Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher mit einer Vielzahl von übereinander gestapelten parallelen wannenartigen Platten, die Durchflussräume für zumindest zwei Medien aufspannen, mit einem Anschlusselement zur Aufnahme zumindest eines Stutzens im Bereich einer vorzugsweise wannenartigen Endplatte.
Die EP 0 604 193 Bl beschreibt einen Ölkühler ohne Gehäuse, welcher als Plattenwärmetauscher konzipiert ist. Der Plattenwärmetauscher weist eine Anzahl an parallel zueinander angeordneten wannenartigen Platten auf, zwischen welchen abwechselnd Durchflussräume für zwei verschiedene Medien aufgespannt werden. Der Plattenwärmetauscher wird durch eine Endplatte und ein Anschlusselement mit seitlichen Stutzen nach oben abgeschlossen.
Weiters ist aus der DE 10 2005 050 738 AI ein Wärmetauscher in Plattenbauweise mit Anschlussstutzen bekannt, welche in Öffnungen der Endplatte eingesetzt werden. Das Einsetzen erfolgt üblicherweise durch Verpressen, Nieten, Punktschweissen oder ähnlichem Zwischenschritt. Dadurch wird der solcher Art fixierte Anschlussstutzen dauerhaft mit der Abdeckplatte verlötet.
Die DE 10 2006 029 110 AI beschreibt einen Wärmetauscher mit einem Wärmetauschermantel und innerhalb des Wärmetauschermantels angeordneten Plattenpaketen, wobei das Plattenpaket zumindest einen rohrförmigen Anschlussstutzen aufweist, der durch eine Durchführung im Wärmetauschermantel durchgeführt ist. Dabei ist ein Anschlusselement mit einem ringartigen Grundkörper vorgesehen, der in den Mantel einschraub- oder einsteckbar ist, wobei der Rohrstutzen vom Grundkörper mit einem Ringspalt beabstandet ist. Weiters ist an einer Aussenseite des Grundkörpers ein Tüllenelement angeordnet, welches eine Tüllenwandung besitzt, die im Querschnitt in etwa S-förmig ausgebildet ist und sich vom Mantel weg erstreckt. Die Tülle ist im Bereich einer freien umlaufenden Kante dicht benachbart zum Rohrstutzen angeordnet oder liegt an diesem an und ist mit einer Schweissnaht am Stutzen befestigt.
Die Stutzenanbindungen an die Abdeckplatten von bekannten Wärmetauschern haben den Nachteil eines relativ hohen Fertigungsaufwandes. Ein weiterer Nachteil ist, dass wegen der Anordnung der Stutzen an der Oberseite bauliche Zwänge in der Einbausituation entstehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und auf eine herstellungsmässig einfache Weise bauliche Zwänge zu vermeiden. - - -
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Stutzen an einem in Bezug auf die Platten hervorkragenden Abschnitt des Anschlusselementes angeordnet ist.
Dadurch, dass der Stutzen an einem hervorkragenden Abschnitt des Anschlusselementes angeordnet ist, können Anschlussleitungen seitlich des Plattenwärmetauschers geführt werden. Dies ermöglicht grosse konstruktive Freiheiten bei der Wahl der Einbausituation, da in Richtung der Hochachse wesentlich weniger Bauraum erforderlich ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Anschlusselement aus einer Anschlussplatte und einem mit der Anschlussplatte fest verbundenen aufgesetzten Kanalteil besteht, wobei der Kanalteil als vorzugsweise umgeformtes Blech- oder Schmiedeteil oder als Gussteil ausgebildet sein kann. Der Kanalteil kann durch eine Löt-, Klebe-, Schraub- oder Bördelverbindung mit der Anschlussplatte verbunden sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kanalteil durch eine Kanalplatte mit zumindest einem eingeformten Strömungskanal gebildet ist, welche vorzugsweise durch eine Abdeckplatte abgeschlossen ist. Dies ermöglicht eine besonders flache Bauweise des Anschlusselementes.
