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Wärmeaustauschplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung Zusatz zum
Patent 689 o38 Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung der durch das Hauptpatent
689 038 geschützten Wärmeaustauschplatte, bei der zur Bildung von Dichtungshaltungen
am Außenrand und gegebenenfalls zwischen den Windungen der Strömungskanäle aus Blechen
in dem gewünschten Verlauf der Dichtungen Rippen ausgeprägt, die Bleche auf die
eigentliche Wärmeaustauschplatte aufgeschweißt und die Kopfflächen der Rippen herausgeschnitten
sind.
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Gemäß der Erfindung ist die Wärmeaustauschplatte selbst mit den am
Kopf ausgeschnittenen Prägerippen versehen, unter die im Bereich der Kopfausschnitte
Blechstreifen oder Blechstücke geschweißt sind. Bei einer einseitig gerippten Wärmeaustauschplatte
sind unter alle Rippen, die nach dem Ausschneiden der Kopfflächen für die Aufnahme
von Dichtungen bestimmt sind, auf der Rückleite, an der sie sich als Rillen darstellen,
Blechstreifen geschweißt. Die untergeschweißten Blechstreifen bilden die Sohle für
die Dichtungsschnüre und dienen gleichzeitig auf der Rückseite als Anlageflächen
für die Dichtungen der nächsten Platte. Zur Ersparung von Blechstreifen und Dichtungsschnüren
kann, wenn es auf eine besonders vollkommene Abdichtung zwischen den Windungen der
Strömungskanäle nicht ankommt, das Ausschneiden der Kopfflächen und Unterschweißen
von Blechstreifen auf den Außenrand beschränkt werden. In diesem Falle werden die
Rippen zwischen den Windungen der Strömungskanäle bei der Prägung in an sich bekannter
Weise so gestaltet, daß sie in unmittelbarer Anlage aneinander zur Begrenzung des
in Windungen verlaufenden Strömungsweges 'genügen und, wenn auch eine vollkommene
Abdichtung nicht erzielt wird,
doch verhindern, daß die Wärmeaustauschmittel
Abkürzungswege einschlagen. Es können aber auch alle Rippen sowohl für die Außenranddichtungen
als auch für die inn er* Kanalabgrenzungen zu Dichtungshaltun'h,1 gemacht werden,
wie es im Hauptpatent 1 schrieben ist, und dann mit Dichtungen versehen werden,
wobei die sicherste und vollkommenste Führung der `V ärmeaustauschmittel in dein
für den Wärineaustauschzweck günstigsten Verlauf der Fließwege erreicht wird.
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Bei beiderseitig gerippten Wärmeaustauschplatten, die bekanntermaßen
aus zwei auf der Rückseite miteinander verschweißten Blechen bestehen und die mit
zwischengelegten ungerippten Blechen zu einem Wärmeaustauscher zusammengebaut werden,
wird gemäß der Erfindung die ebene Platte, auf welche nach dein Hauptpatent die
geprägten Blechstücke aufgeschweißt werden, ebenfalls fortgelassen. Vielmehr sind
die beiden Bleche mit am Kopf ausgeschnittenen Dichtungshaltungsrippen versehen,
und es sind mindestens im Bereich der Kopfausschnitte Blecheinlagen zwischen die
bleche geschweißt.
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Sowohl bei der einseitig gerippten als auch bei der beiderseitig geripppten
Platte können die Blechstreifen, die als Sohlen für die in die Dichtungshaltungen
eingelegten Dichtungen dienen, aus einzelnen Stücken oder rahmenartig gestaltet
aus einem Stück bestehen.
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Der Fortfall der ebenen Platte, auf welche nach dem Hauptpatent die
geprägten Teile aufgeschweißt «-erden, hat den Vorteil, daß die ganze Platte leichter
und billiger wird. Die untergeschweißten oder eingeschweißten Blechstreifen oder
Blechrahmen geben der Platte insbesondere an den Außenrändern die nötige Festigkeit
und können z. B. an den Durchtrittsbohrungen einen aufgebogenen Rand erhalten, um
deren Dichtungsringe abzustützen. Die durch die Blechstreifen erzielte Versteifung
gestattet es, für die beiden Seiten der Wärineatistauschplatte verhältnismäßig dünne
Bleche zu benutzen. Werden die Kanalsohlen ausgeschnitten, so daß die hauptsächlichen
Wärineaustauschflächen nur aus einer Blechschicht bestehen, so erzielt man hohe
Wärmedurchgangsleistungen. In diesem Falle können die ausgeschnittenen Teile als
Blechstreifen zum Unterschweißen unter die Dichtungshaltungen verwendet werden.
