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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Plattenwärmetatscher,
umfassend einen Stapel von Wärmeübertragungsplatten,
der sich zwischen zwei Endstücken
befindet und wobei jede eine im wesentlichen ebene Ausdehnung hat,
wobei jedes Endstück
eine innere Oberfläche
hat, die zu den Wärmeübertragungsplatten
zeigt, und eine äußere Oberfläche, die
von den Wärmeübertragungsplatten
weg zeigt und sich von einer Seite zur anderen des Endstückes erstreckt,
wobei der Plattenwärmetauscher durch
mindestens ein Element zusammengedrückt wird, das sich um die Endstücke und
die Wärmeübertragungsplatten
auf eine solche Weise erstreckt, daß das Element an die äußere Oberfläche jedes
Endstücks
anstößt, um ein
Auseinanderweichen der Endstücke
voneinander zu verhindern.
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Ein herkömmlicher Plattenwärmetauscher umfasst
einen Stapel von Wärmeübertragungsplatten,
die zwischen zwei Endstücken
oder Endplatten durch zwei oder mehrere Bolzen oder Befestigungsstangen
zusammen gepresst werden. Die Bolzen erstrecken sich zwischen Löchern, die
sich durch die Endplatten in deren äußeren Bereichen erstrecken, und
außerhalb
des Stapels der Wärmeübertragungsplatten,
die zwischen den Endplatten eingepresst sind. Der Innendruck des
Wärmetauschers
wirkt auf die Endplatten, und da sich die Bolzen außerhalb
der druckbeaufschlagten Oberfläche
der Endplatten befinden, treten große Biegespannungen in den Endplatten
auf, die zu einer beträchtlichen
Verformung der Endplatten führen
können.
Eine solche Verformung führt
zu einem Spiel im Plattenstapel, das wiederum die Wärmeleistung
beeinflusst und bis zu einem gewissen Grad auch die Ermüdungsfähigkeit der
Platten. Um das auszugleichen, ist es nötig, schon bei relativ moderaten
Arbeitsdrücken
Endplatten mit einer hinreichenden Materialdicke zu verwenden. Dementsprechend
wird der Plattenwärmetauscher
schwer und die Herstellungskosten gehen in die Höhe.
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Die JP-A-62 062186 offenbart einen
Plattenwärmetauscher
des eingangs definierten Typs, umfassend einen Stapel von Wärmeübertragungsplatten,
die zwischen zwei Endplatten vorgesehen sind. Jede Endplatte umfasst
eine ebene innere Oberfläche,
die den Wärmeübertragungsplatten
zugewandt ist, sowie eine ebene Außenfläche und Kantenflächen, die
die Innen- und Außenflächen miteinander verbinden.
Ein Element zum Zusammendrücken
in der Form eines gurtartigen dünnen
Bleches erstreckt sich um den Plattenwärmetauscher. Das Blech wird eng
um die von der Außenfläche und
den Kantenflächen
gebildeten Ecken gebogen. Aufgrund dieser engen Biegungsecken sind
die inhärenten
Belastungen beim Zusammendrücken
nicht vernachlässigbar. Darüber hinaus
herrschen in den Endplatten Biegespannungen, die zu einer Verformung
der Endplatten in ihrem mittleren Bereich führen. Dementsprechend kann
der in der JP-A-62 062186 offenbarte Plattenwärmetauscher keine hohen Innendrücke aushalten.
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Im Vergleich zu diesem japanischen
Stand der Technik offenbart die JP-A-62 062 187 einen etwas
modifizierten Plattenwärmetauscher,
umfassend Längsrippen,
die an der Außenfläche der
Endplatten vorgesehen sind. Das dünne Blech des Elements zum
Zusammendrücken
erstreckt sich um den Plattenwärmetauscher
und stößt an eine
gerade Kantenfläche
der Rippen auf eine solche Weise an, daß das dünne Blech um die Rippen herum
gebogen wird. Wie in der JP-A-62 062 186 wird das dünne Blech eng
um die Ecken der Endplatten herum gebogen.
