SE518825C2 - plate heat exchangers - Google Patents

Abstract

The invention relates to a permanently joined plate heat exchanger with plates provided with port openings. The heat exchanger comprises at least one connection member in the form of a connection block (17, 18) for connection to an in- or outlet conduit. Said connection block is provided with at least two through-holes and is connected to an outer heat transfer plate in, or an end plate permanently joined with, the plate pack by means of a permanent joint. At least one of the through-holes in the block is internally threaded. The permanent joint is formed such that it extends around at least both of the through-holes (19, 20, 21, 22) for forming a connection between the connection block (17, 18) and the outer heat transfer plate or end plate that is resistant to torsional stress. Thereby, connecting devices provided with external threads can be screwed to the plate heat exchanger without rupturing the permanent joint.

Description

20 25 518 825 v av a . a n ; o - n n en flerdelad. 20 25 518 825 v av a. a n; o - n n en fl erdelad.

Passagerna för värmeväxlingsfluider mellan värmeöverföringsplattorna är normalt så anslutna till portkanalerna att varannan passage kommer att genomströmmas av det ena värmeväxlingsfluidet och därmed ingår i en första uppsättning passager. De återstående passagerna bildar en andra uppsättning passager vilka kommer att genomströmmas av det andra värmeväxlingsfluidet. När plattvärmeväxlaren är i drift strömmar det ena värmeväxlingsfluidet genom en första rörstuts in i en första portkanal, vidare genom den första uppsättningen passager till en andra portkanal och ut genom en andra rörstuts. Det andra värmeväxlingsfluidet strömmar genom en tredje rörstuts in i en tredje portkanal, vidare genom den andra uppsättningen passager till en fjärde portkanal och ut genom en fjärde rörstuts.The passages for heat exchange mellan uides between the heat transfer plates are normally so connected to the port ducts that every other passage will be traversed by one heat exchange och uid and thus included in a first set of passages. The remaining passages form a second set of passages which will be traversed by the second heat exchange circuit. When the plate heat exchanger is in operation, one heat exchange fluid flows through a first pipe socket into a first door duct, further through the first set of passages to a second door duct and out through a second pipe socket. The second heat exchange fluid flows through a third pipe socket into a third door channel, further through the second set of passages to a fourth door duct and out through a fourth pipe socket.

Plattvärmeväxlare av detta slag används inom många områden. Ett sådant område är kylning av hydraulolja. l hydrauliksystem är en platt- värmeväxlare normalt inkopplad på lågtrycksidan. Ledningarna för hydraulolja på lågtrycksidan av ett hydrauliksystem har förhållandevis stor diameter för att så små tyckförluster som möjligt skall uppstå. Vidare används särskilda kopplingsdon för anslutning av ledningarna till diverse komponenter som ingåri hydrauliksystemet. Dessa kopplingsdon är ofta försedda med utvändiga gängor. När en plattvärmeväxlare skall ingå i ett hydrauliksystem måste sådana kopplingsdon med utvändiga gängor kunna skruvas fast i plattvärmeväxlarens anslutningsorgan. Således måste en plattvärmeväxlarens anslutningsorgan vara försedda med hål och ha invändiga gängor i dessa. 10 15 20 25 518 825 nu - > « ~ . a n | a u.Plate heat exchangers of this kind are used in many areas. One such area is cooling of hydraulic oil. In hydraulic systems, a plate heat exchanger is normally connected on the low-pressure side. The lines for hydraulic oil on the low-pressure side of a hydraulic system have a relatively large diameter in order to cause as small loss of visibility as possible. Furthermore, special connectors are used for connecting the lines to various components that are part of the hydraulic system. These connectors are often fitted with external threads. When a plate heat exchanger is to be included in a hydraulic system, it must be possible to screw such connectors with external threads into the connecting means of the plate heat exchanger. Thus, the connecting means of a plate heat exchanger must be provided with holes and have internal threads in them. 10 15 20 25 518 825 nu -> «~. a n | a u.

