischen
schaltung von Haftvermittlern dicht miteinander verbun
den. In diese auf die geschilderte Art und Weise gebil
deten Querkanäle wird über die Anströmungsleitung das
Wärmeübertragungsmedium mittels Druck eingelassen,
breitet sich in den Querkanälen aus und strömt anschlie
ßend durch die von den längsverlaufenden Stegen getrenn
ten Fließkanäle bis zum Querkanal am gegenüberliegen
den freien Ende der Wärmetauscherplatten, in den die Ab
strömungsleitung für das Wärmeübertragungsmedium inte
griert ist. Die Druckbeaufschlagung der Querkanäle mit
dem Wärmeübertragungsmedium kann die nachteilige Folge
haben, daß im Bereich der eingeschnittenen Stege bei der
Druckbeaufschlagung der Querkanäle der Endbereich der
Einschnitte als Sollreißstelle dient und durch den Druck
des Wärmeübertragungsmediums in axialer Richtung zum
Weiterreißen der die Fließkanäle der Wärmetauscherplatte
trennenden Stege führt. Daraus resultiert eine relativ
geringe Druckbelastbarkeit der Wärmetauscherplatten
insgesamt.
Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe
gestellt hat, einen plattenförmigen Wärmetauscher anzu
geben, bei dem ein axiales Aufschneiden der die Fließka
näle trennenden Stege im Bereich der freien Enden zur
Bildung der Querkanäle vermieden wird, wodurch bei
Druckbeaufschlagung ein Weiterreißen der Stege im Be
reich der Schnittkerbe ausgeschlossen ist. Erfindungsge
mäß wird dazu vorgeschlagen, daß die Sammelleitungen als
langgestreckte Hohlkörper auf die Abschlußwand im zuge
ordneten Endbereich der Wärmetauscherplatte aufgesetzt
sind, und daß ihr Hohlraum mit den Fließkanälen durch
gänzliches oder teilweises Entfernen der darunterliegen
den Abschlußwandbereiche bei Erhaltung der Stege auch in
diesem Bereich verbunden ist.
Der langgestreckte Hohlkörper der Sammelleitungen kann
dabei vorteilhaft ein rohrförmiges Element sein, welches
eine axial verlaufende Wandöffnung aufweist, an deren
freien Enden durchgehend flanschartige Fortsätze ange
formt sind, und welches an seinen Stirnflächen geschlos
sen ist. Die flanschartigen Fortsätze können sowohl nach
innen als auch nach außen gerichtet sein. Dieses rohr
förmige Element kann planeben auf die zugeordnete Ab
schlußwand aufgesetzt sein, wobei das Innere des rohr
förmigen Elementes, welches den Querkanal bildet, über
seine axial verlaufende Wandöffnung direkt mit den
Fließkanälen der Wärmetauscherplatte verbunden ist. Das
rohrförmige Element kann auch abgestuft auf die zugeord
nete Abschlußwand aufgesetzt sein, wobei gleichzeitig
der eine durchgehende Flansch bei der Verbindung des
rohrförmigen Elementes mit der Wärmetauscherplatte den
dichten Abschluß der Fließkanäle gegen die Umgebung
bewirken kann. Die An- und Abströmungsleitungen für das
Wärmeübertragungsmedium können axial zur Richtung der
Fließkanäle dicht in das rohrförmige Element eingelassen
sein. Dadurch wird eine optimale Anströmung der einzel
nen Fließkanäle auch bei breiteren Wärmetauscherplatten
bewirkt. Das rohrförmige Element kann im Bedarfsfall
beidseitig, also gegenüberliegend, oder alternierend mit
den zugeordneten Oberflächen der Wärmetauscherplatte
verbunden sein.