Der Stutzen kann entweder auf der den Platten zugewandten Seite des Anschlusselementes, vorzugsweise an der Anschlussplatte, oder an der den Platten abgewandten Seite, vorzugsweise am Kanalteil oder an der Abdeckplatte, im Bereich einer Durchtrittsöffnung befestigt sein.
Besondere Vorteile hinsichtlich des Fertigungsaufwandes ergeben sich, wenn die Anschlussplatte durch die Endplatte gebildet ist. Dadurch, dass die Anschlussplatte einteilig mit der Endplatte ausgebildet ist, kann die Anzahl der Teile eingeschränkt werden.
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Anschlussplatte fest mit der Endplatte verbunden ist. Die Anschlussplatte kann mit der Endplatte durch Löten, Kleben, Schrauben oder dergleichen verbunden sein.
Eine weitere Einsparung an Bauteilen ergibt sich, wenn der Stutzen einstückig mit dem Kanalteil ausgebildet ist.
Für manche Einbausituationen kann es von Vorteil sein, wenn der hinausragende Abschnitt des Anschlusselementes bezüglich der Endplatte abgewinkelt ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Anschlussplatte mit der Ebene der Endplatte einen Winkel zwischen 0[deg.] und 90[deg.], vorzugsweise zwischen 20[deg.] und 40[deg.] aufweist. Durch Wahl des Winkels zwischen dem hinausragenden Abschnitt und der Endplatte kann flexibel auf die jeweiligen Einbauerfordernisse reagiert werden.
Weiters kann zur Einsparung von Bauraum vorteilhaft sein, dass die Anschlussplatte im Bereich des hervorkragenden Abschnittes gestuft ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Anschlussplatte im Bereich des hervorkragenden Abschnittes von einer Anschlussebene der Endplatte beabstandet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von oben in einer ersten Ausführungsvariante, Fig. 2 den Plattenwärmetauscher aus Fig. 1 in einer Schrägansicht von unten, Fig. 3 diesen Plattenwärmetauscher in einer Draufsicht, Fig. 4 diesen Plattenwärmetauscher in einem Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig.3, Fig. 5 den Plattenwärmetauscher in seiner Seitenansicht, Fig. 6 einen erfindungsgemässen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von oben in einer zweiten Ausführungsvariante, Fig. 7 diesen Plattenwärmetauscher in einer Draufsicht, Fig. 8 diesen Plattenwärmetauscher in einer Seitenansicht, Fig. 9 einen erfindungsgemässen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von oben in einer dritten Ausführungsvariante, Fig. 10 diesen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von unten, Fig.
11 diesen Plattenwärmetauscher in einer Draufsicht, Fig. 12 diesen Plattenwärmetauscher in einer Seitenansicht, Fig. 13 einen erfindungsgemässen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von oben in einer vierten Ausführungsvariante, Fig. 14 diesen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von unten, Fig. 15 diesen Plattenwärmetauscher in einer Draufsicht, Fig. 16 diesen Plattenwärmetauscher in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, Fig. 17 einen erfindungsgemässen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von oben in einer fünften Ausführungsvariante, Fig. 18 diesen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von unten, Fig. 19 diesen Plattenwärmetauscher in einer Draufsicht, Fig. 20 diesen Plattenwärmetauscher in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, Fig.
20a diesen Plattenwärmetauscher in einer bauteilsparenden Variante in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht Fig. 21 einen erfindungsgemässen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von oben in einer sechsten Ausführungsvariante, Fig. 22 diesen Plattenwärmetauscher in einer Draufsicht, Fig. 23 diesen Plattenwärmetauscher in einem Schnitt gemäss der Linie XXIII-XXIII in Fig. 22, Fig. 24 diesen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht, Fig. 25 einen erfindungsgemässen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht von oben in einer siebenten Ausführungsvariante, Fig. 26 diesen Plattenwärmetauscher in einer teilweise geschnittenen Vorderansicht und Fig. 27 diesen Plattenwärmetauscher in einer Schrägansicht mit entfernter Abdeckplatte.