Ett problem som har uppkommit vid plattvärmeväxlare för kylning av hydraulolja, vilka är försedda med anslutningsorgan i form av invändigt gängade rörstutsar, är att fogarna mellan rörstutsarna och ändplattan har gått sönder när kopplingsdon har skruvats in i rörstutsarna. Problemet har delvis berott på de förekommande stora ledningsdiametrarna, vilka har krävt motsvarande stora kopplingsdon. Detta har i sin tur nödvändiggjort stora diametrar hos rörstutsarna på plattvärmeväxlarna. De stora diametrarna har medfört att de nämnda fogarna utsätts för stora vrid- moment när kopplingsdon skruvas fast i rörstutsarna. För lösande av detta problem har tidigare varje rörstuts på sin utsida försetts med två parallella ytor medelst vilka rörstutsen kunnat hållas fast när ett kopplingsdon skruvats fast i rörstutsen. Trots detta har ofta fogen mellan ändplattan och rörstutsen gått sönder. Ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en lösning på det nu diskuterade problemet, vilken är bättre än hittills föreslagna lösningar.A problem which has arisen with plate heat exchangers for cooling hydraulic oil, which are provided with connecting means in the form of internally threaded pipe sockets, is that the joints between the pipe sockets and the end plate have broken when connectors have been screwed into the pipe sockets. The problem has partly been due to the large pipe diameters that exist, which have required correspondingly large connectors. This in turn has necessitated large diameters of the pipe fittings on the plate heat exchangers. The large diameters have meant that the mentioned joints are exposed to large torques when the connectors are screwed into the pipe sockets. To solve this problem, each pipe nozzle on its outside has previously been provided with two parallel surfaces by means of which the pipe nozzle could be held when a connector is screwed into the pipe socket. Despite this, the joint between the end plate and the pipe socket has often broken. The object of the present invention is to provide a solution to the problem now discussed, which is better than hitherto proposed solutions.

Detta ändamål kan uppnås enligt uppfinningen genom att nämnda anslutningsorgan har formen av ett anslutningsblock och uppvisar minst ett ytterligare genomgående hål och genom att anslutningsblocket är så förbundet med den nämnda yttre värmeöverföringsplattan eller den nämnda ändplattan att det ytterligare genomgående hålet kommunicerar med en andra av nämnda portkanaler genom plattpaketet, varvid nämnda permanenta fog sträcker sig åtminstone omkring båda de genomgående hålen för bildande av en mot vridpåkänningar motståndskraftig förbind- ning mellan anslutningsblocket och den yttre värmeöverföringsplattan eller ändplattan. Ett sådant anslutningsblock har en väsentligt större yta i 10 15 20 25 o o: a o s ~ | a . a > o. kontakt med den yttre värmeöverföringsplattan eller ändplattan än en rörstuts, och därigenom kan den aktuella fogen utformas så att den täcker en väsentligt större yta än tidigare. Därmed kan fogen med säkerhet ta upp det vridmoment som uppkommer när ett kopplingsdon skruvas fast i plattvärmeväxlaren.This object can be achieved according to the invention in that said connecting means has the shape of a connecting block and has at least one further through hole and in that the connecting block is so connected to said outer heat transfer plate or said end plate that the further through hole communicates with a second of said port channels. through the plate package, said permanent joint extending at least around both of the through holes to form a torsionally resistant connection between the connection block and the outer heat transfer plate or end plate. Such a connection block has a substantially larger area in 10 o 20 a o s: | a. a> o. contact with the outer heat transfer plate or end plate than a pipe socket, and thereby the joint in question can be designed so that it covers a substantially larger surface than before. This allows the joint to safely absorb the torque that occurs when a connector is screwed into the plate heat exchanger.