Erfolgt das Verschweißen der Bleche am Außenrand und an den Rändern der Ausschnitte,
so sind Zahl und Länge der erforderlichen Schweißlinien gering.
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Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung
der beschriebenen Wärmeaustauschplatte. In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen
veranschaulicht.
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Fig, i stellt in der linken Hälfte ein ein-(Y geprägtes Blech dar,
bevor (wie im k :llauptpatent beschrieben) in den Dichtungs-,Mlaltungen die Stege
herausgeschnitten sind, und in der rechten Hälfte die aus einem solchen hergestellte
Wärmeaustauschplatte.
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Fig. 2 ist ein Schnitt nach 11-II der Fig. i. Fig.3 zeigt in einem
Ausschnitt, welcher der rechten unteren Ecke der Platte nach Fig. i entspricht,
von der Rückseite eine alidere Ausführungsform.
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Fig. 4., 5 und 6 sind Schnitte nach IV-IV, V-V, VI-VI der Fig. 3.
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Fig. 7 zeigt die aus zwei geprägten Blechen zusammengeschweißte -
'\@'ärmeaustauschplatte in der Draufsicht.
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Fig. 8 ist ein Schnitt nach VIII-VIII der Fig. r.
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Fig.9 und io sind Schnitte nach IX-IX und X-X durch die Platte nach
Fig.7, wobei jedoch angenommen ist, daß die Stege der Außenranddichtungshaltungen
herausgeschnitten und die Dichtungen eingesetzt sind.
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Fig. i i zeigt beispielsweise die Gestaltung der an Stelle einzelner
Blechstreifen verwendeten Blecheinlage.
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Bei dem in der linken Hälfte der Fig. i dargestellten geprägten Blech
ioi sind sowohl die am Außenrand gelegenen Rippen roa als auch die innengelegenen
Rippen 103, die zur Abgrenzung der Strömungskanäle untereinander dienen, an den
Kopfflächen ausgestanzt, so daß die Flanken der Rippen nur durch die stehengebliebenen
Stege io4. zusaininengehalten werden. Wie die rechte Hälfte der Fig. i und die Fig.
2 erkennen lassen, werden bei der fertigen Platte die von den Rippen io5, 1o(-)
gebildeten Hohlräume durch die auf die Rückseite aufgeschweißten Blechstreifen i0;,
108
erschlossen, auf «-elchen die eingelegten Gummidichtungen io9,
i io ruhen. Die Blechstreifen 107, io8 können auch aus einem einzigen rahmenartig
gestalteten Stück bestehen. wie in Fig. i durch die gestrichelte Linie angedeutet.
Bei dieser Ausführungsform sind die Kopfflächen sowohl der Rippen am Außenrand als
auch diejenigen der innengelegenen Rippen herausgeschnitten, und in die siimtlichen
geprägten Rippen sind Dichtungen eingesetzt.
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Die unter die Platte geschweißten Blechstreifen io;, io8 dienen ferner
als Anlageflächen für die Gummidichtungen der nächsten Platte. Da die Ecken in ihrer
ganzen Fläche unterschweißt sind, können bei jeder zweiten Platte die Durchtrittsöftnungen
i i i und die Anschlußöffnungen 112 vertauscht werden, um bei aufeinanderfolgenden
Ströinungsschichten die beiden Wärlneaustauschmittel
im Gegenstrom
zueinander -zwischen den Platten zu führen.
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Die in Fig. 3 von der Rückseite dargestellte Platte unterscheidet
sich von derjenigen der-Fig. i und 2 nur dadurch, daß die innenge.-, legenen Rippen
113, welche dazu dienen, dii3-' `Findungen der Strömungskanäle untereinander abzugrenzen,
nicht mit Dichtungen versehen sind. Wie Fig.6 erkennen läßt, sind die Rippen 113
der Platte 114 in die Rippen i 15 der nächsten Platte i 16 so gestaltet, daß die
Rippen der Platte 116 in die sich auf der Rückseite als Rillen darstellenden Rippen
113 der Platte 114 eingreifen. Die untergeschweißte Blechsohle 117 braucht sich
naturgemäß bei dieser Platte nur über die Ecken und die äußeren Ränder zu erstrecken.