Die in den Figuren dargestellten Plattenwärmetauscher 1 weisen jeweils einen Stapel 2 voneinander beabstandeten Platten 3 auf, welche jeweils abwechselnd einen ersten und einen zweiten Strömungsraum aufspannen, welche von einem ersten bzw. zweiten Medium durchströmt werden. Der Plattenstapel 2 wird von einer Bodenplatte 4 und einer Endplatte 5 begrenzt. Sämtliche Platten 3, 4, 5 sind durch einen Lötvorgang miteinander verbunden.
Im Bereich der Endplatte 5 ist ein Anschlusselement 6 angeordnet, welches in Bezug auf die Platten 3, 4, 5 einen hervorkragenden Abschnitt 7 mit einem Stutzen 13 aufweist. Das Anschlusselement 6 weist eine Anschlussplatte 8 auf.
Bei den in den Fig. 1 bis 24 abgebildeten Ausführungsvarianten ist auf die ebene Anschlussplatte 8 ein Kanalteil 9 befestigt, welcher als tiefgezogener bzw. geprägter und ausgestanzter Blechteil oder als Schmiedeteil ausgebildet sein kann. Der Kanalteil 9 ist beispielsweise durch eine Lötverbindung, eine Schraubverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Bördelverbindung mit der Anschlussplatte 8 fest verbunden.
Zwischen der Anschlussplatte 8 und dem Kanalteil 9 ist ein Strömungskanal 10 ausgebildet, welcher einerseits über eine nicht weiter dargestellte Durchtrittsöffnung in der Anschlussplatte 8 und der Endplatte 5 mit den Strömungsräumen im Plattenwärmetauscher 1 und andererseits über eine Durchtrittsöffnung 11 in der Anschlussplatte 8 oder im Kanalteil 9, in welchen der Stutzen 13 eingesetzt ist, mit nicht weiter dargestellten Anschlussleitungen verbunden ist.
Bei dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stutzen 13 an der dem Stapel 2 von Platten 3 zugewandten ersten Seite 12 der Anschlussplatte 8 angeordnet.
Im in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Anschlusselement 6 in Bezug auf die Endplatte 5 im Bereich des hervorkragenden Abschnittes 7 abgewinkelt ausgebildet, wobei eine Trennebene 14 zwischen der Anschlussplatte 8 und dem Kanalteil 9 mit der Ebene 5a der Endplatte 5 einen Winkel [alpha] zwischen 0[deg.] und 90[deg.], im Ausführungsbeispiel etwa 30[deg.], einschliesst.
Das in den Fig. 9 bis 12 abgebildete Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bis 8 im Wesentlichen dadurch, dass der Stutzen 13 durch einen Anschlussblock gebildet ist.
Bei dem in den Fig. 13 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anschlusselement 6 gestuft ausgebildet, wobei der hervorkragende Abschnitt 7 der Anschlussplatte 8 von der Anschlussebene 5a der Endplatte 5 deutlich in Richtung der Bodenplatte 4 beabstandet ist. Der entsprechende Abstand ist in _ 5 _ # *
Fig. 16 mit a bezeichnet. Diese Ausführung ist speziell für Plattenwärmetauscher 1 mit wannenartigen Platten 3 geeignet, deren Ränder 3a zur Bodenplatte 4 gerichtet sind. Hierbei wird die Bodenplatte 8 einstückig aus der Endplatte 5 gebildet, wodurch im Vergleich zu de Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 12 ein Bauteil eingespart wird.
Die Fig. 17 bis 20 zeigen dagegen eine weitere Ausführungsvariante mit einem gestuft ausgeführten Anschlusselement 6, bei dem die Anschlussplatte 8 im Bereich des hervorkragenden Abschnittes 7 von der Bodenplatte 4 um den Abstand a weiter beabstandet ist, als die Anschlussebene 5a der Endplatte 5. Dies ermöglicht die erfindungsgemässe Auskragung auch bei Wärmetauschern, deren Ränder 3a von der Bodenplatte 4 weg gerichtet sind.
