WO1999067591A1

WO1999067591A1 - Plattenwärmetauscher

Info

Publication number: WO1999067591A1
Application number: PCT/AT1999/000162
Authority: WO
Inventors: Harald Fischer; Gerhard BRÖCKL
Original assignee: Fischer Maschinen- Und Apparatebau Ag
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 1999-12-29
Also published as: ATA109998A; AT406301B; AU4248799A

Abstract

Plattenwärmetauscher mit mindestens drei unter Zwischenlage von Dichtungen (4) aneinandergereihten, aus Blech gepressten Wärmeaustauschplatten (1, 2, 2', 2a, 2a', 2b), die in ihren wärmeaustauschenden Mittelteilen (3) schräg zur Plattenachse (7) verlaufende Wellenprofile (6, 6a) aufweisen, wobei die Wellenprofile von einander benachbarten Wärmeaustauschplatten einander kreuzen und abstützen, und wobei mindestens eine Wärmeaustauschplatte (2; 2') an zumindest einigen der Wellenprofile (6a) einseitig Kerben (11; 11') aufweist, die Strömungsdurchlässe bilden, und zwischen denen das Wellenprofil (6a) Abstützpunkte (12) für die benachbarte Wärmeaustauschplatte (1) definiert.

Description

Plattenwärmetauscher

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher mit mindestens drei unter Zwischenlage von Dichtungen aneinandergereihten, aus Blech gepressten Wärmeaustauschplatten, die in ihren wärmeaustauschenden Mittelteilen schräg zur Plattenachse verlaufende Wellenprofile aufweisen, wobei die Wellenprofile von einander benachbarten Wärmeaustauschplatten einander kreuzen und abstützen, und wobei zumindest zwei unterschiedliche Plattenformen hinsichtlich der Mittelteil-Formgebung vorliegen.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Derartige Plattenwärmetauscher finden für den Wärmeaustausch zwischen meist flüssigen Medien Verwendung und sie bestehen aus mindestens drei, meistens jedoch aus einer Vielzahl von einzelnen, voneinander lösbaren Wärmeaustauschplatten aus gepresstem Blech, deren flüssigkeitsberührter Mittelteil von einer Dichtung umgeben ist, die in einer Randnut sitzt. Die einzelnen Wärmeaustauschplatten werden mittels zweier äußerer, massiver Platten üblicherweise über Spannschrauben zusammengehalten.

Der Wirkungsgrad eines Wärmetauschers wird in erster Linie durch die Gestaltung des Wärmeaustauschprofiles bestimmt. Dieses Profil soll idealerweise eine hohe Turbulenz erzeugen, um die Wärmeübertragung optimal zu gestalten, andererseits jedoch nur einen geringen Durchflusswiderstand verursachen, um den Energiebedarf der die Medien fördernden Förderpumpen niedrig zu halten.

Eine weitere, wesentliche Anforderung an das Wärmeaustauschprofil ist jene, dass es so ausgebildet ist, dass zwischen benachbarten Wärmeaustauschplatten eine stabile Abstützung gegeben ist, die dafür sorgt, dass der Plattenabstand bei Druckunterschieden in den einzelnen Strömungskanälen konstant bleibt.

Die Praxis hat gezeigt, dass eine sehr günstige Form des Wärmeaustauschprofiles jenes von einander unter einem bestimmten Winkel kreuzender Wellen ist, vgl. z.B. AT 343 699 B oder EP 526 679 A. Diese Profilart ergibt eine gute Wärmeübertragung bei verhältnismäßig niedrigem Druckverlust . Die Neigung des Winkels gegen die Fließrichtung bestimmt das Verhältnis Wärmeübergang zu Druckverlust . Ferner stehen bei dieser Profilausführung genügend Abstützpunkte zur gegenseitigen Abstützung benachbarter Wärme- austauschplatten zur Verfügung, ohne dass die harmonische Strömung dazwischen durch zusätzlich notwendige Abstützpunkte gestört wird.

