DE69117529T2

DE69117529T2 - Plattenwärmetauscher, verfahren zur herstellung eines plattenwärmetauschers und komponentengruppe fuer den zusammenbau eines wäermetauschers

Info

Publication number: DE69117529T2
Application number: DE69117529T
Authority: DE
Inventors: Magnus Kaellrot
Original assignee: Alfa Laval Thermal AB
Current assignee: Alfa Laval Thermal AB
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1991-12-13
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2011-12-14
Also published as: EP0561954B1; EP0561954A1; DE69117529D1; SE502254C2; SE9004026L; SE9004026D0; WO1992011501A1; US5492171A

Description

Plattenwärmetauscher, Verfahren zur Herstellung eines Plattenwärmetauschers und Komponentengruppe für den Zusammenbau eines Wärmetauschers
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher für den Wärmetausch zwischen zwei Druckfluiden mit einem Plattenpaket mit zwei Endplatten und mehreren zwischen diesen angeordneten dünnen Wärmetauschplatten, die jeweils einen Wärmetauschbereich mit Abstandhalteeinrichtungen zur Schaffung von Strömungskanälen zwischen nebeneinanderliegenden Platten sowie einem um den Wärmetauschbereich herumverlaufenden Kantenbereich aufweisen, wobei die Wärmetauschplatten weiterhin Durchgangsöffnungen enthalten, die miteinander fluchten, um vier durch das Plattenpaket verlaufende Anschlußkanäle zu bilden, von denen zwei nur mit den Strömungskanälen in jedem zweiten Plattenzwischenraum in Strömungsverbindung stehen, die sich je weils beiderseits der Wärmetauschbereiche der Wärmetauschplatten befinden, und von denen die anderen zwei nur mit den Strömungskanälen in den anderen Plattenzwischenräumen beiderseits der Wärmetauschbereiche in Strömungsverbindung stehen, wobei die Endplatten und die Wärmetauschplatten mit angrenzenden Wärmetauschplatten sowohl entlang den Kantenbereich der letzteren und an mehreren über deren Wärmetauschbereiche verteilten Stellen permanent verbunden sind derart, daß das Plattenpaket dadurch gegen die Wirkung der von den Druckfluiden auf die Wärmetauschplatten in den Plattenzwischenräumen ausgeübten Drücke zusammengehalten wird, und wobei mindestens eine der Endplatten Öffnungen enthält, die für den Durchgang der beiden Fluide angeordnet sind und jeweils in Strömungsverbindung mit einem Anschlußkanal stehen. In diesem Zusammenhang bezeichnet der Ausdruck "Endplatte" lediglich eine an einem Ende des Plattenpakets befindliche Platte. Eine Endplatte kann entweder so dünn wie eine Wärmetauschplatte oder, falls als zweckmäßig erachtet, auch dicker als eine solche sein. Mit "permanent verbunden" sei hier eine solche Verbindung zwischen den Platten des Pakets bezeichnet, daß die Platten sich nicht problemlos zerstörungsfrei trennen lassen und infolge ihrer gegenseitigen Verbindung die Drücke von zwei Wärmetauschfluiden in den Plattenzwischenräumen auch aufnehmen können, ohne einen Rahmen oder dergl. zu erfordern, der das Plattenpaket gegen die Wirkung dieser Drücke zusammenhält.
Ein Plattenwärmetauscher der genannten Art ist in der WO 88/09473 beschrieben und dadurch gekennzeichnet, daß er keinen Rahmen oder andere feste Einrichtung aufweist, um die Platten in Paket zu komprimieren und zusammenzuhalten.
Es sind also keine Mittel zum Komprimieren von Kantendichtungen zwischen den Platten erforderlich, da die permanente Verbindung der Wärmetauschplatten entlang den Kanten als Kantendichtung zwischen den Platnten wirkt. Weiterhin sind auch keine Mittel nötig, um die Platten im Betrieb des Wärmetauschers zusammenzuhalten, da, wie oben erwähnt, die permanente Verbindung zwischen den Wärmetauschbereichen der Platten derart ist, daß die Wärmetauschplatten die von den Wärmetauschfluiden erzeugten Drücke selbst aufnehmen.
Eine spezielle Art von Plattenwärmetauschern mit permanent verbundenen Platten besteht aus sogen. hartgelöteten Plattenwärmetauschern. Diese weisen oft ziemlich kleine Wärmetauschplatten (bspw. 10 cm x 10 cm oder 60 cm x 20 cm) auf und werden gefertigt, indem man ein Plattenpaket aus zwei Endplatten und einer Anzahl von Wärmetauschplatten zwischen den Endplatten in einen Ofen einbringt und dort alle Platten gleichzeitig miteinander hartverlötet.