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Die SE-B-343 383 offenbart einen
Plattenwärmetauscher
mit einem Stapel von Wärmeübertragungsplatten,
die zwischen zwei Endstücken
vorgesehen sind, wobei jedes Endstück eine gekrümmte Außenfläche aufweist,
die von den Wärmeübertragungsplatten
weg zeigt, und eine innere Oberfläche, die den Wärmeübertragungsplatten
zugewandt ist. Die gekrümmte äußere Fläche hat
eine kuppelartige Form, d. h. sie ist in allen Richtungen gekrümmt. Darüber hinaus
ist jedes Endstück
mit einem den Umfang umgebenden Flansch versehen, der Löcher aufweist,
durch die sich Befestigungsbolzen zum Zusammenhalten des Plattenwärmetauscherstapels
erstrecken. Darüber
hinaus umfasst eines der Endstücke
eine Platte, die eine ebene Innenfläche bildet und hydraulisch
gegen die Wärmeübertragungsplatten beweglich
ist, um diese zusammen zu drücken.
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Die SE-B-413 695 offenbart Stapel
von Wärmetauscherplatten,
wobei die Stapel in Kammern von rotierenden Wärmetauschern angeordnet werden.
Die Wärmetauscherstapel
werden temporär durch
ein Band zusammen gepresst, um das Einsetzen der Stapel in die Kammern
zu ermöglichen.
Befinden sich die Wärmetauscherstapel
im rotierenden Wärmetauscher,
werden die Bänder
durchgeschnitten und die Stapel können sich in radialer Richtung
in den Kammern ausdehnen. Die Bänder
sind somit nicht geeignet, um den Wärmetauscherstapel zusammen
zu drücken,
wenn er dem Druck des Strömungsmediums
unterworfen wird.
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Die GB-A-2 151 347 offenbart einen
Plattenwärmetauscher
mit einer Mehrzahl von Wärmeübertragungsplatten,
die zwischen einem Boden und einem Einschließelement eingeschlossen sind,
das über
Seitenwände
einstückig
mit dem Boden verbunden ist, so daß ein Umfangsrahmen gebildet
wird. Eine bewegliche Platte kann zwischen das Einschließelement
und die Wärmeübertragungsplatten
eingesetzt werden. Die Wärmeübertragüngsplatten
werden aneinander gepresst, indem die bewegliche Platte vom Anschließelement
mittels Befestigungsschrauben in die Richtung des Bodens bewegt
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist das Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen Plattenwärmetauscher
vorzusehen, der auf eine solche Weise zusammengedrückt wird,
daß die Biegespannungen
in den Endstücken
reduziert werden können.
Dieses Ziel wird durch einen eingangs definierten Plattenwärmetauscher
erreicht, der die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 definierten Merkmale
aufweist. Aufgrund einer solchen gekrümmten Außenfläche der Endstücke kann
das den Umfang umspannende Element zum Zusammendrücken effektiv
die inneren Druckkräfte
aushalten. Mittels des Elements zum Zusammendrücken nach der vorliegenden
Erfindung wird der Innendruck im Wärmetauscher an die gekrümmten Endstücke in der Form
von gleich verteilten Druckspannungen übertragen. Dadurch tritt kein
wesentliches Biegeelement auf und damit auch keine wesentliche Verformung der
Endstücke.
Die Endstücke
wirken im wesentlichen als Abstandselemente und können daher
aus einem Material geringerer Stärke
hergestellt werden, als es beim bisherigen Stand der Technik möglich war.
Die kontinuierliche Krümmung
ermöglicht
die Minimierung der Spannungen in den Endstücken. Durch das Merkmal, daß eine Tangentialebene
der Außenfläche im wesentlichen
senkrecht zur im wesentlichen ebenen Ausdehnung der Wärmeübertragungsplatte
verläuft,
wird ein scharfes Biegen des Elementes zum Zusammendrücken vermieden,
was anderenfalls zu Biegespannungen in den Endstücken oder zu Haltbarkeitsproblemen
beim Element zum Zusammendrücken
führen
würde.
