DE69910729T2 - PLATE HEAT EXCHANGER WITH WEDGE-SHAPED SEAL - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenwärmetauscher, der mehrere übereinander gestapelte Wärmetauscherplatten, die jeweils vier Durchgangsöffnungen aufweisen, und Dichtungen umfaßt, die auf einer Seite jeder Platte einen ersten Strömungsbereich definieren, der zwei Durchgangsöffnungen für ein erstes Wärmetauschermedium aufweist, während die beiden anderen Öffnungen versperrt sind, und auf der anderen Seite der Platte einen zweiten Strömungsbereich definieren, der im wesentlichen die gleiche Größe wie der erste Strömungsbereich hat und zwei andere Durchgangsöffnungen für ein zweites Wärmetauschermedium aufweist, während die beiden ersten Öffnungen versperrt sind, so daß die übereinander gestapelten Wärmetauscherplatten einen Plattenwärmetauscher bilden, der für jede Platte wenigstens einen Bereich umfaßt, der lediglich mit Dichtungen auf einer Seite versehen ist.The invention relates to a Plate heat exchanger, the several one above the other stacked heat exchanger plates, the four through openings each have, and includes seals that define a first flow area on one side of each plate, the two through openings for a first heat exchanger medium has while the other two openings are blocked, and a second on the other side of the plate flow region define the essentially the same size as the first flow area has and two other through openings for a second heat exchanger medium has while the first two openings are blocked so that the one above the other stacked heat exchanger plates form a plate heat exchanger, the for each plate comprises at least one area which is only provided with seals is provided on one side.
Solche Wärmetauscherplatten sind allgemein bekannt, z. B. aus WO 88/03253, das einen Plattenwärmetauscher offenbart, der mehrere Wärmetauscherplatten, die Durchgangsöffnungen aufweisen, die Einlaßanschlüsse und Auslaßanschlüsse für zwei Wärmetauschermedien definieren, sowie Gummidichtungen umfaßt, die zwischen den Wärmetauscherplatten angeordnet sind. Jede Gummidichtung definiert einen Strömungsbereich zwischen zwei Wärmetauscherplatten, wobei der Strömungsbereich zwei Öffnungen umfaßt, die einen Einlaßanschluß und einen Auslaßanschluß für ein erstes Wärmetauschermedium bilden, während sie den Strömungsbereich gegen die anderen Öffnungen in den Wärmetauscherplatten abdichtet. Jede dieser anderen Öffnungen ist mit einer ringförmigen Gummidichtung versehen, um zwischen zwei Wärmetauscherplatten eine Strömungsöffnung zu definieren. Die Gummidichtung, die den Strömungsbereich abdichtet, kann mit den ringförmigen Gummidichtungen um die zwei anderen Öffnungen mittels Verbindungselementen verbunden sein, die doch nicht fest zwischen den Platten abdichten.Such heat exchanger plates are general known, e.g. B. from WO 88/03253, which is a plate heat exchanger discloses several heat exchanger plates, the through openings have the inlet ports and Outlet connections for two heat exchanger media define, as well as rubber seals between the heat exchanger plates are arranged. Each rubber seal defines a flow area between two heat exchanger plates, the flow area having two openings comprises one inlet port and one Outlet port for a first one heat exchange medium form while the flow area against the other openings in the heat exchanger plates seals. Any of these other openings is with an annular Provide rubber seal to a flow opening between two heat exchanger plates define. The rubber seal that seals the flow area can with the ring-shaped Rubber seals connected around the two other openings by means of connecting elements be that do not seal tightly between the plates.
Es ist allgemein bekannt, daß die schwierigste Stelle zum Erreichen einer lecksicheren Abdichtung im Bereich zwischen dem Strömungsbereich und der versperrten Öffnung liegt – dem sogenannten Brückenbereich – da in diesem Bereich der Plattenwärmetauscher lediglich nach jeder zweiten der Plattenwärmetauscher im Betrieb mit Druck beaufschlagt wird, was selbstverständlich zu der erhöhten Gefahr eines Lecks in genau diesem Bereich führt. Wenn ein Leck im Brückenbereich auftritt, fließt das austretende Medium in den Bereich zwischen dem Brückenbereich und der ringförmigen Dichtung, wobei es dieser folgend aus dem Wärmetauscher herausgeführt wird, wo es festgestellt werden kann. Der Bereich zwischen dem Brückenbereich und der ringförmigen Dichtung wird daher auch als Ableitungsbereich oder abgeleiteter Bereich bezeichnet.It is common knowledge that the most difficult Place a leak-proof seal in the area between the flow area and the blocked opening lies - that so-called bridge area - there in this area of plate heat exchangers only after every second of the plate heat exchangers in operation Pressure is applied, which of course leads to the increased risk of Leaks in that very area. If there is a leak in the bridge area occurs, flows the escaping medium in the area between the bridge area and the ring-shaped Seal, where it is led out of the heat exchanger, where it can be determined. The area between the bridge area and the annular seal is therefore also used as a derivation area or derived area designated.