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Um zu erreichen, daß die inneren nicht mit Dichtungen versehenen Rippen
113 und die äußeren mit Dichtungen versehenen Rippen i 18 in der gleichen Ebene
an der benachbarten Platte anliegen, sind die Bleche 114, 116 in der Umgebung der
Außenranddichtungen schwach geprägt, wie dies in den Fig. d. und 6 bei i 19 zu erkennen
ist. Zwecks Anschluß der inneren Rippen 113 an die äußeren Dichtungshaltungen iig
sind an den Enden Füllstücke 12o eingeschweißt, welche die von den Innenrippen 113
gebildeten Hohlräume abschließen.
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Die untergeschweißten Blechsohlen 121 sind in gleicher Weise wie die
Bleche 114, 116 mit schwachen Prägungen 122 versehen, so daß sie sich ihnen vollständig
anschmiegen.
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Die in den Fig.7 und 8 dargestellte Verbundwärmeaustauschplatte i
besteht aus dem oberen Blech 2 und dem unteren Blech 3. Die beiden Bleche 2 und
3 sind gleichartig geprägt, so daß die erhabenen Teile sich bei beiden Blechen an
der gleichen Stelle befinden. Das untere Blech 3 ist vor dem Zusammenschweißen um
die Mittellinie x-x um 18o° gedreht, so daß an den beispielsweise dargestellten
vier Kanalwindungen die Ausschnitte d., 5 des oberen Bleches 2 von unausgeschnittenen
Teilen- des unteren Bleches bedeckt werden, während umgekehrt die Ausschnitte des
unteren Bleches von unausgeschnittenen Teilen des oberen Bleches bedeckt werden.
Bei beiden Blechen sind die Außenranddichtungshaltungen 6, 6' und die Abgrenzungsrippen
7, 8, 9 zwischen den Windungen der Strömungskanäle in gleicher Weise geprägt- Die
Außenranddichtungshaltungen 6, 6' sind vor dem Zusammenschweißen der Bleche bei
16, 16' ausgeschnitten, so daß die beiden Schenkel jeder Dichtungshaltung nur durch
Stege 17, 17' zusammengehalten werden. Entsprechend sind auf einer Seite der Platte
bei den innengelegenen Rippen 7, 8, 9 die Kopfflächen weggeschnitten, so daß die
Ausschnitte 7', 8', 9' gebildet werden. Die an den Außenranddichtungshaltungen eingeschweißte
Blecheinlage 18, deren innere Begrenzungslinie in Fig. 7 gestrichelt dargestellt
-i-st, kann aus beliebig vielen Stücken zu-:@ämmengesetzt sein. Sie kann aber auch
aus `-.:einem rahmenartig gestalteten Stück i9 bestehen, wie es in Fig. i i dargestellt
ist. Zur Schaffung eines schmalen Zwischenraumes für die Randblecheinlagen 18 oder
i9 zwischen den beiden Blechen 2, 3 sind diese nach dem Verlauf der inneren Begrenzungslinie
i8 in geringer Tiefe geprägt, wie dies am besten in Fig. 8 zu erkennen ist. Die
Blecheinlage i8 oder i9 dient als Boden für die Außenranddichtungshaltungen beim
Einsetzen der Dichtungen 12 (Fig. 9, io) und bildet gleichzeitig an der Bohrung
2o und ebenso an den Bohrungen 20', 21, 21' mit ihrem aufgebogenen Rand 22 den inneren
Steg für die Dichtungslialtung, in welche die die Bohrung 2o umgebende Ringdichtung
23 eingelegt wird.
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Von den Rippen 9, 9' usw. werden gemeinschaftlich Hohlräume gebildet,
die von den Dichtungen io ausgefüllt werden. Da nur auf der einen Plattenseite die
Kopfflächen der inneren Rippen weggeschnitten sind, können sich die Dichtungen io
nicht verschieben, auch werden bei dem Zusammenbau in an sich bekannter vorteilhafter
Weise die zwischengelegten Bleche 25, 26 zwischen Metallrippen, z. B. 9', einerseits
und mit Gummi to ausgefüllten Rippen, z. B. 9, anderseits eingespannt.
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Der Zusammenbau der Wärmeaustauschplatte geschieht in der Weise, daß
auf die Rückseite des unteren Bleches 3 die Blecheinlag e i9 und auf diese das obere
Blech 2 aufgelegt wird. Nachdem diese Teile ihre richtige Lage zueinander eingenommen
haben, erfolgt das Verschweißen an den strichpunktierten Linien 13, 1d., 15 sowie
gegebenenfalls an anderen Stellen zwischen den beiden Blechen.
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Die beiderseitig gerippten Platten i werden in bekannter Weise mit
zwischengelegten ebenen Blechen 25, 26 (Fig. 9, io) zusammengebaut und verspannt.