De stora ledningsdiametrarna medför ofta att åtminstone ett av hålen i anslutningsblocket måste ha större diameter än porthålen i värmeöverfö- ringsplattorna. Tack vare anslutningsblocket enligt uppfinningen är det möjligt att ha häl med större diameter än vad som tidigare varit möjligt, när två närliggande rörstutsars godstjocklek var begränsande för håldia- metern.The large pipe diameters often mean that at least one of the holes in the connection block must have a larger diameter than the port holes in the heat transfer plates. Thanks to the connection block according to the invention, it is possible to have heels with a larger diameter than was previously possible, when the wall thickness of two adjacent pipe fittings was limiting for the hole diameter.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är det nämnda anslutningsblocket försett med en invändig gänga i det nämnda ytterligare genomgående hålet. Denna utföringsform av uppfinningen möjliggör inskruvning av två kopplingsdon i samma anslutningsorgan. l en plattvärmeväxlare enligt en utföringsform av uppfinningen har var och en av värmeöverföringsplattorna en bredd som är mindre än dess längd och en tjocklek som ligger inom intervallet 0.05-1.5 mm, varvid nämnda anslutningsblock har en utsträckning väsentligen över värmeöverförings- plattornas hela bredd men över endast en del av värmeöverförings- plattornas längd, varjämte anslutningsblocket har en väsentligt större tjocklek än var och en av värmeöverföringsplattorna. Anslutningsblocket behöver sålunda endast täcka en del av den yttre värmeöverförings- plattan eller ändplattan i ett område för ett par portkanaler. Detta medför en materialbesparing jämfört med om anslutningsblocket skulle täcka hela 10 15 20 25 518 825 v nu | o n | Q ø . n n nu 5 den yttre värmeöverföringsplattan eller ändplattan.According to an embodiment of the invention, the said connection block is provided with an internal thread in the said further through hole. This embodiment of the invention makes it possible to screw in two connectors in the same connecting means. In a plate heat exchanger according to an embodiment of the invention, each of the heat transfer plates has a width which is less than its length and a thickness which is in the range 0.05-1.5 mm, said connection block extending substantially over the entire width of the heat transfer plates but over only part of the length of the heat transfer plates, and the connection block has a substantially greater thickness than each of the heat transfer plates. The connection block thus only needs to cover a part of the outer heat transfer plate or the end plate in an area for a pair of port ducts. This results in a material saving compared to if the connection block would cover the entire 10 15 20 25 518 825 v now | o n | Q ø. n n now 5 the outer heat transfer plate or end plate.

Anslutningsblocket kan med fördel ha två parallella sidor avsedda att användas för fasthàllning av anslutningsblocket medelst ett verktyg, när ett utvändigt gängförsett kopplingsdon skall skruvas in i ett genomgående hàl i anslutningsblocket.The connection block can advantageously have two parallel sides intended to be used for holding the connection block by means of a tool, when an externally threaded connector is to be screwed into a through-hole in the connection block.

Föreliggande uppfinning skall närmare beskrivas med hjälp av bifogade ritningar, pà vilka fig. 1 visar en tidigare känd plattvärmeväxlare, fig. 2 visar ett snitt utefter linjen ll-ll av plattvärmeväxlaren i fig.1, fig. 3 visar en sidovy av en plattvärmeväxlare enligt uppfinningen och fig. 4 visar en frontvy av plattvärmeväxlaren i fig. 3. l fig. 1 visas en tidigare känd plattvärmeväxlare 1 innefattande en stapel värmeöverföringsplattor 2 sammanlödda till ett plattpaket. På de yttre värmeöverföringsplattorna i plattpaketet är ändplattor 3, 4 fastlödda, vilka är tjockare än Värmeöverföringsplattorna 2. Den ena ändplattan 4 är försedd med fyra häl omkring vilka respektive rörstutsar 5, 6, 7 och 8 är fastlödda.The present invention will be described in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which fi g. 1 shows a previously known plate heat exchanger, fi g. 2 shows a section along the line ll-ll of the plate heat exchanger in fi g.1, fi g. 3 shows a side view of a plate heat exchanger according to the invention and fi g. 4 shows a front view of the plate heat exchanger in fi g. 3. l fi g. 1 shows a previously known plate heat exchanger 1 comprising a stack of heat transfer plates 2 soldered to a plate package. On the outer heat transfer plates in the plate package, end plates 3, 4 are soldered, which are thicker than the heat transfer plates 2. One end plate 4 is provided with four heels around which respective pipe stubs 5, 6, 7 and 8 are soldered.