Es wurde viele Versuche unternommen, die Wärmetauscherplatten in den Bereichen zu verstärken, an denen nur nach jeder zweiten Platte eine Dichtung vorhanden ist, um die Verformung zu minimieren, wenn der Wärmetauscher mit Druck beaufschlagt ist.Many attempts have been made the heat exchanger plates to reinforce in the areas where there is only a seal after every second plate, to minimize deformation when the heat exchanger is pressurized is.
In den Plattenwärmetauschern, die in GB-A-2 128 726 und US-A-4 635 714 gezeigt sind, ist die Dichtungsnut für die Gummidichtung gewellt, so daß dieser Abschnitt der Platte eine höhere Steifigkeit erhält. Dieser Lösungsansatz stellt jedoch große Anforderungen an die Struktur der Dichtung selbst, da sie genau zu den Wellen der Platte passen muß, um eine optimale Dichtung zu erhalten, was bedeutet, daß der Kostenaufwand für die Dichtung relativ hoch ist.In the plate heat exchangers described in GB-A-2 128 726 and US-A-4 635 714 is the sealing groove for the rubber seal curled so that this Section of the plate a higher Stiffness maintains. This approach however, makes great demands to the structure of the seal itself, as it fits the waves the plate must fit to to get an optimal seal, which means the cost for the Seal is relatively high.
In den Plattenwärmetauschern, die in US-A-3 792 730, US-A-4 063 591 und US-A-4 660 633 gezeigt sind, sind die Platten so angeordnet, daß sie an den Seiten aneinanderliegen, an denen keine Dichtungen vorhanden sind, um zu verhindern, daß sich die einzelne Platte in diesem Bereich verformt. Bei diesem Lösungsansatz wird ein Teil des Plattenmaterials verwendet, um Erhebungen auf der Seite der Platte auszubilden, die der Dichtung gegenüberliegt, wobei weniger Material verfügbar ist, um die Dichtungsnut auszubilden, was zu der erhöhten Gefahr führt, daß die Dichtung aus der Dichtungsnut gedrückt wird, wenn der Plattenwärmetauscher mit Druck beaufschlagt wird. Ferner gibt es eine Grenze für die Materialmenge, die sich in den Bereich ohne eine Dichtung erstrecken kann, da ein Durchlaß für ein Wärmetauschermedium auf dieser Seite der Wärmetauscherplatte vorhanden sein muß.In the plate heat exchangers described in US-A-3 792 730, US-A-4 063 591 and US-A-4 660 633 are those Panels arranged so that they abut on the sides where there are no seals are to prevent that the single plate is deformed in this area. With this approach part of the plate material is used to make bumps the side of the plate opposite to the seal, with less material available is to form the sealing groove, leading to the increased risk leads, that the Gasket is pushed out of the gasket groove when the plate heat exchanger is pressurized. There is also a limit to the amount of material which can extend into the area without a gasket as a Passage for a heat exchange medium on this side of the heat exchanger plate must be present.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Plattenwärmetauscher zu schaffen, der die Gefahr eines Lecks in den Bereichen minimiert, in denen lediglich nach jeder zweiten Wärmetauscherplatte Dichtungen vorgesehen sind.The object of the present invention is a plate heat exchanger create that minimizes the risk of leakage in the areas in which seals only after every second heat exchanger plate are provided.
Dies wird erreicht, indem der Plattenwärmetauscher, der im Eröffnungsabsatz erwähnt ist, so angeordnet wird, daß die Dichtung wenigstens in einem Bereich, in dem die Dichtungen lediglich zwischen jeder zweiten Platte vorgesehen sind, einen Querschnitt aufweist, der über einen beträchtlichen Teil der Breite der Dichtung keilförmig ist, wobei die breiteste Seite dem Wärmetauschermedium zugewandt ist und die schmalste Seite vom Wärmetauschermedium abgewandt ist, und daß jede Wärmetauscherplatte in diesem Bereich eine komplementär geformte Dichtungsnut zum Unterstützen der Dichtung aufweist.This is achieved by the plate heat exchanger, the one in the opening paragraph mentioned is arranged so that the Seal at least in an area where the seals only are provided between every second plate, a cross section has the over a considerable one Part of the width of the seal is wedge-shaped, being the widest Side of the heat exchange medium is facing and the narrowest side facing away from the heat exchange medium is, and that each heat exchanger plate in this area a complementarily shaped sealing groove for Support the seal has.