Die meisten Plattenwärmetauscher besitzen die Eigenschaft, dass die Strömungsmerkmale zweier benachbarter Plattenzwischenräume gleichartig sind, d.h. es treten auf beiden Seiten einer Wärmeaustauschplatte gleich hohe Wärmeübergangszahlen auf, vorausgesetzt, dass die beiden Medien gleiche physikalische Daten besitzen und in gleichen Mengen durch beide Plattenzwischenräume strömen. Auch die Druckverluste sind unter diesen Voraussetzungen gleich hoch.

Es ist bekannt, dass es bei stark unterschiedlichen Flüssigkeitsmengen bzw. bei unterschiedlicher Viskosität der im Wärmeaustausch stehenden Medien ein großer Vorteil wäre, die Fließkanäle den jeweiligen Medien anzupassen, um nicht den Nachteil hoher Durchflusswiderstände in Kauf nehmen zu müssen, bzw. den Durchflusswiderstand niedrig zu halten, ohne unnötig viele Strömungswege parallel schalten zu müssen.

Um die Strömungskanäle den oben angeführten Erfordernissen anzupassen, wurde versucht, jeden zweiten Fließweg mit einer überhöhten Dichtung zu versehen, um damit einen größeren Plattenabstand und somit auch einen größeren Durchflussquerschnitt für das eine der Medien zu erzielen. Diese Lösung weist den Nachteil auf, dass sie dann nicht anwendbar ist, wenn der mit der normal hohen Dichtung versehene Fließkanal einen höheren Druck aufweist als der benachbarte, da in diesem Fall an den für die Abstützung notwendigen Punkten keine Auflage gegeben ist. Einen weiteren Nachteil stellt die geringere Turbulenz dar, die im erweiterten Fließkanal entsteht.

Weiters wurde versucht, die unterschiedlichen Strömungsmerkmale bei gleichbleibenden Strömungsquerschnitten dadurch zu erreichen, dass die Wellen einander bei den Strömungskanälen für das eine Medium kreuzen, wogegen sie beim zweiten Medium, für welches ein geringerer Durchflusswiderstand erzielt werden soll, parallel zueinander stehen. Nachteilig ist dabei aber, dass sich die Abstützpunkte, die bei den Fließkanälen mit den parallelen Wellen benötigt werden, um die notwendige Druckfestigkeit zu erreichen, bei der Schaltung mit den einander kreuzenden Wellen als Wirkungsgrad-mindernd erweisen, da sie die angestrebte Tur- bulenz, wie sie bei bloßen nur kreuzenden Wellen auftritt, verringern. Ein weiterer Nachteil ist die Anfälligkeit der Strömungskanäle, sich bei Anwesenheit größerer Feststoffanteile im fließenden Medium zu verlegen, da die Strömungsquerschnitte gleich groß sind. Auch sind die Herstellungskosten der Presswerkzeuge hoch. Außerdem sind infolge der vorhandenen gleichen mittleren Strömungsquerschnitte für die beiden Medien dem Unterschiedsgrad in der Strömungscharakteristik enge Grenzen gesetzt .

Beschreibung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Plattenwärmetauscher, bei dem Wärmeaustauschplatten gleicher Schichtstärke mit einander kreuzenden Wellen verwendet werden, die einander beidseitig abstützen, dennoch unterschiedliche Strömungsquerschnitte und damit unterschiedliche Strömungsmerkmale für die im Wärmeaustausch stehenden Medien zu ermöglichen.

Der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wärmeaustauschplatte an zumindest einigen der Wellenprofile einseitig Kerben aufweist, die Strömungsdurchlässe bilden, und zwischen denen das Wellenprofil Abstützpunkte für die benachbarte Wärmeaustauschplatte definiert.