Ein Hersteller von Hartlöt-Plattenwärmetauschern stellt in der Praxis für jede Plattengröße eine bestimmte Anzahl Paketgrößen her, d.h. Plattenpakete mit unterschiedlicher Anzahl von Wärmetauschplatten. Standardgrößen solcher Hartlöt-Plattenpakete lassen sich kostengünstig und in Großserien produzieren. Jedes Plattenpaket hat Zu- und Abläufe für die beiden Wärmetauschfluide, und das Paket wird üblicherweise bereits beim Hartlöten mit speziellen Anschlußelementen den Zu- und Abläufen versehen. Die Anschlußelemente werden entweder alle an die gleiche Endplatte oder zwei "für das eine Wärmetauschfluid) an die eine Endplatte und zwei (für das andere Wärmetauschfluid) an die andere Endplatte gelötet.
Jeder auf diese Weise hergestellte Plattenwärmetauscher kann nur einen bestimmten Wärmetauschbedarf optimal befriedigen, was bedeutet, daß ein bestimmter Wärmetausch zwischen zwei Wärmetauschfluiden erfolgt, die mit vorbestimmter Strömung den Plattenwärmetauscher durchströmen. Eine bestimmte Anzahl von Plattenwärmetauschern unterschiedlicher Größe kann also nur die gleiche Anzahl spezieller Wärmetausch-Bedarfsfälle auf optimale Weise befriedigen; sie lassen sich für andere (d.h. dazwischenliegende Bedarfsfälle) nur einsetzen, falls sich letztere ändern und daher vorhandenen Plattenwärmetauschern anpassen lassen. Eine solche Anpassung bedeutet aber oft, daß der Prozeß, in dem ein vorhandener Wärmetauscher eingesetzt wird, mit Energieverlusten und/oder unnötig großen Plattenwärmetauschern betrieben werden muß.
Zusätzlich zu einem Sortiment von Plattenwärmetauschern in Standardgrößen erzeugt also ein Hersteller von Plattenwärmeaustauschern zahlreiche speziell bemessene und konstruierte Plattenwärmetauscher für besondere Wärmetausch-Bedarfsfälle. Plattenwärmetauscher diese Art sind in der Herstellung teurer als Plattenwärmetauscher in Standardgrößen. Zu der Gruppe der Spezial-Plattenwärmetauscher gehören u.a. solche, bei denen die Fluide aus betimmten Gründen so geführt werden müssen, daß das eine Wärmetauschfluid Wärme mehr als einmal an das andere abgibt bzw. von ihm aufnimmt.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist generell eine weitere Verbilligung der Fertigung von Plattenwärmetauschern der eingangs ausgeführten Art. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Verringerung der erforderlichen Anzahl an Standardgrößen zu ermöglichen, ohne dabei die Anzahl der speziellen Wärmetausch-Bedarfsffälle zu ver ringern, die sich mittels solcher Wärmetauscher optimal befriedigen lassen. Ein anderes Ziel der Erfindung ist, den Bedarf für speziell bemessene und konstruierte Wärmetauscher zu reduzieren.
Zum Erreichen dieser Ziel wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Plattenwärmetauscher der eingangs bezeichneten Art so herzustellen, daß er mindestestens ein weiteres Plattenpaket im wesentlichen der gleichen Art wie das erste aufweist, sodann die Plattenpakete so anzuordnen, daß zwei ihrer Endplatten mit Öffnungen für die beiden Wärmetauschfluide (jeweils eine Endplatte für jedes Plattenpaket) einander gegenüberliegen und um ihre Öffnungen herum dicht abgeschlossen so miteinander verbunden sind, daß die Wärmetauschfluide jeweils von einem Plattenpaket in das andere strömen können, weiterhin die Plattenpakete durch Elemente zusammenzuhalten, die so angeordnet sind, daß sie die im Betrieb des Plattenwärmetauschers von den Druckfluiden in den Anschlußkanälen der Plattenpakete erzeugten Druckkräfte aufnehmen, die die Plattenpakete voneinander trennen wollen, wobei diese Elemenete jedoch nicht ausreichen, um die permanente Verbindung zwischen den Platten in jedem Plattenpaket zu ersetzen, die die Platten gegen die Wirkung der Druckfluide in den Plattenzwischenräumen zusammenhält, und schließlich in mindestens einer der anderen Endplatten der Plattenpakete Öffnungen für den Durchfluß von Wärmetauschfluid vorzusehen. Bspw. kann eine der anderen Endplatten vier Öffnungen und die andere Endplatten keine enthalten, oder es können beide anderen Endplatten Öffnungen für sowohl den Zu- als auch den Abfluß von Wärmetauschfluid enthalten.
Eine bevorzugte Ausführungsform des oben definierten Plattenwärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, daß jede der einander gegenüberliegenden und dicht abschließend miteinander verbundenen Endplatten vier Öffnungen enthält, die mit entsprechenden vier Öffnungen in der anderen Endplatte in Strömungsverbindung stehen. Hierdurch werden die Strömungskanäle in jedem zweiten Plattenzwischenraum in einem der Plattenpakete mit den Strömungskanälen in jedem zweiten Plattenzwischenraum im anderen Plattenpaket parallelgeschaltet, während die Strömungskanäle in allen anderen Plattenzwischenräumen miteinander parallelgeschaltet werden.