Der Vorteil der Erfindung wird insbesondere darin gese
hen, daß das Weiterreißen der längsverlaufenden Stege,
die die Fließkanäle der Wärmetauscherplatte trennen, im
Bereich der axialen Einschnitte an den freien Enden der
Wärmetauscherplatte, die im eingeschnittenen Bereich
nach dem Stand der Technik die Querkanäle bilden, ver
mieden wird. Erfindungsgemäß werden die Abschlußwände
der Wärmetauscherplatten in den Bereichen, in denen die
rohrförmigen Elemente, die die Sammelleitungen bilden,
aufgesetzt werden, nur an der zugeordneten Oberfläche
abgetragen. Dies bedeutet, daß die Abtragung nur inso
weit erfolgt, bis die zugeordnete Abschlußwand der
Wärmetauscherplatte durchbrochen ist. Sobald dabei die
Öffnungen in die Fließkanäle der Wärmetauscherplatte
hergestellt sind, endet der Vorgang des Durchbrechens,
so daß auch im Bereich der Durchbrechungen die Stege,
die die Fließkanäle voneinander trennen, stehen bleiben.
Mit diesem Vorgang sind also nur die Fließkanäle einsei
tig geöffnet worden. In dem Bereich dieser einseitigen
Öffnungen der Fließkanäle wird nunmehr das rohrförmige
Element aufgebracht, wobei die zu diesem rohrförmigen
Element axial verlaufende Wandöffnung über die zu den
Fließkanälen reichenden Öffnungen gebracht wird. Im
Bereich der flanschartigen Fortsätze des rohrförmigen
Elementes erfolgt dann die dichte Verbindung zur zuge
ordneten Abschlußwand der Wärmetauscherplatte. Diese
Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen erfolgen,
wobei jegliche Art der Verschweißung wie Ultraschall
schweißen, Reibschweißen, Spiegelschweißen usw. verwend
bar ist. Voraussetzung ist lediglich, daß die Art der
Verbindung gegenüber dem Wärmetauschermedium dicht ist.
Nachdem dieses Wärmetauschermedium sowohl aus einer
Flüssigkeit als auch einem Gas bestehen kann, muß die
Verbindung zwischen den flanschartigen Fortsätzen des
rohrförmigen Elementes und der zugeordneten Oberfläche
der Abschlußwand gas- und flüssigkeitsdicht sein.
Die Verbindung des rohrförmigen Elementes mit der Wärme
tauscherplatte kann planeben sein, so daß die Wärmetau
scherplatte an ihrem freien Ende noch gas- und flüssig
keitsdicht zusätzlich verschlossen sein muß. Die Verbin
dung des rohrförmigen Elementes kann aber auch derart
erfolgen, daß die Wärmetauscherplatte in ihrem freien
Endbereich beispielsweise schräg abgeschnitten ist, und
daß die flanschartigen Fortsätze des rohrförmigen Ele
mentes einmal mit der oberen und zum anderen auf der
gleichen Schrägebene mit der unteren Abschlußwand der
Wärmetauscherplatte dicht verbunden sind. Hierbei ist
der obere Flanschansatz mit dem äußeren Schnittbereich
der oberen Abschlußwand und der untere Flanschansatz mit
dem inneren Schnittbereich der unteren Abschlußwand
dicht verbunden. Die Stege der Fließkanäle sind in
diesem Fall ebenfalls in der Schrägebene geschnitten.
Die Anordnung des rohrförmigen Elementes auf der Wärme
tauscherplatte kann aber auch stufenweise erfolgen,
wobei der eine Flanschansatz auf der Oberfläche der
oberen Abschlußwand und der andere Flanschansatz bei
spielsweise auf der Innenfläche der unteren Abschlußwand
aufgesetzt und in beiden Fällen dicht mit den Abschluß
wänden verbunden ist.
Es ist selbstverständlich, daß in allen Fällen der
Verbindung die Stirnflächen der rohrförmigen Elemente in
der gleichen Dichtigkeit mit den zugeordneten Wandflä
chen der Wärmetauscherplatte verbunden sind und die
lichte Weite des jeweiligen rohrförmigen Elementes
ebenso dicht nach außen abschließen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfin
dungsgemäßen Wärmetauscherplatte schematisch dargestellt;
es zeigt:
Fig. 1 die Sammelleitung als abgeschlossenen, einseitig
offenen Hohlkörper.
Fig. 2 das Ende der Wärmetauscherplatte mit aufgesetzter
Sammelleitung im Schnitt.