Beim vorliegenden Plattenwärmetauscher werden somit unter Verwendung von zwei Arten von Wärmeaustauschplatten Fließkanäle mit unterschiedlichen Strömungsmerkmalen gebildet, indem die Platten, die mit zahlreichen, schräg zur Fließrichtung verlaufenden, wellenförmigen Auspressungen versehen sind, deren Höhe gleich dem Plattenabstand ist, zusätzlich mit Kerben versehen werden. Dadurch wird dort, wo die Kerben zusätzliche Strömungsdurchlässe bilden, der Strömungswiderstand und damit auch der Druckverlust verringert. Dadurch, dass die Kerben andererseits problemlos zwischen den Abstützpunkten, den Wellen-Kreuzungs- punkten, jeweils benachbarter Wärmeaustauschplatten angeordnet werden können, wird auch die hohe Festigkeit des Plattenverbunds beibehalten. Insgesamt wird so die Möglichkeit geschaffen, dem Wärmeaustauscher für das eine Medium eine wesentlich andere Strömungscharakteristik zu geben als für das andere Medium, indem z.B. abwechselnd Platten mit und Platten ohne Kerben anein- andergereiht werden. Bewirkt wird die unterschiedliche Strömungscharakteristik durch zweierlei Effekte:

1. Zwischen den verschiedenen Platten entstehen verschieden große Strömungskanäle .

2. Der Effekt, den der aufgrund der Kerben größere Strömungs- querschnitt mit sich bringt, wird dadurch verstärkt, dass ein erheblicher Teil des strömenden Mediums ohne Zwangsum- lenkung den Mittelteil des Wärmeaustauschers durchströmen kann.

Der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher weist weiters den Vorteil auf, dass die Wärmeaustauschplatten mit Wellung und Kerben den Wirkungsgrad begünstigen, und dass auch bei gleicher Plattenschichtstärke große und kleine Fließkanäle erhalten werden können, in denen nicht nur verschieden große Fließgeschwindigkeiten, sondern auch verschieden starke Turbulenzen herrschen.

Die Anpassung an verschiedene Flüssigkeitsmengen bzw. verschiedene Viskositäten ist durch die in weiten Grenzen (nämlich unter Beibehaltung der Abstützpunkte) freie Wahl der Kerbengröße und Anzahl der Kerben möglich, wobei hierdurch stark unterschiedliche Strömungsquerschnitte für die beiden im Wärmeaustausch befindlichen Medien entstehen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des Plattenwärmetauschers ist darin zu sehen, dass durch die einseitig großen Fließkanäle ein Durchströmen auch größerer Feststoffteile im Medium ohne Zwangsumlenkung und ohne damit verbundene erhöhte Verlegungsgefahr ermöglicht wird.

Ein entscheidender Vorteil sind die gleichbleibende Anzahl der Abstützpunkte für beide Strömungskanäle sowie die Einfachheit und damit verbunden die geringen Herstellungskosten des Presswerkzeuges .

Es sei erwähnt, dass aus der DE 32 44 547 A ein Wärmeaustauscher mit Wärmeaustauschplatten bekannt ist, welche wellenartig profiliert sind, wobei in der Wellung Kerben vorgesehen sind. Allerdings verlaufen hier die Wellenberge bzw. Wellentäler horizontal, so dass benachbarte Wärmeaustauschplatten mit den abgeflachten Wellenbergen aneinanderliegen, und ohne sonstige Maßnahmen kein Durchfluss für die Wärmeaustausch-Medien möglich wäre. Die Kerben in den horizontalen Wellenbergen dienen demgemäß dazu, überhaupt einen Strömungsdurchlass von oben nach unten oder umgekehrt zwischen jeweils zwei benachbarten Wärmeaustauschplatten vorzusehen; dabei ist auch nicht vorgesehen, mit Hilfe der Kerben unterschiedliche Strömungsquerschnitte bzw. Strömungswiderstände vorzusehen, vielmehr sollen die geschaffenen Strömungskanäle so bemessen sein, dass die Volumina der Teilströme gleich groß sind.

Weiters ist aus der AT 358 609 B ein Plattenwärmetauscher mit gewellten Wärmeaustauschplatten bekannt, wobei die Wellungen schräg verlaufen und so die Wellen von einander benachbarten Wärmeaustauschplatten wie bereits vorstehend beschrieben einander kreuzen; zusätzlich sollen der Wellung vergleichsweise kleine Rillen überlagert sein, die jedoch nicht als Mittel zur Beeinflussung der Strömungskanäle dienen, sondern eine Versteifung bewirken bzw. die Festigkeit der Wärmeaustauschplatten erhöhen sollen. Eine Beeinflussung des Strömungsverhaltens durch diese feinen Rillen ist dabei nicht vorgesehen, und insbesondere können die Rillen, da sie an allen Wellungen vorhanden sind, auch nicht zu unterschiedlichen Strömungsmerkmalen bei verschie^¬ denen Wärmeaustauschplatten-Paaren führen.