Erfindungsgemäß ist es nun möglich, mit Plattenpaketen nur weniger unterschiedlicher Größen, d.h. Plattenpaketen, die Wärmetauschplatten der gleichen Größe, aber in unterschiedlicher Anzahl enthalten, fertige Plattenwärmetauscher zahlreicher unterschiedlicher Größen zu erzeugen, die so auf optimale Weise viele unterschiedliche Wärmetausch-Bedarfsfälle erfüllen können.
Ein wie oben beschrieben aufgebauter Plattenwärmetauscher mit zwei oder mehr gekoppelten Plattenpaketen, die in der Regel unterschiedliche viele Wärmetauschplatten enthalten, bildet einen Aspekt der vorliegenden Erfindung. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist in einem Verfahren zum Herstellen eines Plattenwärmetauschers dieser Art zu sehen. Ein weitere Aspekt der Erfindung, der im Prinzip ein neuartiges System zum Befriedigen zahlreicher unterschiedlicher Wärmetausch-Bedarfsfälle mittels Plattenwärmetauschern der eingangs genannten Art betrifft, ist in einer Gruppe von Bauelementen zur Verwendung im Aufbau eines erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers zu sehen. Schließlich liegt ein Aspekt der Erfindung in einem auf bestimmte Art konstruierten Plattenpaket, das allein oder zusammen mit einem oder mehreren weiteren Plattenpaketen in einen Plattenwärmetauscher aufgenommen werden kann.
Nach einer bevorzugten Anwendung der Erfindung sind Plattenpakete herzustellen, die in ihren Endplatten jeweils nicht nur vier, sondern insgesamt acht Öffnungen für die Wärmetauschfluide enthalten. An diesen acht Öffnungen sollten keine hartgelöteten Verbindungselemente für den Durchfluß der Wärmetauschfluide zu den Endplatten in Verbindung mit der Hartverlötung des Plattenpakets vorliegen, wie es bei den derzeit vorhandenen vier Öffnungen der Fall ist. Vielmehr sollten Verbindungselemente diese Art erst nach -oder in Verbindung mit - dem Zusammenbau von zwei oder mehr Plattenpaketen angewandt werden, wobei unnötige Öffnungen in einer oder beiden der beiden äußersten Endplatten, die voneinander wegweisen, abgedeckt werden. Natürlich kann ein Plattenwärmetauscher mit nur einem Plattenpaket dieser Art auf entsprechende Weise hergestellt werden.
Im Rahmen der Erfindung lassen sich zwei vorgefertigte Plattenpakete permanent miteinander verbinden - bspw. so, daß man zwei ihrer Endplatten um die Öffnungen in ihnen herum hartverlötet. Erfindungsgemäß ist jedoch bevorzugt, spezielle Koppelelemente anzuordnen, die die Plattenpakete auf trennbare Weise aufeinanderdrücken. Eine derartige Anordnung vereinfacht nicht nur den Zusammenbau der Plattenpakete, sondern ermöglicht auch erforderlichenfalls einen nachträglichen Austausch eines der Plattenpakete.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers können die Kopplungselemente so angeordnet werden, daß sie auf einer oder zwei Endplatten die Verbindungselemente abnehmbar festhalten, über die der Plattenwärmetauscher mit den Zu- und Ablaufleitungen für die Wärmetauschfluide verbunden wird. Die Kopplungselemente verlaufen vorzugsweise durch die Öffnungen in den vier Endplatten und die entsprechenden Anschlußkanäle in den Plattenpaketen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 - 3 zeigen einen nach einer Ausführungsform der Erfindung aufgebauter) Plattenwärmetauscher von vorn (Fig. 1), von der Seite (Fig. 2) und in der Ebene III-III der Fig. 1 geschnitten (Fig. 3);
Fig. 4 und 5 zeigen Wärmetauschplatten unterschiedlicher Art, die in einen Plattenwärmetauscher nach Fig. 1 - 3 aufgenommen werden können; und
Fig. 6 zeigt einen Schnitt in der Ebene VI-VI der Fig. 4 durch die Kantenbereiche von drei Wärmetauschplatten.
Der Plattnwärmetauscher in Fig. 1 - 3 weist zwei Plattenpakete 1 und 2 auf. Das Plattenpaket 1 hat zwei längliche rechteckige Endplatten 3, 4 sowie eine Anzahl etwas dünnerer Wärmetauschplatten 5 der gleichen Größe wie die Endplatten. Das Plattenpaket 2 hat zwei Endplatten 6, 7 der gleichen Größe wie die Endplatten 3, 4 sowie eine Anzahl Wärmetauschplatten 8 der gleichen Größe wie die Wärmetauschplatten 5. Das Plattenpaket 2 hat mehr Wärmetauschplatten als das Plattenpaket 1.