Fig. 2 visar ett snitt utefter linjen ll-ll av plattvärmeväxlaren i fig. 1. Varje värmeöverföringsplatta 2 är försedd med fyra porthál, av vilka porthàlen 9 och 10 visas i fig. 2. Värmeöverföringsplattorna 2 anligger parvis mot 10 15 20 25 5 l 8 8 2 si; =::§ . uu av a o n Q n . n a ø os 6 varandra kring porthålen så att fyra portkanaler bildas genom plattvärme- växlaren 1. I fig. 2 visas tvà portkanaler 11 resp. 12.Fig. 2 shows a section along the line ll-ll of the plate heat exchanger in fi g. Each heat transfer plate 2 is provided with four gate holes, of which the gate holes 9 and 10 are shown in fi g. 2. The heat transfer plates 2 abut in pairs against 10 15 20 25 5 l 8 8 2 si; = :: §. uu av a o n Q n. n a ø os 6 each other around the door holes so that four door channels are formed through the plate heat exchanger 1. I fi g. 2 shows two port channels 11 resp. 12.

Värmeöverföringsplattorna 2 är vidare försedda med ett pressmönster av fördjupningar och upphöjningar 13. Därigenom bildas passager 14 för värmeväxlingsfluider mellan värmeöverföringsplattorna 2.The heat transfer plates 2 are further provided with a press pattern of depressions and ridges 13. Thereby, passages 14 for heat exchange fl uides are formed between the heat transfer plates 2.

Som framgår av fig. 2 har varje rörstuts 6, 7 endast en liten yta 15 i kontakt med ändplattan 4. Vid denna yta 15 är rörstutsen 6, 7 förbunden med ändplattan 4 medelst en Iödfog. Om rörstutsen 6, 7 är försedd med en invändig gänga och ett kopplingsdon med en utvändig gänga skall skruvas in i densamma, måste den nämnda lödfogen kunna ta upp ett därvid uppkommet vridmoment.As shown by fi g. 2, each pipe socket 6, 7 has only a small surface 15 in contact with the end plate 4. At this surface 15, the pipe socket 6, 7 is connected to the end plate 4 by means of a solder joint. If the pipe socket 6, 7 is provided with an internal thread and a connector with an external thread is to be screwed into it, the said solder joint must be able to absorb a torque arising thereby.

Vid en plattvärmeväxlare 16 enligt föreliggande uppfinning, visad i fig. 3, är två anslutningsblock 17, 18 sammanlödda med den hålförsedda änd- plattan 4. l fig. 4 visas plattvärmeväxlaren 16 fràn ändplattans 4 sida. Vart och ett av anslutningsblocken 17, 18 är försett med två genomgående hål 19, 20 resp. 21, 22 mitt för respektive portkanaler genom plattpaketet. I de genomgående hålen 19, 20, 21, 22 är anslutningsblocken försedda med invändiga gängor så att kopplingsdon med utvändiga gängor skall kunna skruvas in i hålen. Anslutningsblocken 17, 18 har ytor 23, 24, visade i fig. 3, i kontakt med ändplattan 4 vilka är väsentligt större än ytorna 15 hos en plattvärmeväxlare 1 enligt fig. 1 och 2. Lödfogar täckande respektive av ytorna 23, 24 medför att anslutningsblocken 17, 18 kan utsättas för nödvändigt stora vridmoment, när kopplingsdon åtdrages, utan att lödfogarna går sönder.In a plate heat exchanger 16 according to the present invention, shown in fi g. 3, two connection blocks 17, 18 are soldered together with the perforated end plate 4. l fi g. 4, the plate heat exchanger 16 is shown from the side of the end plate 4. Each of the connection blocks 17, 18 is provided with two through holes 19, 20 resp. 21, 22 in the middle of the respective door channels through the plate package. In the through holes 19, 20, 21, 22, the connection blocks are provided with internal threads so that connectors with external threads can be screwed into the holes. The connection blocks 17, 18 have surfaces 23, 24, shown in fi g. 3, in contact with the end plate 4 which are substantially larger than the surfaces 15 of a plate heat exchanger 1 according to fi g. 1 and 2. Solder joints covering each of the surfaces 23, 24 mean that the connection blocks 17, 18 can be subjected to the necessary large torques when the connectors are tightened, without the solder joints breaking.