An sich können beim erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher die Kerben jeweils nur an einigen bestimmten Wellenprofilen vorgesehen werden, jedoch ist es für eine gleichmäßige Beeinflussung der Strömungscharakteristika über die gesamte Höhe der Wärmeaustauschplatten von Vorteil, wenn alle Wellenprofile der mindestens einen Wärmeaustauschplatte mit Kerben versehen sind.

Wie erwähnt können beim vorliegenden Plattenwärmetauscher nur einzelne Wärmeaustauschplatten mit Kerben an den Wellenprofilen versehen sein; um jedoch hinsichtlich der Gestaltungsmöglichkeiten bei der Bestimmung der Strömungsmerkmale für die einzelnen Strömungskanäle noch flexibler zu sein, ist es auch günstig, wenn die aneinandergereihten Wärmeaustauschplatten abwechselnd verschieden große Kerben an ihren Wellenprofilen aufweisen.

Um über die Breite der Wärmeaustauschplatten trotz der verschieden langen Strömungswege für das jeweilige Medium pro Plattenpaar einen zumindest im Wesentlichen gleichen Durchfluss- widerstand für die durch die Kerben gegebenen Strömungswege zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, wenn zumindest eine Wärmeaustauschplatte an zumindest einem Wellenprofil verschieden große Kerben aufweist. Durch die entsprechende Dimensionierung der Kerben pro Strömungsweg kann auf einfache Weise bei einem gegebenen Plattenpaar der Durchflusswiderstand angepasst werden.

Um weiters durch einen beim Durchströmen zwischen einem Plattenpaar veränderlichen, insbesondere ansteigenden Durchflusswiderstand den Wärmeausta schvorgang auch bei die Viskosität ändernden Medien optimal zu gestalten, ist es ferner von Vorteil, wenn zumindest eine Wärmeaustauschplatte mit an verschiedenen Wellenprofilen verschiedene Größen aufweisenden Kerben versehen ist, wobei vorzugsweise die Kerben in Strömungs- richtung quer zu den Wellenprofilen kleiner werden.

Aus Herstellungs- und Festigkeitsgründen ist es ferner günstig, wenn die Kerben eine Tiefe von 1/4 bis 1/2 der Höhe der Wellenprofile aufweisen.

Die Kerben können wie bereits erwähnt hinsichtlich ihrer Größe und ihrer Anzahl abhängig von den gewünschten Strömungs- charakteristika festgelegt werden, wobei auf die Wellen-Kreuzungspunkte, d.h. die Punkte der gegenseitigen Abstützung der Wärmeaustauschplatten, Rücksicht zu nehmen ist. Demgemäß ist die Länge der Kerben, in Richtung der Wellenprofile gemessen, so zu bestimmen, dass die gewünschten Abstützpunkte erhalten bleiben, was von der Schrägstellung der Wellungen einerseits sowie von der Breite der Wellenprofile andererseits abhängt. In der Praxis hat sich hier eine Ausführungsform als besonders effizient erwiesen, bei der die Kerben eine Länge, in Richtung der Wellenprofile gemessen, von 6 mm bis 18 mm aufweisen. Insbesondere weisen die Kerben eine Länge von 8 mm bis 11 mm auf. Dabei wird der Schrägverlauf der Wellen bevorzugt in einem Winkelbereich von 35° bis 15° festgelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispie^¬ len, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Es zeigen:

Fig.l eine Draufsicht auf eine an sich herkömmliche Wärmeaustauschplatte ; Fig.2 einen schematischen Schnitt durch den Mittelteil dieser Wärmeaustauschplatte, gemäß der Linie II-II in Fig.l;