Die Fig. 4 zeigt (mit 5a, 5b und 5c bezeichnet) drei der Wärmetauschplatten des Plattenpakets 1 und die Fig. 5 drei der Wärmetauschplatten des Plattenpakets 2, die mit 8a, 8b und 8c bezeichnet sind. Die Wärmetauschplatten weisen in ihren Wärmetauschbereichen Abstandelemente in Form von Wellungen auf und sind so zueinander orientiert, daß die Wellungsrippen einer Platte kreuzend an denen einer angrenzenden Platte anliegen. Auf diese Weise bilden sich zwischen den Wärmetauschplatten Kanäle, durch die die Wärmetauschfluide strömen sollen.
Jede Endplatte der beiden Plattenpakete enthält in ihren Eckbereichen vier Durchgangsöf fnungen und jede Wärmetauschplatte enthält vier Anschlußöffnungen, die mit den Öffnungen in den Endplatten fluchten. Die Anschlußöffnungen in den Wärmetauschplatten des Plattenpakets 1 sind mit 5d-g (vergl. Fig. 4) bezeichnet und bilden im Plattenpaket 1 vier Anschlußkanäle. Die Anschlußöffnungen im Plattenpaket 2 sind mit 8d-g (vergl. Fig. 5) bezeichnet und bilden auf die gleiche Weise in diesern Plattenpaket vier Anschlußkanäle. In Fig. 1 sind die Anschlußkanäle im Plattenpaket 2 mit 9, 10, 11, und 12 bezeichnet; in Fig. 3 sind nur die oberen Anschlußkanäle des Plattenpakets 1 gezeigt und mit 13 und 14 bezeichnet.
Wie in Fig. 3 ersichtlich, sind die beiden oberen Anschlußkanäle 13, 14 im Plattenpaket 1 mit den jeweiligen oberen Anschlußkanälen 9, 10 des Plattenpakets 2 ausgerichtet, desgl. die beiden unteren Ansahlußkanäle des Plattenpakets 1 mit den entsprechenden Anschlußkanälen 11, 12 im Plattenpaket 2.
Die Endplatten 3, 4 und die Wärmetauschplatten 5 zwischen ihnen sind durch Hartverlöten permanent miteinander verbunden. Hartlötverbindungen verlaufen zwischen nebeneinanderliegenden Wärmetauschplatten, wie in Fig. 4 gepunktet gezeigt, und Hartlötverbindungen liegen auch zwischen nebeneinanderliegenden Platten jeweils dort vor, wo eine Wellungsrippe einer Platte kreuzend an einer Wellungsrippe der anderen Platte anliegt.
Wie in Fig. 4 ersichtlich, sollen die Platten 5a, 5b entlang ihrer Kantenbereiche und ihrer gegenüberliegenden Öffnungen 5d, Se, die Platten 5b, 5c entlang ihrer Kantenbereiche und um ihre Öffnungen 5f, 5g herum hartverlötet werden. Die Fig. 6 zeigt, wie die Kantenbereiche nebeneinanderliegender Wärmetauschplatten umgebogen sind und einander überlappen. Hartlötverbindungen sind anzulegen, wo die Kantenbereiche einander berühren.
Auf entsprechende Weise sind die Wärmetauschplatten 8 im Plattenpaket 2 miteinander und mit den Endplatten 6, 7 hartver lötet.
Durch das beschriebene Hartverlöten der Wärmetauschplatten 8 stehen die Anschlußkanäle 9, 11 des Plattenpakets 2 (die durch die Anschlußöffnungen 89 bzw. 8f gebildet werden) in Strömungsverbindung mit den Strömungskanälen in jedem zweiten Plattenzwischenraum auf beiden Seiten der Wärmetauschbereiche der Platten, sind aber gegen die Strömungskanäle in den anderen Plattenzwischenräumen gesperrt, während die Anschlußkanäle 10, 12 entsprechend nur mit den Strömungskanälen in den anderen Plattenzwischenräumen in Strömungsverbindung stehen.
Auf entsprechende Weise stehen im Plattenpaket 1 der obere Anschlußkanal 13 und der mit dem Anschlußkanal 11 im Plattenpaket 2 fluchtende Anschlußkanal in Strömungsverbindung mit mit den Strömungskanälen in jedem zweiten Plattenzwischenraum, während der obere Anschlußkanal 14 und der mit dem Anschlußkanal 12 im Plattenpaket 2 fluchtende untere Anschlußkanal mit den Strömungskanälen in den anderen Plattenzwischenräumen im Plattenpaket 1 in Strömungsverbindung stehen.
Wie die Fig. 1 - 3 zeigen, liegen die Endplatten 4,. 6 de Plattenpakete 1, 2 einander gegenüber und sind zwischen ihnen und den Endplatten vier Ringe 15 jeweils koaxial mit einem zugehöriugen Paar Öffnungen in den Endplatten 4, 6 angeordnet. Jeder Ring 15 legt sich stimseitig dicht abschließend an die jeweiligen Endplatten 4, 6 um die Öffnungen in ihnen herum an. Dadurch stehen die Anschlußkanäle de Plattenpakete paarweise miteinander in Strömungsverbindung.
Durch jedes Paar Anschlußkanäle, die derart miteinander fluchten und in Strömungsverbindung stehen, verläuft eine Stange 16, die an einem Ende eine Abdeckscheibe 17 trägt und am anderen Ende mit einem querliegenden Joch 18 verbunden ist. Die Abdeckscheibe 17 liegt dicht abschließend außen auf der Endplatte 3 auf; das Joch 18 wird innen in und von einem ringförmig umlaufenden Anschlußelement 19 getragen. Die Stange 16 verläuft mittig durch das Joch 18 und trägt auf dessen Außenseite eine Mutter 20, mit der das Verbindungselement 19 auf das äußere der Endplatte 7 um eine Öffnung in dieser herum dicht abschließend aufgebracht werden kann.