Wenn der Plattenwärmetauscher in dieser Weise angeordnet ist, ist sichergestellt, daß dann, wenn ein erhöhter Druck vom Wärmetauschermedium versucht, die Wärmetauscherplatten in den Bereichen, in denen lediglich eine Dichtung auf einer Seite angeordnet ist, zu verformen versucht und die Dichtungen aus den Dichtungsnuten zu drücken versucht, die Dichtungen sich selbst nur noch fester zwischen den Platten verkeilen, da die Dichtungen in den Bereichen keilförmig sind und die Dichtungsnuten komplementär geformt sind. Dies minimiert im Vergleich zu bekannten Plattenwärmetauschern die Gefahr eines Lecks in diesen Bereichen.If the plate heat exchanger is arranged in this way, it is ensured that when an increased pressure from the heat exchange medium attempts to deform the heat exchanger plates in the areas in which only one seal is arranged on one side, the seals try to get out of the sealing grooves trying to push the seals only wedge themselves more firmly between the plates, since the seals are wedge-shaped in the areas and the sealing grooves are complementarily shaped. Compared to known plate heat exchangers, this minimizes the risk of a leak in these areas.
Wie vorher erwähnt worden ist, liegt die schwierigste Stelle zum Erhalten einer lecksicheren Abdichtung in bekannten Plattenwärmetauschern, in denen die Dichtungen im wesentlichen direkt einander gegenüberliegend auf jeder Seite der Wärmetauscherplatte angeordnet sind, im sogenannten Brückenbereich, in welchem lediglich eine Dichtung für jede zweite Wärmetauscherplatte vorhanden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform für die Verwendung in diesem Typ von Plattenwärmetauschern sind die Dichtungen daher lediglich in den Brückenbereichen keilförmig, welche neben dem Strömungsbereich in den Bereichen an den versperrten Öffnungen liegen.As mentioned earlier, the most difficult is Location for obtaining a leak-proof seal in known plate heat exchangers, in which the seals are essentially directly opposite one another on each side of the heat exchanger plate are arranged in the so-called bridge area, in which only a seal for everyone second heat exchanger plate is available. In a preferred embodiment for use in this type of plate heat exchanger the seals are therefore only wedge-shaped in the bridge areas, which next to the flow area in the areas at the blocked openings.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Dichtungen ebenfalls im wesentlichen direkt einander gegenüberliegend auf jeder Seite der Wärmetauscherplatten angeordnet, wobei in dieser Ausführungsform die Dichtungen lediglich in den Bereichen um die versperrten Öffnungen keilförmig sind, die dem Strö mungsbereich zugewandt sind, da auch in diesem Bereich nur nach jeder zweiten Wärmetauscherplatte eine Dichtung angeordnet ist.In another embodiment the seals are also essentially directly opposite one another on each side of the heat exchanger plates arranged, in this embodiment the seals only in the areas around the blocked openings cuneiform are the flow area are facing, as in this area only after every second heat exchanger plate a seal is arranged.
Die Dichtungen können auch sowohl in den Brückenbereichen, die neben dem Strömungsbereich in den Bereichen an den versperrten Öffnungen liegen, als auch in den Bereichen um die versperrten Öffnungen, die dem Strömungsbereich zugewandt sind, keilförmig sein.The seals can also be used in the bridge areas, the next to the flow area in the areas at the blocked openings, as well as in the areas around the blocked openings, the flow area are facing, wedge-shaped his.
Wenn der Plattenwärmetauscher so angeordnet ist, daß die Dichtungen auf jeder Seite der Wärmetauscherplatten zueinander versetzt sind, können sie über ihre gesamte Länge keilförmig sein. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Plattenwärmetauscher überall in der gleichen Weise abgedichtet ist, und daß er daher im Prinzip keine Bereiche aufweist, die bezüglich eines Lecks kritischer sind als andere.If the plate heat exchanger is arranged that the Seals on each side of the heat exchanger plates are offset from one another them over their entire length cuneiform his. This ensures that the plate heat exchanger is everywhere sealed in the same way, and therefore, in principle, none Has areas related to of a leak are more critical than others.
Für alle erwähnten Ausführungsformen gilt, daß die Wärmetauscherplatten gemäß der Erfindung mit einer Dichtungsnut versehen sind, die komplementär zur Dichtung geformt ist.For all mentioned embodiments applies that the heat exchanger plates according to the invention with are provided with a sealing groove that is complementary to the seal.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen genauer beschrieben, in welchen:The invention will now be referenced described in more detail on the drawings, in which:
In der bevorzugten Ausführungsform
sind die Platten
Wie aus
Die Dichtungen
Herkömmlicherweise wird die Verformung
im Brückenbereich
minimiert, indem die Platte
In
Dies ist in
Wie deutlich wird, verläuft in der
gezeigten Ausführungsform
eine Seite (die Oberseite) der Dichtungen
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