Fig.3 eine Draufsicht auf eine Wärmeaustauschplatte mit Kerben, die mit der Wärmeaustauschplatte gemäß Fig.l zu kombinieren ist, wobei abwechselnd Platten gemäß Fig.l und solche gemäß Fig.3 in einem Paket, wie an sich üblich, zum Plattenwärmetauscher zu schichten sind;

Fig.4 einen schematischen Schnitt durch den Mittelteil der Wärmeaustauschplatte gemäß Fig.3, und zwar gemäß der Linie IV- IV in Fig.3;

Fig.5 eine schematische Schnittansicht gemäß einem Wellenprofil, entsprechend der Linie V-V in Fig.l;

Fig.6 schematisch einen Querschnitt gemäß der Linie VI -VI in Fig.5, zur Veranschaulichung der Wellung bei dieser Wärmeaustauschplatte gemäß Fig.l;

Fig.7 in einer entsprechenden Schnittansicht entlang eines Wellenprofils, gemäß der Linie VII-VII in Fig.3, das mit Kerben versehene Wellenprofil der Wellenaustauschplatte gemäß Fig.3;

Fig.8 in einem Querschnitt ähnlich Fig.6, gemäß der Linie VIII-VIII in Fig.7, die Wellung bzw. die Kerben bei dieser Wärmeaustauschplatte gemäß Fig.3;

Fig.9 schematisch in einer Schnittdarstellung ähnlich jener gemäß Fig.5 und 7 eine Aufeinanderfolge der beiden Plattentypen gemäß Fig.l und Fig.3;

Fig.10 in einem schematischen Querschnitt ähnlich jenem der Fig.6 bzw. 8 die Aufeinanderfolge der verschiedenen Plattentypen, gemäß der Linie X-X in Fig.9;

Fig.11 in einer schematischen Schnittdarstellung ähnlich jener von Fig.9 eine Aufeinanderfolge von Wärmeaustauschplatten, die abwechselnd mit verschieden tiefen Kerben versehen sind;

Fig.12 in einem schematischen Querschnitt gemäß der Linie XII -XII in Fig.11, in einer Darstellung ähnlich jener der Fig.6 bzw. 8 bzw. 10, diese Aufeinanderfolge von Wärmeaustauschplatten mit verschieden tiefen Kerben;

Fig.13 in einer Draufsicht ähnlich Fig.3 eine demgegenüber modifizierte Wärmeaustauschplatte ;

Fig.14 eine schematische Schnittdarstellung, gemäß der Linie XIV-XIV in Fig.13, eines Stapels von solchen Wärmeaustauschplatten gemäß Fig.13; die aufeinanderfolgend jeweils um 180° gegen- einander verdreht angeordnet sind;

Fig.15 eine weitere Wärmeaustauschplatte in Draufsicht; und

Fig.16 einen Schnitt durch diese Wärmeaustauschplatte gemäß der Linie XVI-XVI in Fig.15.

Die Fig.l bzw. 3 zeigen Wärmeaustauschplatten 1 bzw. 2 gemäß einer derzeit besonders bevorzugten Ausführungsform, deren flüs- sigkeitsberührende Mittelteile 3 von einer Dichtung 4 umgeben sind. Die Dichtung 4 liegt jeweils in einer Randnut 5, vgl. insbesondere auch Fig.5 und 7. In jedem Mittelteil 3 sind schräg zur Längsachse 7 der jeweiligen Wärmeaustauschplatte 1 bzw. 2 verlaufende Wellen 6 bzw. 6a angeordnet, die somit unter einem Winkel a zur Querachse 8 verlaufen, wobei die Wellen bzw. -profile 6,6a einander kreuzen, wenn die Wärmeaustauschplatten zur Querachse 8 verlaufen, wobei die Wellen bzw. -profile 6,6a einander kreuzen, wenn die Wärmeaustauschplatten 1,2 übereinander- gelegt werden. Dies ist an sich bekannt, so dass sich diesbezüglich eine weitergehende Beschreibung und insbesondere auch eine Beschreibung des gesamten Aufbaus des Plattenwärmetauschers erübrigen kann.