Wie die Fig. 3 weiterhin zeigt, bilden die Stangen 16 sowohl eine Einrichtung zum Verbinden und Zusammenhalten der beiden Plattenmpakete 1, 2 als auch eine Einrichtung, um die Abdeckscheiben 17 auf der Endplatte 3 und die Anschlußelement 19 auf der Endplatte 7 zu halten.
Zwischen den miteinander in Strömungsverbindung stehenden Anschlußkanälen 9, 13 zeigt die Fig. 3 gestrichelt eine Trennwand 21, die an dieser Setelle nur in einer bestimmten Ausführunngsform eines erf indungsgemäßen Plattenwärmetauschers vorgesehen ist.
In der in den Fig. 1 - 3 (ohne die Trennwand 21) gezeigten Form des erf indungsgemäßen Plattenwärmetauschers sind die Anschlußelemente 19 zum Anschluß von Leitungen für zwei Wärmetauschfluide gedacht, von denen eines durch das obere linke Anschlußelement zu- und durch das untere linke (Fig. 1) abführbar ist, während das andere Wärmetauschfluid durch das untere rechte Anschlußelement zu- und durch das obere rechte abgeführt werden kann. Jeder zweite Plattenzwischenraum in den Plattenpaketen 1, 2 wird dann parallel von einem der Wärmetauschfluide durchströmt, während die anderen Plattenzwischenräume beider Plattenpakete parallel vom anderen Wärmetauschfluid durchströmt werden.
Erfindungsgemäß ist es nun möglich, großserienmäßig in einer nur geringer Anzahl von Größen Plattenpakete mit jeweils insgesamt acht Öffnungen in den Endplatten vorzufer tigen und mittels derartiger Plattenpäkete Plattenwärmetauscher herzustellen, die auf optimale Weise einer großen Anzahl von Wärmetausch-Bedarfsfällen gerecht werden. So sind nur drei Arten von Plattenpaketen mit 10, 20 und 40 Plattenzwischenräumen für die Produktion von Plattenwärmetauschern mit 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 usw. Plattenzwischenräumen erforderlich. Selbst ein einziges Plattenpaket kann so einen Plattenwärmetauscher bilden, nachdem bspw. vier seiner acht Öffnungen in den Endplatten mit Abdeckscheiben auf die beschriebene Weise verschlossen worden sind.
Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, sind die Wärmetauschplatten 5a-c anders ausgeführt als die Wärmetauschplatten 8a-c. So unterscheiden sich die Wellungsmuster in den Wärmetauschbereichen der Platten. Wie für den einschlägigen Fachmann offensichtlich, hat ein Plattenpaket mit einer bestimmten Anzahl Platten der Art 5a-c eine kleinere sogen. thermische Länge als ein solches mit der gleichen Anzahl Platten der Art 8a-c. Ei erf indungsgemäßer Plattenwärmetauscher kann entweder Plattenpakete mit nur einer Art von Plattenzwischenräumen oder Plattenpakete mit Plattenzwischenräumen unterschiedlicher Art aufweisen.
Ggf. kann zwischen zwei Plattenpaketen in einem oder mehreren der Ringe 15 (Fig. 3) eine Trennwand 21 angeordnet werden. Eine derartige Trennwand 21 kann entweder mittels des jeweiligen Ringes 15 oder mit der durch ihn verlaufenden Stange 16 gehaltert werden. Beim Vorsehen nur einer Trennwand 21, wie in Fig. 3 gezeigt, wird das in den Anschlußkanal 9 durch das obere linke Anschlußelement 19 (Fig. 1) eintretende Wärmetauschfluid zunächst durch jeden zweiten Plattenzwischenraum im Plattenpaket 2 zum unteren linken Anschlußkanal 11 (Fig. 1) und von dort durch den unteren linken Anschlußkanal im Plattenpaket 1 (nicht gezeigt) sowie jeden zweiten Plattenzwischenraum in diesem zum Anschlußkanal 13 (Fig. 3) geführt. Damit das Wärmetauschfluid aus dem Wärmetausche abströmen kann, muß in diesem Fall die Abdeckscheibe 17, die die Öffnung in der Endplatte 3 gegenüber dem Anschlußkanal 13 verschließt, gegen ein Anschlußelement 19 ausgetauscht werden, desgl. das untere linke Anschlußelement 19 gegenüber dem Anschlußkanal 11 gegen eine Abdeckscheibe 17.
Wird eine Trennwand 21 zwischen den Anschlußkanal 12 im Plattenpaket 2 und den fluchtenden Anschlußkanal im Plattenpaket 1 gelegt, muß das obere rechte Anschlußelement 19 (Fig.l) gegen eine Abdeckscheibe 17 ausgetauscht werden, desgl. die untere Abdeckscheibe 17 in der Endplatte 3 (die mit dem Anschlußkanal 12 fluchtet) gegen ein Anschlußelement 19.
Es sei darauf verwiesen, daß die Stangen 16 in einem Plattenwärmetauscher der beschriebenen Art keine von den Drükken der Wärmetauschfluide in den verschiedenen Plattenzwischenräumen erzeugten Kräfte aufzunehmen haben, sondern nur Kräfte, die die Drücke der Fluide auf die Anschlußelemente 19 und die Abdeckscheiben 17 ausüben.