Fig. 3 das Ende der Wärmetauscherplatte mit abgeschräg
tem Endbereich und auf die Schräge aufgesetzter Sammel
leitung im Schnitt.
Fig. 4 das Ende der Wärmetauscherplatte mit abgestuftem
Endbereich und auf die Stufe aufgesetzter Sammelleitung
im Schnitt.
In Fig. 1 ist die Sammelleitung 1 als einseitig offener
Hohlkörper dargestellt. Die Sammelleitung 1 ist halb
kreisförmig und besitzt im Bereich der Wandöffnung 2 an
den freien Enden flanschartige, nach außen gerichtete
Fortsätze 3, 4. An den Stirnseiten ist der Hohlkörper in
den Bereichen 5, 6 dicht nach außen hin abgeschlossen.
Die in Fig. 1 gezeigte Sammelleitung 1 kann beispiels
weise einstückig als Spritzgußteil hergestellt werden.
Es ist jedoch auch denkbar, daß die Sammelleitung 1
beispielsweise im Blasverfahren - ebenfalls einstückig -
hergestellt werden kann. Hierbei könnte dann eine Dop
pelleitung hergestellt werden, die im Bereich der Aufla
gefläche nach der Herstellung getrennt wird. Auch eine
Konfektion aus einem Rohr, bei dem anschließend die
Stirnflächen dicht durch die Bereiche 5 und 6 verschlos
sen werden, ist denkbar.
Fig. 2 zeigt das Ende der Wärmetauscherplatte 7 mit
aufgesetzter Sammelleitung 1 im Teilschnitt. Hier ist
deutlich zu sehen, daß die flanschartigen Fortsätze 3, 4
dicht mit der oberen Abschlußwand 71 der Wärmetauscher
platte 7 verbunden sind. Die obere Abschlußwand 71 ist
im Bereich 72, d.h. unter der Wandöffnung 2 der Sammel
leitung 1 entfernt, so daß der lichte Bereich der Sam
melleitung 1 direkt über dem Bereich 72 mit den Fließka
nälen der Wärmetauscherplatte 7 in Verbindung steht. Das
freie Ende 73 der Wärmetauscherplatte 7 ist in der
gezeigten Darstellung ebenso gas- und flüssigkeitsdicht
verschlossen wie die Sammelleitung 1 über die flanschar
tigen Fortsätze 3, 4 mit der oberen Abschlußwand 71 der
Wärmetauscherplatte 7 gas- und flüssigkeitsdicht verbun
den ist.
In Fig. 3 ist das freie Ende 73 der Wärmetauscherplatte
7 mit einem Schrägschnitt versehen und auf die Schräge
74 ist die Sammelleitung 1 dicht aufgesetzt. Dabei ist
der flanschartige Fortsatz 3 der Sammelleitung 1 mit dem
äußeren Bereich der oberen Abschlußwand 71 dicht verbun
den, während der flanschartige Fortsatz 4 mit dem inne
ren Bereich der unteren Abschlußwand 75 ebenfalls dicht
verbunden ist. Der Teilschnitt in Fig. 3 zeigt einen
Steg 76 in der Wärmetauscherplatte 7, der mit seiner
Schnittfläche 74 an den lichten Innenraum 2 der Sammel
leitung 1 angrenzt. Die anderen Stege 76 der Wärmetau
scherplatte 7 sind durch den Schrägschnitt ebenso ge
staltet, so daß sich bei dieser Ausführungsart von oben
gesehen im Schnittbereich ein Gebilde ergibt, bei dem
die Fließkanäle in den Schrägschnittbereichen 74 der
Stege 76 enden.