Varje anslutningsblock 17, 18 har två parallella sidor 25, 26 på sådant 10 15 20 25 518 825 u n Q a : - - ø n a o en lämpligt avstånd fràn varandra att dessa skall kunna utgöra greppytor för ett verktyg medelst vilket anslutningsblocken 17, 18 kan hållas fast när kopplingsdon skruvas in i hålen 19, 20, 21, 22.Each connection block 17, 18 has two parallel sides 25, 26 on such a suitable distance from each other that they can form gripping surfaces for a tool by means of which the connection blocks 17, 18 can be held. fixed when connectors are screwed into the holes 19, 20, 21, 22.

Uppflnningen är inte begränsad till den i fig. 3 och 4 visade utförings- formen. Plattvärmeväxlaren kan t. ex. sakna ändplattan 4. I detta fall är anslutningsblocken fastlödda på en yttre värmeöverföringsplatta i platt- paketet. Anslutningsblocken är utformade så att de anligger mot den yttre värmeöverföringsplattan kring dess porthàl och eventuellt pä några av den yttre värmeöverföringsplattans upphöjningar 13. Anslutningsblocken och den yttre värmeöverföringsplattan är sammanlödda på de ställen där de anligger mot varandra. Det är viktigt att det inte uppkommer något läckage genom lödfogarna mellan anslutningsblocken och den yttre värmeöverföringsplattan. Sammanlödningen mellan varje anslutnings- block och den yttre värmeöverföringsplattan kring dess portar ger en lödfog som sträcker sig över en relativt stor yta och som därmed kan ta upp nödvändigt vridmoment.The acquisition is not limited to the current one. 3 and 4 showed the embodiment. The plate heat exchanger can e.g. missing end plate 4. In this case, the connection blocks are soldered to an outer heat transfer plate in the plate package. The connection blocks are designed so that they abut against the outer heat transfer plate around its port hole and possibly on some of the elevations of the outer heat transfer plate 13. The connection blocks and the outer heat transfer plate are soldered together at the places where they abut each other. It is important that no leakage occurs through the solder joints between the connection blocks and the outer heat transfer plate. The solder between each connection block and the outer heat transfer plate around its ports provides a solder joint which extends over a relatively large area and which can thus absorb the necessary torque.

Givetvis kan anslutningsblocken alternativt vara anordnade på varsin av ändplattorna. Vidare är i vissa fall värmeöverföringsplattorna i ett platt- paket så anordnade att åtminstone ett av värmeväxlingsfluiderna ström- mar i flera s. k. stråk genom plattvärmeväxlaren. Därvid kan ett behov av fler än två anslutningsblock hos plattvärmeväxlaren uppkomma, t. ex. två anslutningsblock på den ena ändplattan och ett anslutningsblock på den andra ändplattan. l ett sådant fall kan vissa av anslutningsblocken vara försedda med endast ett genomgående hål.Of course, the connection blocks can alternatively be arranged on each of the end plates. Furthermore, in some cases the heat transfer plates in a plate package are arranged so that at least one of the heat exchange fl uids flows in fl your so-called lanes through the plate heat exchanger. In this case, a need for more than two connection blocks of the plate heat exchanger may arise, e.g. two connection blocks on one end plate and one connection block on the other end plate. In such a case, some of the connection blocks may be provided with only one through hole.

Claims (4)