Claims

1. Plattenwärmetauscher für den Wärmetausch zwischen zwei Druckfluiden, mit einem Plattenpaket (2) mit zwei Endplatten (6, 7) und mehreren zwischen diesen angeordneten dünnen Wärmetauschplatten (8), die jeweils einen Wärmetauschbereich mit Abstandhalteeinrichtungen zur Schaffung von Strömungskanälen zwischen nebeneinanderliegenden Platten sowie einem um den Wärmetauschbereich herumverlaufenden Kantenbereich aufweisen, wobei die Wärmetauschplatten (8) weiterhin Durchgangsöf fnungen enthalten, die miteinander fluchten, um vier durch das Plattenpaket verlaufende Anschlußkanäle (9 - 12) zu bilden, von denen zwei (9, 11) nur mit den Strömungskanälen in jedem zweiten Plattenzwischenraum in Strömungsverbindung stehen, die sich jeweils beiderseits jeder Wärmetauschplatte in deren Wärmetauschbereich befinden, und von denen die anderen zwei (10, 12) nur mit den Strömungskanälen in den anderen Plattenzwischenräumen beiderseits der Wärmetauschbereiche in Strömungsverbindung stehen, wobei die Endplatten (6, 7) und die Wärmetauschplatten (8) mit angrenzenden Wärmetauschplatten sowohl entlang den Kantenbereichen der letzteren als auch an mehreren über deren Wärmetauschbereiche verteilten Stellen permanent verbunden sind derart, daß das Plattenpaket dadurch gegen die Wirkung der von den Druckfluiden auf die Wärmetauschplatten in den Plattenzwischenräumen ausgeübten Drücken zusammengehalten wird, und wobei mindestens eine der Endplatten Öffnungen enthält, die für den Durchgang der beiden Fluide angeordnet sind und jeweils in Strömungsverbindung mit einem Anschlußkanal stehen, dadurch gekennzeichnet, das

- der Plattenwärmetauscher mindestestens ein weiteres Plattenpaket (1) im wesentlichen der gleichen Art wie das erste Plattenpaket (2) aufweist,

- die Plattenpakete (1, 2) so angeordnet sind, daß zwei (4, 6) ihrer Endplatten mit Öffnungen für die beiden Wärmetauschfluide - jeweils eine Endplatte für jedes Plattenpaket - einander gegenüberliegen und um ihre Öffnungen herum dicht abgeschlossen so miteinander verbunden sind, daß die Wärmetauschfluide jeweils von einem Plattenpaket in das andere strömen können,

- die Plattenpakete durch Elemente (16) zusammengehalten sind, die so angeordnet sind, daß sie die im Betrieb des Plattenwärmetauschers von den Druckfluiden in den Anschlußkanälen (9 - 14) der Plattenpakete erzeugten Druckkräfte aufnehmen, die die Plattenpakete voneinander trennen wollen, wobei diese Elemenete jedoch nicht ausreichen, um die permanente Verbindung zwischen den Platten in jedem Plattenpaket zu ersetzen, die die Platten gegen die Wirkung der Druckfluide in den Plattenzwischenräumen zusammenhält, und

- in mindestens einer (7) der anderen Endplatten (3, 7) der Plattenpakete Öffnungen für den Durchfluß von Wärmetauschfluid vorgesehen sind.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der miteinander verbundenen Endplatten (4, 6) vier Öffnungen enthält, die in Strömungsverbindung mit vier entsprechenden Öffnungen in der anderen Endplatte stehen, so daß die Strömungskanäle durch jeden zweiten Plattenzwischenraum in einem Plattenpaket (1) mit den Strömungskanälen durch jeden zweiten Plattenzwischenraum im anderen Plattenpakets (2) parallelgeschaltet sind, und daß die Strömungskanäle in allen anderen Plattenzwischenräumen miteinander parallelgeschaltet sind.

3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschplatten (5a-c, 8a-c) in den Plattenpaketen E;O gebildet sind, daß in jedem Plattenzwischenraum des einen Plattenpakets der Strömungswiderstand für mindestens ein Wärmetauschfluid höher ist als in jedem Plattenzwischenraum des anderen Plattenpakets.

4. Plattenwärmetauscher nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß ein Plattenpaket (2) mehr Wärmetauschplatten als das andere (1) enthält.

5. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede der miteinander verbundenen Endplatten (4, 6) drei Öffnungen enthält, die in Strömungsverbindung mit drei entsprechenden Öffnungen in der anderen Endplatte stehen, so daß die Strömungskanäle in jedem zweiten Plattenzwischenraum in einem Plattenpaket (1) mit den Strömungskanälen durch alle zweiten Plattenzwischenräume im anderen Plattenpakets (2) parallelgeschaltet sind, während die Strömungskanäle durch die anderen, miteinander parallelgeschalteten Plattenzwischenräume im anderen Plattenpakets (1) mit den miteinander parallelgeschalteten Strömungskanälen durch die restlichen Plattenzwi schenräumen im anderen Plattenpaket in Serie geschaltet sind.

6. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einander zugewandten Endplatten (4, 6) um ihre Öffnungen herum bspw. durch Hartlöten permanent miteinander verbunden sind.

7. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kopplungselemente (16), die die Plattenpakete (1, 2) lösbar aufeinandergedrückt halten.

8. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungselemente (16) durch die Öffnungen in den Endplatten (3, 4, 6, 7) und durch die Anschlußkanäle (9 - 14) der Plattenpakete (1, 2) verlaufen.

9. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungselemente (16) so angeordnet sind, daß sie Anschlußelemente (19) für den Durchfluß von Wärmetauschfluiden außen auf mindestens eine (7) der beiden voneinander weg weisenden Endplatten der Plattenpakete aufgedrückt halten.

10. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens zwei Plattenpakete (1, 2) aufweist, deren Endplatten (4, 6) jeweils vier Öffnungen enthalten, die in Strömungsverbindung mit den entsprechenden Anschlußkanälen in den Plattenpaketen stehen, und daß die Kopplungselemente (16) so angeordnet sind, daß sie Abdeckscheiben (17) oder dergl. abnehmbar außen auf mindestens eine (3) der von einander wegweisenden Endplatten gedrückt halten, um Öffnungen in diesen zu verschließen.

11. Verfahren zur Herstellung eines Plattenwärmetauschers zum Wärmetausch zwischen zwei Druckfluiden mit einem Plattenpaket (2) mit zwei Endplatten (6, 7) und mehreren zwischen diesen angeordneten dünnen Wärmetauschplatten (8), die jeweils einen Wärmetauschbereich mit Abstandhalteeinrichtungen zur Schaffung von Strömungskanälen zwischen nebeneinanderliegenden Platten sowie einem um den Wärmetauschbere ich herumverlaufenden Kantenbereich aufweisen, wobei die Wärmetauschplatten (8) weiterhin Durchgangsöffnungen enthalten, die miteinander fluchten, um vier durch das Plattenpaket verlaufende Anschlußkanäle (9 - 12) zu bilden, von denen zwei (9, 11) nur mit den Strömungskanälen in jedem zweiten Plattenzwischenraum in Strömungsverbindung stehen, die sich jeweils beiderseits der Wärmetauschbereiche der Wärmetauschplatten befinden, und von denen die anderen zwei (10, 12) nur mit den Strömungskanälen in den anderen Plattenzwischenräumen beiderseits der Wärmetauschbereiche in Strömungsverbindung stehen, wobei die Endplatten (6, 7) und die Wärmetauschplatten (8) mit angrenzenden Wärmetauschplatten sowohl entlang den Kantenbereichen der letzteren als auch an mehreren über deren Wärmetauschbereiche verteilten Stellen permanent verbunden sind derart, daß das Plattenpaket dadurch gegen die Wirkung der von den Druckfluiden auf die Wärmetauschplatten in den Plattenzwischenräumen ausgeübten Drücken zusammengehalten wird, und wobei mindestens eine der Endplatten Öffnungen enthält, die für den Durchgang der beiden Fluide angeordnet sind und jeweils in Strömungsverbindung mit einem Anschlußkanal stehen,

- zwei Endplatten (4, 6) von zwei vorgefertigten Plattenpaketen (1, 2) der genannten Art, und zwar jeweils eine Platte jedes Plattenpakets, einander zugewandt angeordnet und um ihre Öffnungen herum miteinander verbunden werden, so daß die beiden Wärmetauschfluide jeweils von einem Plattenpaket (2) in das andere strömen können,

- die Plattenpakete miteinander mittels Elementen (16) verbunden werden, die Druckkräfte aufnehmen können, die im Betrieb des Plattenwärmetauschers von den Druckfluiden n den Anschlußkanälen (9 - 14) der Plattenpakete erzeugt werden und die Plattenpakete voneinander trennen wollen, wobei diese Elemente nicht ausreichen, um die permanente Verbindung zwischen den Platten in jedem Plattenpaktet zu ersetzen, die die Platten gegen die Wirkung der Druckfluide in den Plattenzwischenräumen zusammenhalten, und daß

- man zur herstellung des Plattenwärmetauschers mindestens ein Plattenpaket verwendet, das in seinen Endplatten je vier, jeweils mit einem Anschlußkanal in Strömungsverbindung stehende Öffnungen enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurchgekennzeichnet, daß die beiden Plattenpakete (1, 2) lösbar miteinander verbunden werden.