In Fig. 4 ist schließlich die Sammelleitung 1 gezeigt,
wie sie in abgestufter Weise auf das Ende der Wärmetau
scherplatte aufgesetzt ist. Hierbei ist im Bereich der
lichten Öffnung 2 der Sammelleitung 1 die obere Abschluß
wand 71 derart entfernt, daß nach oben zur lichten
Öffnung 2 der Sammelleitung 1 hin die Querschnitte der
Stege stehen bleiben und die lichte Öffnung 2 der Sam
melleitung 1 direkt mit den Fließkanälen zwischen den
einzelnen Stegen 76 in Verbindung steht. Der flanschar
tige Fortsatz 3 ist auf der Oberfläche der oberen Ab
schlußwand 71 dicht aufgebracht. Der flanschartige
Fortsatz 4 ist in abgestufter Ausführungsform mit den
Stegen 76 bis in den Bereich der unteren Abschlußwand 75
heruntergezogen und dort ebenfalls gas- und flüssig
keitsdicht verbunden. Wird für diese Verbindung ein
Schweißvorgang gewählt, so können die Stege 76 bei der
Verschweißung eingeebnet werden, beispielsweise so
lange, bis eine Abstufung, wie sie in Fig. 4 gezeigt
ist, erreicht wird. Das abgeschweißte Material der Stege
76 fließt dabei im Bereich des flanschartigen Fortsatzes
4 darunterliegend in die Fließkanäle ein und bewirkt so
das gas- und flüssigkeitsdichte Abschließen der Sammel
leitung auch in diesem hinteren Abschluß. Der flanschar
tige Fortsatz 4 kann auch bis zum Innenbereich der
unteren Abschlußwand 75 heruntergeschweißt werden.
Die Verbindung der lichten Öffnung 2 der Sammelleitung 1
zu den Fließkanälen der Wärmetauscherplatte 7 kann
beispielsweise so erfolgen, daß die entsprechenden
Bereiche der oberen Abschlußwand 71 in der Breite der
lichten Öffnung 2 so weit herausgefräst werden, daß die
Öffnungen zu den Fließkanälen erfolgt sind, und daß die
dabei zutage tretenden Querschnitte der Stege erhalten
bleiben. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 4 gezeigt.
Das nach dem Stand der Technik schädliche Weiterreißen
von Kerbbereichen, welche in axialer Richtung der Stege
76 durch das axiale Einschneiden erzeugt wurden, ent
fällt vollständig bei dieser Bearbeitungsweise. Ähnli
ches gilt für die Darstellung in Fig. 3, wo die Stege 76
entsprechend der Schräge 74 abgetragen worden sind. In
Fig. 2 ist ebenfalls eine Anordnung gezeigt, wo die
obere Abschlußwand 71 im Bereich der lichten Öffnung 2
bis zu den Stegen abgetragen wurde.
Es liegt im Bereich der Erfindung, die obere Abschluß
wand 71 nicht völlig abzutragen, sondern beispielsweise
über den Fließkanälen in die Abschlußwand Bohrungen oder
Ausstanzungen beliebigen Querschnitts einzubringen, über
die dann die Sammelleitung 1 gesetzt wird, welche mit
ihrem lichten Innenraum 2 dann über diese Öffnungen mit
den Fließkanälen der Wärmetauscherplatte 7 in direkter
Verbindung steht.
Die An- und Abströmungsleitungen für die Einbringung des
Wärmeübertragungsmediums in die Sammelleitungen 1 gemäß
der Erfindung können beispielsweise derart an den Sam
melleitungen 1 angeordnet sein, daß sie das Wärmeüber
tragungsmedium axial zu den Strömungsrichtungen der
Fließkanäle in die Sammelleitung 1 einbringen. Die An
und Abströmungsleitungen können aber auch senkrecht zur
Strömungsrichtung der Fließkanäle der Wärmetauscherplat
te 7 bzw. über die Endbereiche 5, 6 in die Sammelleitung
1 münden.
Die einseitige Anordnung der Sammelleitung 1 an der Wär
metauscherplatte 7 gibt die Möglichkeit, daß solche Wär
metauscherplatten 7 beispielsweise nach oben planeben
veriegt werden können, während die dann im unteren Be
reich abstehende Sammelleitung 1 in einen vorgefertig
ten Kanal, der sich z.B. in dem für die Verlegung als
Wärmetauscherplatte erforderlichen Isoliermaterial be
finden kann, hineinragt. Auf diese Weise lassen sich
beispielsweise mit der Wärmetauscherplatte 7 Fußboden
heizungen über große Flächen verlegen, die nach oben hin
völlig planeben liegen. In diesen Fällen sind die ein
zelnen Wärmetauscherplatten 7 über entsprechende An- und
Abströmungsleitungen sowohl untereinander als auch mit
dem Wärmeerzeuger über Zuführungs- und Abführungsleitun
gen für das Wärmeübertragungsmedium verbunden.