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Nach einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Element zum Zusammendrücken eine
Verbindungseinrichtung, die zum lösbaren Zusammenziehen des Elements
zum Zusammendrücken
um die Endstücke
und die Wärmeübertragungsplatten
dient. Weiterhin kann die Verbindungseinrichtung ein Anpassen der
Druckkraft des Elements zum Zusammendrücken erlauben.
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Nach einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Element zum Zusammendrücken mindestens
ein draht-, stangen-, band- oder plattenartiges Element, das sich
um die Endstücke
und die Wärmeübertragungsplatten
herum erstreckt. Auf diese Weise kann das Element zum Zusammendrücken mindestens
einen Bolzen umfassen, der sich in einer Schlaufe in einer solchen
Weise erstreckt, daß er
dicht an mindestens eine der gekrümmten äußeren Oberflächen der
Endstücke
anstößt. Weiterhin
kann das Element zum Zusammendrücken
mindestens ein Paar der Bolzen umfassen, die gegenseitig zu einer
Schlaufe verbunden sind und auf eine solche Weise gekrümmt sind,
daß sie dicht
an die gekrümmten äußeren Oberflächen der Endstücke in einer
gemeinsamen Ebene anstoßen. Vorteilhafterweise
kann die Verbindungs einrichtung eine Mutter mit einem rechtsgängigen Gewinde
und einem linksgängigen
Gewinde umfassen und in die gegenüberliegenden Bolzenenden geschraubt
werden. Alternativ kann das Element zum Zusammendrücken einen
Draht umfassen, der in einer spiralförmigen Wicklung um die Endstücke und
die Wärmeübertragungsplatten
herum gewickelt wird. Vorteilhafterweise wird die spiralförmige Wicklung
auf eine solche Weise gewickelt, daß jede Windung des Drahtes an
die benachbarte Drahtumwicklung anstößt. Nach einer weiteren Alternative
umfasst das Element zum Zusammendrücken eine Platte, die sich
um die Endstücke
und die Wärmeübertragungsplatten
herum erstreckt. Eine solche Platte kann z. B. die selbe Breite haben
wie der Plattenwärmetauscher.
Darüber
hinaus kann die Platte in zwei Teile unterteilt sein, wobei sich
jeder Teil um ein jeweiliges Endstück herum auf eine solche Weise
erstreckt, daß jede
Endkante eine Teiles neben einer Endkante des anderen Teiles liegt, wobei
benachbarte Endkanten der Teile durch die Verbindungseinrichtung
miteinander verbunden werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst jedes Endstück eine ebene Platte, die die
innere Oberfläche
bildet. Dadurch kann jedes Endstück
eine Trageplatte umfassen, die an der ebenen Platte angeordnet ist
und eine gekrümmte
Kantenoberfläche
aufweist. Vorteilhafterweise erstreckt sich die Trageplatte im wesentlichen senkrecht
zur ebenen Platte. Darüber
hinaus können mehrere
Trageplatten beabstandet voneinander vorgesehen sein und eine weitere
Trageplatte kann sich im wesentlichen senkrecht zu den Trageplatten
erstrecken, um die Trageplatten in seitlicher Richtung zu stützen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die konvexe Form im wesentlichen
halbkreisförmig.
Durch eine halbkreisförmige Krümmung der
Endstücke
werden im wesentlichen alle darauf wirkenden Biegespannungen eliminiert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird nun
genauer anhand von unterschiedlichen Ausführungsformen beschrieben, die
in den beigefügten
Zeichnungen offenbart sind.
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1 ist
ein Querschnitt durch einen Plattenwärmetauscher nach einer ersten
Ausführungsform.
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2 ist
ein weiterer Querschnitt durch den Plattenwärmetauscher.