Die Fig.5 und 6 zeigen in Schnitten das Wellenprofil des ersten Plattentyps 1. Es ist ersichtlich, dass die Wellen 6 durchgehend die theoretischen Begrenzungsebenen 9 bzw. 10 erreichen.

Die Fig.7 und 8 zeigen entsprechende Schnitte durch das Wellenprofil des anderen Plattentyps 2 gemäß Fig.3. Es ist, auch in Verbindung mit Fig.3, zu sehen, dass die Wellen 6a durch zahlreiche, einseitig angeordnete Kerben 11 unterbrochen sind, so dass die Wellen 6a zwar durchgehend die in Fig.7 untere theoretische Begrenzungsebene 9 erreichen, dass aber die obere theoretische Begrenzungsebene 10 nur an den für die Abstandhaltung erforderlichen Stellen, den Abstütz- oder Kreuzungspunkten 12, erreicht wird. Der Winkel α beträgt hier beispielsweise 15° bis 35°.

Die Fig.9 und 10 zeigen die Aufeinanderfolge der Plattentypen 1 bzw. 2, wobei die Wellen 6 der Platten 1 durchgehend die Begrenzungsebenen 10 bzw. 9 (s.Fig.5) erreichen, die Wellen 6a der Platten 2 hingegen nur die jeweilige untere Begrenzungsebene 9 durchgehend erreichen; die Wellen 6a sind an der anderen, in Fig.7 und 9 oberen Seite durch zahlreiche Kerben 11 unterbro- chen, so dass die obere Begrenzungsebene 10 nur an den für die Abstandhaltung der einzelnen Platten 1,2 erforderlichen Stellen 12 erreicht wird.

In Fig.9 ist auch ersichtlich, dass sich jeweils zwischen der Begrenzungsebene 9 der einen Platte 1 und den Kerben 11 der anderen Platte 2 Strömungskanäle 13 bilden, die einen geradlinigen Durchtritt des zwischen diesen Platten 1,2 strömenden Mediums ermöglichen.

In Fig.10 ist in einem Querschnitt X-X durch dieses Plattenpaket gemäß Fig.9, gebildet aus den Platten 1-2-1-2 veranschaulicht, wie zufolge der einseitig vorhandenen Kerben 11 der Platten 2 verschieden große Fließkanalquerschnitte, nämlich eine KanalVergrößerung 14 und eine KanalVerengung 15, erhalten werden.

Fig.11 zeigt einen Schnitt durch vier Wärmeaustauschplatten 2 '-2-2 '-2, die alle mit einseitig angeordneten Kerben 11 bzw. 11', jedoch mit unterschiedlicher Größe, versehen sind. Beim Plattentyp 2' sind die Kerben 11' größer (tiefer) als die Kerben 11 der Plattentype 2.

Hiedurch werden ebenfalls verschieden große Fließkanäle 14 bzw. 15 erreicht, wobei überdies für einen Teil des im engeren Fließkanales 14 strömenden Mediums - durch die Anordnung der Kerben 11 ' - ein geradliniger Durchfluss ohne Zwangsumlenkung ermöglicht wird.

Fig.13 zeigt eine Wärmeaustauschplatte 2a, bei der die einzelnen Strömungswege 18a bis 18e zwischen der Eintrittsöffnung 16 und der Austrittsöffnung 17, insbesondere bei größeren Breiten der Wärmeaustauschplatten, eine stark unterschiedliche Länge aufweisen. Damit würde sich infolge des unterschiedlichen Durchflusswiderstandes für die einzelnen Strömungskanäle 18a bis 18e eine unterschiedlich große Durchflussmenge ergeben, was zu einem erhöhten Druckverlust und weiters zu schlechten Wärmeübergangs- werten führt .

Gemäß Fig. 13 sind nun beim kürzesten Durchströmungsweg 18a keine oder sehr kleine Kerben 11a vorgesehen; mit zunehmender Länge der Strömungswege 18b-18c-18d-18e sind größer werdende Kerben 11a¹ vorgesehen. Durch die richtige Dimensionierung dieser Kerben 11a, 11a' wird die Durchströmungsgeschwindigkeit für die einzelnen Strömungswege 18a bis 18e konstant gehalten und damit der Wirkungsgrad optimiert.