Werden die Wärmetauscherplatten 7 in sehr großen Abmes
sungen eingesetzt, kann es vorteilhaft sein, die Sammel
leitungen 1 abschnittsweise in räumliche Nähe zueinander
zu setzen. So können - was für eine Heizung im Nieder
temperaturbereich von Bedeutung ist - einzelne Segmente
einer langgestreckten Wärmetauscherplatte 7 beheizt wer
den, ohne daß das Wärmetauschermedium die ganze Länge
der Wärmetauscherplatte 7 durchlaufen müßte. Auf diese
Weise wird eine übermäßige Abkühlung des Wärmetauscher
mediums bei zu langen Fließwegen vermieden.
Claims (7)
1. Plattenförmiger Wärmetauscher mit einer durchgehenden
oberen und unteren Abschlußwand und einer Vielzahl
von zwischen den Abschlußwänden durch mit diesen
einstückig verbundenen, längsverlaufenden Stegen
getrennten Fließkanälen für das Wärmeübertragungsme
dium, in dessen freien Endbereichen Querkanäle bil
dende Sammelleitungen angeordnet sind, in die die
einzelnen Fließkanäle münden, wobei die Sammelleitun
gen nach außen dicht verschlossen sind und integrier
te An- und Abströmungsleitungen für das Wärmeübertra
gungsmedium aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sammelleitungen (2) als langgestreckte Hohlkörper
auf die Abschlußwand (71) im zugeordneten Endbereich
der Wärmetauscherplatte (7) aufgesetzt sind, und daß
ihr Hohlraum (2) mit den Fließkanälen durch gänzli
ches oder teilweises Entfernen der darunterliegen
den Abschlußwandbereiche (72) bei Erhaltung der Stege
(76) auch in diesem Bereich verbunden ist.
2. Plattenförmige Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der langgestreckte Hohlkörper der
Sammelleitungen (1) ein rohrförmiges Element ist,
welches eine axial verlaufende, einseitige Öffnung
aufweist, an deren freien Enden durchgehend flansch
artige Fortsätze (3, 4) angeformt sind, und welches
an seinen Stirnflächen (5, 6) dicht verschlossen ist.
3. Plattenförmiger Wärmetauscher nach Ansprüchen 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitungen
(1) planeben auf die zugeordnete Abschlußwand (71)
dicht aufgesetzt sind.
4. Plattenförmiger Wärmetauscher nach Ansprüchen 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitungen
(1) abgestuft auf die zugeordnete Abschlußwand (71)
aufgesetzt sind.
5. Plattenförmiger Wärmetauscher nach Anspruch 4, da
durch gekennzeichnet, daß die abgestuft aufgesetzten
Sammelleitungen als Verschlußkörper für den dichten
Verschluß der freien Enden der Wärmetauscherplatten
(7) ausgebildet sind.
6. Plattenförmiger Wärmetauscher nach einem oder mehre
ren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die An- und Abströmungsleitungen für
das Wärmeübertragungsmedium axial oder radial zur
Richtung der Fließkanäle dicht in die Sammelleitungen
(1) eingelassen sind.
7. Plattenförmiger Wärmetauscher nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Sammelleitungen (1) in
beliebiger Verteilung auf die Abschlußwand (71) auf
gesetzt sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853545278 DE3545278A1 (de) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Plattenfoermiger waermetauscher |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19853545278 DE3545278A1 (de) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Plattenfoermiger waermetauscher |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3545278A1 true DE3545278A1 (de) | 1987-07-02 |
DE3545278C2 DE3545278C2 (de) | 1988-02-04 |
Family
ID=6289065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (2)
Country | Link |
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EP (1) | EP0290655A1 (de) |
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