13. Gruppe von Bauteilen für die Verwendung beim Zusammenbau eines Plattenwärmetauschers nach Anspruch 1, -sie mindestens zwei Plattenpakete (1, 2) aufweist, die jeweils zwei Endplatten und zwischen diesen mehrere dünne Wärmetauschplatten aufweist, wobei letztere jeweils einen Wärmetauschbereich mit Abstandhaltemitteln, um Strömungskanäle zwischen nebeneinanderliegenden Platten zu derzeugen, sowie einen um den Wärmetauschbereich herumverlaufenden Kantenbereich aufweisen, wobei die Wärmetauschpaltten weiterhin Durchgangsöffnungen enthalten, die miteinander fluchten, um vier durch das Plattenpaket verlaufende Anschlußkanäle zu bilden, wobei zwei der Anschlußkanäle in Strömungsverbindung nur mit den Strömungskanälen in allen zweiten Plattenzwischenräumen stehen, und zwar mit jeweils einem auf jeder Seite der Wärmetauschbereiche der Wärmetauschplatten, und die anderen zwei Anschlußkanäle in Strömungsverbindung nur mit den Strömungskanälen in den andere Plattenzwischenräumen stehen, und zwar jeweils einem auf jeder Seite der Wärmetauschbereiche, wobei die End- und die Wärmetauschplatten mit nebenliegenden Wärmetauschplatten sowohl entlang der Kantenbereiche der letzteren und an mehreren über deren Wärmetauschbereiche verteilten Stellen permanent verbunden sind,

- die Plattenpakete (1, 2) eine unterschiedliche Anzahl von Wärmetauschplatten (5, 8) aufweisen,

- die Endplatten (3, 4, 6, 7) in den unterschiedlichen Arten von Plattenpaketen jeweils vier Öffnungen enthalten, die den Anschlußkanälen im jeweiligen Plattenpaket gegenüber angeordnet sind, und daß

- die Öffnungen in den Endplatten des einen Plattenpakets auf die gleiche Weise und mit dem gleichen Abstand voneinander angeordnet sind wie die Öffnungen in den Endplatten des anderen Plattenpakets.

14. Gruppe von Bauteilen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Kopplungselemente (16) aufweist, die angeordnet sind, um die beiden Plattenpakete (1, 2) lösbar zusammenzuhalten, die mit zwei ihrer Endplatten (4, 6) - jeweils einer Endplatte jedes Plattenpakets - gegenüber angeordnet sind.

15. Gruppe von Bauteilen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Anschlußelemente (19) für den Durchfluß von Wärmetauschfluiden aufweist, die mittels der Kopplungselemente (16) außen auf mindestens eine derjenigen Endplatten der zusammengehaltenen und voneinanderweg weisenden Plattenpakete aufdrückbar sind.

16. Plattenwärmetauscher mit einem Paket (2) aus dünnen Wärmetauschplatten (18), die jeweils einen Wärmetauschbereich mit Abstandhaltemittel zum Erzeugen von Strömungskanälen zwischen aneinandergrenzenden Wärmetauschplatten sowie einen um diesen herumverlaufenden Kantenbereich aufweisen, wobei die Wärmetauschplatten weiterhin Durchgangsöffnungen enthalten, die miteinander fluchten, um vier durch das Plattenpaket verlaufende Anschlußkanäle (9 - 12) zu bilden, wobei zwei (9, 11) der Anschlußkanäle mit den Strömungskanälen nur in jedem zweiten Plattenzwischenraum, und zwar jeweils einem beiderseits der Wärmetauschbereich der Wärmetauschplatten, in Strömungsverbindung stehen, während die beiden anderen Anschlußkanäle (10, 12) mit nur den Strömungskanälen in den anderen Plattenzwischen räumen, und zwar jeweils einem beiderseits der Wärmetauschbereich, in strömungsverbindung stehen, und Endplatten (6, 7), die dikker als die Wärmetauschplatten (8) sind und an den Enden des Plattenpakets liegen, wobei aneinandergrenzende Wärmetauschplatten (8) sowohl entlang der Kantenbereiche und an mehreren über die Wärmetauschbereiche verteilten Stellen permanent miteinander verbunden sind, die Endplatten (6, 7) mit dem Paket der Wärmetauschplatten permanent verbunden sind und eine (6) dser Endplatten vie Öffnungen enthält, die für den Durchfluß von Wärmetauschfluid angeordnet und jeweils mit einem Ende eines zugehörigen der durch das Plattenpaket verlaufenden Anschlußkanäle (9 - 12) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Endplatte (7) ebenfalls vier Öffnungen enthält, die für den Durchfluß von Wärmetauschfluid angeordnet und jeweils mit einem Ende eines zugehörigen der durch das Plattenpaket verlaufenden vier Anschlußkanäle (9 - 12) verbunden sind.

17. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschplatten (8) und die endplatten (6, 7) in ein und demselben Hartlötvorgang gleichzeitig miteinander hartverlötet worden sind.

18. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in den Endplatten (6, 7) den jeweiligen Enden der Anschlußkanäle (9 - 12) gegenüber liegen.