Fig.14 zeigt ein Plattenpaket, gebildet aus derartigen Wärmeaustauschplatten 2a, 2a' gemäß Fig.3. Die Platten 2a¹ liegen gegenüber den Platten 2a um 180° gedreht im Plattenpaket.

Die Fig.15 und 16 zeigen schließlich eine Wärmeaustauschplatte 2b, bei der für die einzelnen Strömungswege 18a bis 18e zwischen der Einströmöffnung 16 und der Ausströmöffnung 17 durch die Anordnung von in Strömungsrichtung kleiner werdenden Kerben 11b eine Änderung der Strömungscharakteristik erzielt wird. Dies bewirkt, dass der Durchflusswiderstand und damit der Wärmeübergang zwischen zwei den Wärmeaustausch durchführenden Platten 2b größer wird. Diese Formgebung bringt den Vorteil mit sich, dass für Medien, die beim Durchströmen der Wärmeaustauschplatten 2b infolge einer Temperaturänderung eine wesentliche Viskositäts- änderung erfahren, eine Optimierung des Wärmeaustauschvorganges erreicht wird.

Aus naheliegenden Gründen ist auch eine Kombination der Anordnung der Kerben 11a und 11b der Wärmeaustauschplatten 2a bzw. 2b gemäß den Fig.13 und 15 vorteilhaft.

In praktischen Ausführungsformen betrug die Länge der Wellenprofile 6 bzw. 6a, längs der Schnittlinie V-V bzw. VII-VII gemessen, 120 mm bis 300 mm, und der Winkel a betrug 25°. Die Kerben 11 hatten eine Länge von 8 mm bis 11 mm und eine Tiefe von 1,2 mm bis 1,6 mm; in der Ausführungsform von Fig.11 und 12 hatten die Kerben 11' bzw. 11 eine Länge von 2 mm und eine Tiefe von 1,6 mm bzw. 0,8 mm.

Claims

Patentansprüche :

1. Plattenwärmetauscher mit mindestens drei unter Zwischenlage von Dichtungen (4) aneinandergereihten, aus Blech gepressten Wärmeaustauschplatten (1, 2 , 2 ' , 2a, 2a ' , 2b) , die in ihren wärmeaustauschenden Mittelteilen (3) schräg zur Plattenachse (7) verlaufende Wellenprofile (6,6a) aufweisen, wobei die Wellenprofile von einander benachbarten Wärmeaustauschplatten einander kreuzen und abstützen, und wobei zumindest zwei unterschiedliche Plattenformen hinsichtlich der Mittelteil-Formgebung vorliegen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wärmeaustauschplatte

(2;2') an zumindest einigen der Wellenprofile (6a) einseitig Kerben (11;11') aufweist, die Strömungsdurchlässe bilden, und zwischen denen das Wellenprofil (6a) Abstützpunkte (12) für die benachbarte Wärmeaustauschplatte (1) definiert.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wellenprofile (6a) der mindestens einen Wärmeaustauschplatte (2; 2') mit Kerben (11; 11') versehen sind.

3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinandergereihten Wärmeaustauschplatten (2;2') abwechselnd verschieden große Kerben (11;11') an ihren

Wellenprofilen (6a) aufweisen.

4. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wärmeaustauschplatte

(2a, 2a') an zumindest einem Wellenprofil (6a, 6a') verschieden große Kerben (11a, 11a') aufweist.

5. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wärmeaustauschplatte

(2b) mit an verschiedenen Wellenprofilen (6a) verschiedene Größen aufweisenden Kerben (11b) versehen ist.

6. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (11b) in Strömungsrichtung quer zu den Wellenprofilen (6a) kleiner werden.

7. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (11;11') eine Tiefe von 1/4 bis 1/2 der Höhe der Wellenprofile (6a) aufweisen.

8. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (ll;ll') eine Länge, in Richtung der Wellenprofile (6a) gemessen, von 6 mm bis 18 mm aufweisen.