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3 ist
ein teilweiser Seitenquerschnitt des Wärmetauschers nach einer zweiten
Ausführungsform.
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4 ist
eine andere Seitenansicht des Plattenwärmetauschers aus 3.
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5 ist
eine Ansicht eines Plattenwärmetauschers
nach 3 von unten.
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6 ist
eine Ansicht eines Plattenwärmetauschers
nach 3 von oben.
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7 ist
ein Seitenquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform.
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8 ist
ein vergrößerter Querschnitt
eines Details aus 7.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER UNTERSCHIEDLICHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 offenbart
eine erste Ausführungsform eines
Plattenwärmetauschers 1 nach
der vorliegenden Erfindung. Der Plattenwärmetauscher 1 umfasst einen
Stapel von Wärmeübertragungsplatten 2,
die gerippt sind und zwischen zwei Endstücken 3 und 4 gegeneinander
gepresst werden. Eines 3 der Endstücke umfasst Einlass- und Auslassvorrichtungen 5 für ein erstes
bzw. zweites Medium, das durch die Durchgänge 6 und 7,
einer für
jedes Medium, strömt, die
zwischen den Wärmeübertragungsplatten 2 gebildet
sind. Zum Abdichten der Durchgänge 6 und 7 sind
dazwischen Dichtungen 8, vorzugsweise aus Gummi, vorgesehen.
Es ist hierbei anzumerken, daß die
Durchgänge 6, 7 auch
dauerhaft durch irgendein geeignetes Verfahren, wie etwa Schweißen, Löten, Kleben
oder ähnliches,
abgedichtet sein können. Darüber hinaus
können
die Wärmeübertragungsplatten 2 dauerhaft
paarweise aneinander befestigt sein, wobei die Paare dann im Wärmeübertragungsplattenstapel
angeordnet werden. Jede Wärmeübertragungsplatte 2 hat
eine im wesentlichen ebene Ausdehnung in einer Längsrichtung X und einer Richtung Z,
die orthogonal zur Richtung X verläuft, und eine geringe Höhe in einer
Richtung Y in Bezug auf die ebene Ausdehnung. Jede der Wärmeübertragungsplatten 2 hat
eine Normale in Bezug auf die im wesentlichen ebene Ausdehnung,
und die Wärmeübertragungsplatten 2 sind
auf eine solche Weise angeordnet, daß ihre Normalen im wesentlichen
parallel verlaufen.
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Jedes Endstück 3 und 4 hat,
wie im Querschnitt von 2 offenbart,
eine ebene Innenfläche 9,
die den Wärmeübertragungsplatten 2 zugewandt ist,
und eine gekrümmte äußere Fläche 10,
die von den Wärmeübertragungsplatten 2 weg
zeigt. Die gekrümmte
Außenfläche 10 hat
einen konvexen ovalförmigen
Querschnitt. Die ovale Form weist keine scharfen Ecken auf und die
gekrümmte
Außenfläche 10 verläuft in der
Nähe einer
Kante zwischen der Innenfläche 9 und
der Außenfläche 10,
d. h. an der Verbindung zur ebenen Innenfläche 9, senkrecht zur
im wesentlichen ebenen Ausdehnung der Wärmeübertragungsplatten 2,
d. h. erstreckt sich in der Höhenrichtung
Y. Es ist anzumerken, daß auch
andere gekrümmte
Oberflächenformen
geeignet sind, z. B. ein Halbkreis oder eine Ellipse.