10 lS 20 25 518 825 Patentkrav10S 20 25 518 825 Patent claims 1. Plattvärmeväxlare (16) innefattande - ett plattpaket av permanent sammanfogade värmeöverföringsplattor (2), mellan vilka bildas passager (14) för minst två värmeväxlingsfluider, varvid varje värmeöverföringsplatta (2) är försedd med porthål (9, 10), vilka tillsammans med motsvarande porthål (9, 10) i de övriga värmeöver- föringsplattorna (2) bildar portkanaler (11, 12) genom plattpaketet, och - minst ett anslutningsorgan inrättat för sammankoppling med en ledning genom vilken ett av nämnda värmeväxlingsfluider avses strömma till eller från plattvärmeväxlaren (16), vilket anslutningsorgan medelst en permanent fog är förbundet med en yttre värmeöverföringsplatta i platt- paketet, eller med en med denna permanent sammanfogad ändplatta (4), samt uppvisar ett genomgående hål, vari anslutningsorganet är försett med en invändig gänga, varvid det genomgående hålet kommunicerar med en första av nämnda portkanaler (11, 12) genom plattpaketet, kännetecknad av att nämnda anslutningsorgan har formen av ett anslutningsblock (17) och uppvisar minst ett ytterligare genomgående hål (20) och att anslutnings- blocket (17) är så förbundet med nämnda yttre värmeöverföringsplatta eller nämnda ändplatta (4) att det ytterligare genomgående hålet (20) kommunicerar med en andra av nämnda portkanaler (11, 12) genom plattpaketet, varvid nämnda permanenta fog sträcker sig åtminstone omkring båda de genomgående hålen (19, 20) för bildande av en mot 10 15 20 518 825 vridpåkänningar motståndskraftig förbindning mellan anslutningsblocket (17) och den yttre värmeöverföringsplattan eller ändplattan (4).Plate heat exchanger (16) comprising - a plate package of permanently joined heat transfer plates (2), between which passages (14) are formed for at least two heat exchange fl uids, each heat transfer plate (2) being provided with port holes (9, 10), which together with the corresponding port holes (9, 10) in the other heat transfer plates (2) form port channels (11, 12) through the plate package, and - at least one connecting means arranged for connection to a conduit through which one of said heat exchange fl uider is intended to flow to or from the plate heat exchanger (16 ), which connecting means is connected by means of a permanent joint to an outer heat transfer plate in the plate package, or to an end plate (4) permanently joined thereto, and has a through hole, wherein the connecting means is provided with an internal thread, the through hole communicates with a first of said port channels (11, 12) through the plate package, characterized in that said connecting means is in shape one of a connection block (17) and has at least one further through hole (20) and that the connection block (17) is so connected to said outer heat transfer plate or said end plate (4) that the further through hole (20) communicates with a second of said port channels (11, 12) through the plate package, said permanent joint extending at least around both the through holes (19, 20) to form a torsionally resistant connection between the connection block (17) and the outer heat transfer plate. or the end plate (4). 2. Plattvärmeväxlare enligt krav 1, vid vilken nämnda anslutningsblock (17) är försett med en invändig gänga i nämnda ytterligare genomgående hål (20).A plate heat exchanger according to claim 1, wherein said connection block (17) is provided with an internal thread in said further through hole (20). 3. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav, vid vilken var och en av nämnda värmeöverföringsplattor (2) har en bredd som är mindre än dess längd och en tjocklek som ligger inom intervallet 0.05-1.5 mm, varvid nämnda anslutningsblock (17) har en utsträckning väsentligen över värmeöverföringsplattornas (2) hela bredd men över endast en del av värmeöverföringsplattornas (2) längd samt uppvisar en väsentligt större tjocklek än var och en av värmeöverföringsplattorna (2).Plate heat exchanger according to any one of the preceding claims, wherein each of said heat transfer plates (2) has a width which is less than its length and a thickness which is in the range 0.05-1.5 mm, said connection block (17) having an extent substantially over the entire width of the heat transfer plates (2) but over only a part of the length of the heat transfer plates (2) and has a substantially greater thickness than each of the heat transfer plates (2). 4. Plattvärmeväxlare enligt något av föregående krav, vid vilken nämnda anslutningsblock (17) har tvà parallella sidor (25, 26) avsedda att använ- das för fasthàllning av anslutningsblocket (17) medelst ett verktyg, när ett utvändigt gängförsett kopplingsdon skall skruvas in i ett genomgående hål (19; 20) i anslutningsblocket (17).Plate heat exchanger according to any one of the preceding claims, in which said connection block (17) has two parallel sides (25, 26) intended to be used for holding the connection block (17) by means of a tool, when an externally threaded connector is to be screwed into a through hole (19; 20) in the connection block (17).