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Um den Plattenwärmetauscher 1 zusammen zu
drücken,
wird ein flexibles biegbares Element zum Zusammendrücken, im
offenbarten Beispiel ein Draht 11, um die Endstücke 3 und 4 und
die Wärmeübertragungsplatten 2,
die dazwischen liegen, gewickelt. Vorzugsweise ist der Draht 11 aus
einem Material hoher Belastbarkeit hergestellt. Der Draht 11 wird
auf eine solche Weise als spiralförmige Wicklung um die Endstücke 3, 4 und
die Wärmeübertragungsplatten 2 gewickelt,
daß jede
Windung des Drahtes 11 eng an die benachbarte Drahtwindung
anstößt. Der
Draht 11 wird eng entlang der vollständigen Länge des Plattenwärmetauschers 1 gewickelt,
wobei ein Ende des Drahtes 11 an einem der Endstücke 3, 4 und
das andere Ende des Drahtes 11 an einem der Endstücke 3, 4 befestigt
wird. Aufgrund der gekrümmten
Form der Endstücke 3 und 4 treten
darin keine wesentlichen Biegespannungen auf, sondern hauptsächlich Druckspannungen.
Diese Druckspannungen werden an den Draht 11 als Zugspannung übergeben.
Damit die Druckspannungen ausgehalten werden können, können die offenbarten Endstücke 3 und 4 aus
einem massiven Materi al bestehen, z. B. einem Kunststoffmaterial
wie PVC. Weiterhin kann es sich bei dem massiven Material um Beton
oder geformtes Aluminium handeln. Es können aber auch andere Materialien
verwendet werden. Es ist anzumerken, daß der Plattenwärmetauscher 1 nach
der ersten Ausführungsform
auch mit Endstücken 3, 4 versehen
sein kann, die eine andere Konstruktion haben als ein massiver Körper. Z.
B. können
die Endstücke 3, 4 hohl
und mit Mitteln zum Aushalten der Druckspannungen, wie etwa eine
Flüssigkeit
oder einem Trägermaterial,
befüllt
sein.
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3 bis 6 offenbarten eine zweite
Ausführungsform
eines Plattenwärmetauschers 1 nach
der vorliegenden Erfindung. Es ist anztmerken, daß Elemente
mit einer entsprechenden Funktion in allen offenbarten Ausführungsformen
die selben Bezugszeichen haben. Wie in der ersten Ausführungsform
umfasst auch die zweite Ausführungsform
einen Stapel von Wärmeübertragungsplatten 2.
Jede Platte 2 hat eine im wesentlichen ebene Ausdehnung
in der Ebene X, Z, und die Platten 2 werden zwischen zwei
Endstücken 3 und 4 gegeneinander
gepresst. Eines 3 der Endstücke umfasst Einlass- und Auslasseinrichtungen 5 für ein erstes
bzw. zweites Medium, das durch den Plattenwärmetauscher 1 strömt.
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Jedes Endstück 3, 4 umfasst
eine ebene Platte 12, z. B. eine Stahlplatte, die die Innenfläche 9 bildet,
die den Wärmeübertragungsplatten 2 zugewandt
ist. Die Einlass- und Auslasseinrichtungen 5 erstrecken
sich durch Öffnungen
in der ebenen Platte 12 eines der Endstücke 3. Eine Mehrzahl
von Halteplatten 13 ist senkrecht, d. h. in der Richtung
Y, zur ebenen Platte 12 vorgesehen. Wie in 5 offenbart, umfasst jede Trageplatte 13,
die aus einer Stahlplatte geformt sein kann, eine gekrümmte Kantenfläche 14,
die von den Wärmeübertragungsplatten 2 weg
zeigt. In einer Querschnittsebene Y, Z hat somit jede Trageplatte
13 eine
gerade Kantenlinie 9 und eine konvexe Kantenlinie, die
z. B. oval, elliptisch oder, wie im offenbarten Beispiel, halbkreisförmig sein
kann. Weitere Trageplatten 15 sind zwischen jeder Trageplatte 13 vorgesehen
und erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zu den Trageplatten 13. Wie
in 5 offenbart, sind
zwei weitere solcher Trageplatten 15 zwischen den mittleren
Trageplatten 13 vorgesehen und drei weitere solcher Trageplatten 15 zwischen
den äußeren Trageplatten 13.
Es ist anzumerken, daß die
Anzahl an solchen weiteren Tragenplatten 15 natürlich variieren
kann und in vielen Fällen
lediglich eine solche weitere Trageplatte 15 zwischen jeder
Trageplatte 13 ausreichend ist. Solche weiteren Trageplatten 15 können als
einzelne lose Platten zwischen jedem Paar von Trageplatten 13 oder
als eine gesamte Platte gebildet sein, die sich über mehrere Trageplatten 13 erstreckt,
und mit einer Anzahl von Schlitzen 16 versehen sein, die
sich ungefähr
um die Hälfte
der Höhe
der Platte 15 erstrecken. In diesem Fall haben die Trageplatten 13 ebenfalls
Schlitze 17, die sich ungefähr um die Hälfte der Höhe der Platte 13 erstrecken.
Durch eine solche Form können
die Trageplatten 13, wie in 5 offenbart,
in die weiteren Trageplatten 15, die gegen die ebene Platte 12 vorgesehen
sind, auf eine solche Weise angesetzt werden, daß die Platten 13, 15 sich jeweils
in einer korrekten Position versperren. Auf diese Weise ist keine
weitere Verbindung, wie z. B. ein Schweißen, nötig. Die ebene Platte 12,
die Trageplatten 13 und die weiteren Trageplatten 15 können jedoch
auch in irgendeiner geeigneten Verbindungsmethode, wie etwa Schweißen, aneinander
befestigt sein.
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Um den Plattenwärmetauscher 1 zusammen zu
drücken,
kann ein Element zum Zusammendrücken
um die Endstücke 3, 4 und
die Wärmeübertragungsplatten 2 herum
angezogen werden. Wie in 3 und 4 offenbart, umfasst das
Element zum Zusammendrücken
eine Anzahl von U-förmigen
gekrümmten
Bolzen 18, die paarweise um den Plattenwärmetauscher 1 herum
auf eine solche Weise vorgesehen sind, daß die Bolzen 18 an
die gekrümmten Kantenflächen 14 der
Trageplatten 13 entlang ihrer gekrümmten Ausdehnung anstoßen. Die
beiden Bolzen 18 jedes Paares sind in einer gemeinsamen
Ebene vorgesehen, die sich in die Richtungen Y und Z erstreckt.
Die Bolzen 18 jedes Paares sind gegenseitig lösbar miteinander
in einer geschlossenen Schlaufe mittels zweiter anziehbarer Befestigungselemente 19 verbunden,
die die Form einer Mutter mit einem rechtsgängigen Gewinde und einem linksgängigen Gewinde
haben. Durch das Anziehen der Muttern 19 kann der Plattenwärmetauscher 1 auf
eine gewünschte
Kraft voreingestellt werden. Dabei kann jeder Bolzen 18 mit
einem rechtsgängigen
Gewinde und einem linksgängigen
Gewinde versehen sein, oder einer der Bolzen 18 jedes Paares
kann mit linksgängigen
Gewinden versehen sein und der andere Bolzen 18 jedes Paares
mit rechtsgängigen
Gewinden. Um sicherzustellen, daß der Bolzen 18 nicht
von der Kantenfläche 14 der
Trageplatte 13 gleiten kann, erstrecken sich die weiteren
Trageplatten 15 nach oben über die Trageplatten 13 auf
eine solche Weise, daß sie
eine Seitenbewegung des Bolzens 18 verhindern, siehe 3 und 4. Die weiteren Trageplatten 15 können auch
mit Vertiefungen 20 versehen sein, die in den oberen Ecken
für den
Fall gebildet sind, daß der
Durchmesser der Bolzen 18 die Dicke der Trageplatten 13 übersteigt.
Diese Ausführungsform des
Elements zum Zusammendrücken
kann natürlich auch
mit den anderen offenbarten Ausführungsformen
der Endstücke
kombiniert werden, wie etwa mit den massiven oder hohlen Endstücken.
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7 und 8 offenbaren eine weitere
Ausführungsform
des Plattenwärmetauschers 1 nach
der vorliegenden Erfindung. Der Plattenwärmetauscher 1 umfasst
eine Anzahl von schematisch offenbarten Wärmeübertragungsplatten 2,
die zwischen zwei Endstücken 3 zusammen
gepresst sind. In 7 ist nur
eines
3 der beiden Endstücke offenbart. Jedes Endstück 3 umfasst
eine ebene Platte 12, die an die Wärmeübertragungsplatten 2 anstößt, und
einen gekrümmten
Körper 21 mit
einer konvexen Außenfläche 22.
Der gekrümmte
Körper 21 kann
aus einem massiven Körper
bestehen, der sich über
die gesamte Länge
X des Plattenwärmetauschers 1 erstreckt, wobei
eine gekrümmte
Platte an der ebenen Platte 12 befestigt ist, oder er kann
aus mehreren ebenen Platten bestehen, die sich senkrecht in der
Richtung Y von der ebenen Platte 12 erstrecken und eine
konvexe Kantenfläche 22 haben.
Die konvexe Form kann auch in dieser Ausführungsform oval, elliptisch oder
halbkreisförmig
sein. Der Plattenwärmetauscher 1 wird
durch ein Element zum Zusammendrücken 23 zusammen
gedrückt,
das als Riemen geformt ist und sich um den Plattenwärmetauscher 1 herum
erstreckt und mindestens ein Paar von leicht gebogenen Platten 24 umfasst,
die auf eine solche Weise um ein jeweiliges Endstück 3 herum
vorgesehen sind, daß die
Endkanten der gebogenen Platten 24 nebeneinander mit einer
Lücke 25 dazwischen
liegen. Der gekrümmte
Körper 21 kann
an die ebene Platte 12 und auch an die gebogene Platte 24 geschweißt sein.
Weiterhin kann die ebene Platte 12, wie in 7 offenbart, an die gebogene Platte 24 geschweißt sein.
Die gebogenen Platten 24 werden durch mindestens ein Verbindungselement 26 zusammen
gehalten, das in einem vergrößerten Querschnitt
in 8 offenbart ist.
Vorzugsweise sind mindestens zwei Verbindungselemente 26 vorgesehen, eines
an jeder Seite des Plattenwärmetauschers 1. Jedes
Verbindungselement 26 ist mit jeder gebogenen Platte 24 durch
zwei schematisch angedeutete Schrauben 27 verbunden. Diese
Schrauben 27 können
sich durch Löcher 26a, 26b im
Verbindungselement 26 erstrecken und in mit Gewinde versehene Löcher in
den gebogenen Platten 24 eingeschraubt werden. Das Verbindungselement 26 umfasst
für jede
gebogene Platte 24 eine oder mehrere, im offenbarten Beispiel
5, vorstehende Rippen, die sich in Längsrichtung X des Plattenwärmetauschers 1 erstrecken
und dazu dienen, in die entsprechenden Vertiefungen 29 der
Platten 24 einzugreifen. Jede Rippe 28 und Vertiefung 29 ist
mit einer geneigten Fläche 30 versehen,
um das Einsetzen der Rippen 28 in die Vertiefungen 30 zu
ermöglichen.
Während des
Zusammensetzens des Plattenwärmetauschers 1 werden
die Wärmeübertragungsplatten 2,
die ebenen Platten 12 und die gebogenen Platten 24 aneinander
durch ein Anzieh- oder Presselement aneinander gedrückt. Danach
werden die Verbindungselemente 26 an die gebogene Platte 24 mit
Schrauben 26 geschraubt. Dabei können die Verbindungselemente 26 auf
eine solche Weise vorgeheizt werden, daß eine Vorspannung der Platten 24 erreicht
wird, wenn die Verbindungselemente abkühlen. Die Platten 24 können so
geformt sein, daß sie
sich um die gesamte Länge
des Plattenwärmetauschers 1 in Längsrichtung
X erstrecken, oder sie können
in mehrere Paare unterteilt sein, die gleich entlang der Länge des
Plattenwärmetauschers 1 in
Längsrichtung
X verteilt sind.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die offenbarten Ausführungsformen
begrenzt, sondern kann innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche modifiziert
und variiert werden.
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Das Element zum Zusammendrücken kann auf
weitere alternative Weisen geformt sein. Z. B. kann es aus einer
Platte geformt sein, die vorzugsweise in zwei Teile unterteilt ist
und sich entlang der gesamten Länge
X des Plattenwärmetauschers 1 erstrecken
und um jedes Endstück 3 und 4 gebogen sein
kann. Die Endstücke 3 und 4 werden
mit den äußeren Platten
in einer geeigneten Vorrichtung zum Anziehen zusammen gedrückt, und
zwar auf eine solche Weise, daß die
Endkanten der Platten aneinander anstoßen. Danach werden diese End kanten mit
einem geeigneten Verfahren, wie etwa Schweißen, miteinander verbunden.
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Statt eines Elements zum Zusammendrücken, das
ein Paar von Bolzen 18 umfasst, die jeweils in einer Schlaufe
mit den Muttern 19 verbunden werden, kann das Element zum
Zusammendrücken auch
einen Bolzen umfassen, der sich in einer Schlaufe um die Endstücke 3, 4 und
den Stapel der Wärmeübertragungsplatten 2 herum
erstreckt. In diesem Fall werden die Enden des einen Bolzens miteinander
durch eine Mutter 19 verbunden, die ein linksgängiges Gewinde
und ein rechtsgängiges
Gewinde aufweist, und zwar auf eine solche Weise, daß der Bolzen
eng an die gekrümmten
Außenflächen der Endstücke 3, 4 anstößt.
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Weiterhin kann das Element zum Zusammendrücken aus
einem oder mehreren Bändern
geformt sein, die sich um den Plattenwärmetauscher 1 herum erstrecken.
Solche Bänder
können
mittels einer Vorrichtung zum Anziehen angesetzt werden, die das
Band um den Plattenwärmetauscher 1 herum
anzieht und das Material an beiden Enden des Bandes auf eine solche
Weise verformt, daß die
Enden aneinander befestigt werden. In diesem Fall, mit dem plattenförmigen Element
zum Zusammendrücken, kann
es von Vorteil sein, zwei paarweise vorgesehene Bänder zu
verwenden, wobei sich jedes Band um ein jeweiliges Endstück 3, 4 herum
erstreckt und an jeder Seite des Plattenwärmetauschers 1 angezogen wird.
Auf eine solche Weise werden unterschiedliche Anziehkräfte an jeder
Seite des Plattenwärmetauschers
aufgrund der Reibung vermieden.
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Es ist anzumerken, daß die Elemente
zum Zusammendrücken 11, 18, 24 auch
so vorgesehen sein können,
daß sie
sich um den Plattenwärmetauscher 1 nur
an einer oder mehreren Stellen erstrecken, um relativ schwache Abschnitte
zu stärken,
wie etwa den Bereich um die Einlass- bzw. Auslassvorrichtungen 5.
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Jedes Endstück kann eine ebene Platte umfassen,
die an die Wärmeübertragungsplatten 2 anstößt, und
eine gekrümmte
Platte, die an der ebenen Platte befestigt wird und die gekrümmte Außenfläche bildet,
an der der Draht, die Bänder,
die Bolzen usw. anliegen. Um die Festigkeit im Hinblick auf Druckkräfte zu erhöhen und
zu verhindern, daß die
gekrümmte Platte
verformt wird, kann eine Einrichtung zum Aushalten der Druckkräfte zwischen
der ebenen Platte und der gekrümmten
Platte vorgesehen sein. Eine solche Einrichtung kann z. B. eine
Flüssigkeit,
ein Trägermaterial
oder Zement sein.