In Fig. 20a ist eine weitere Ausführung gezeigt, die sich von dem in Fig. 17 bis
20 gezeigten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Anschlussplatte mit der Endplatte 5 einstückig ausgeführt ist, wodurch ein Bauteil entfällt.
In den Fig. 1 bis 20 sind Ausführungen gezeigt, bei denen der Kanalteil 6 über eine flanschförmige Verbindung mit der Anschlussplatte 8 verbunden ist. Die Fig.
21 bis 24 zeigen dagegen eine Ausführung, bei der die Verbindung zwischen dem Kanalteil 6 und der Anschlussplatte 8 über einen stumpfen T-Stoss erfolgt. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass Baubreite eingespart werden kann.
In den Fig. 25 bis 27 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, bei der der Kanalteil 9 durch eine im Wesentlichen ebene Kanalplatte 16 gebildet ist, in welche Strömungskanäle 10, 10a eingeformt sind, wobei die Strömungskanäle 10, 10a durch eine aufgesetzte Abdeckplatte 15 nach oben geschlossen werden. Die Strömungskanäle 10, 10a führen zu Durchtrittsöffnungen 11, 11a mit einem Stutzen 13.
Die Abdichtung zwischen dem Kanalteil 9 und der Anschlussplatte 8 kann im Falle einer Schraub- oder Börtelverbindung durch eine beispielsweise dauerelastische Dichtung erfolgen.
The invention relates to a plate heat exchanger with a plurality of stacked parallel trough-like plates, the flow spaces spanning for at least two media, with a connection element for receiving at least one nozzle in the region of a preferably trough-like end plate.
EP 0 604 193 B1 describes an oil cooler without housing, which is designed as a plate heat exchanger. The plate heat exchanger has a number of trough-like plates arranged parallel to one another, between which flow spaces for two different media are alternately spanned. The plate heat exchanger is closed by an end plate and a connecting element with side ports upwards.
Furthermore, from DE 10 2005 050 738 AI a plate-type heat exchanger with connecting pieces known which are used in openings of the end plate. The insertion is usually done by pressing, riveting, spot welding or similar intermediate step. As a result, such a fixed connection piece is permanently soldered to the cover plate.
DE 10 2006 029 110 A1 describes a heat exchanger with a heat exchanger jacket and plate packs arranged within the heat exchanger jacket, wherein the plate pack has at least one tubular connection stub, which is carried out through a passage in the heat exchanger jacket. In this case, a connection element is provided with an annular base body which can be screwed or inserted into the shell, wherein the pipe socket is spaced from the base body with an annular gap. Furthermore, a Tüllenelement is arranged on an outer side of the base body, which has a Tüllenwandung, which is formed in cross section in approximately S-shaped and extending away from the jacket. The spout is located in the region of a free circumferential edge closely adjacent to the pipe socket or is located on this and is attached with a weld on the neck.
The Stutzenanbindungen to the cover plates of known heat exchangers have the disadvantage of a relatively high production costs. Another disadvantage is that due to the arrangement of the nozzle at the top of structural constraints arise in the installation situation.
The object of the invention is to avoid these disadvantages and to avoid constructive constraints on a production moderate simple manner. - - -
According to the invention this is achieved in that the nozzle is arranged on a protruding with respect to the plates portion of the connecting element.
Characterized in that the nozzle is arranged on a protruding portion of the connecting element, connecting lines can be guided laterally of the plate heat exchanger. This allows great design freedom in the choice of installation situation, as in the direction of the vertical axis much less space is required.
Preferably, it is provided that the connection element consists of a connection plate and a fixed attached to the connection plate patch channel part, wherein the channel part may be formed as a preferably formed sheet metal or forged part or as a casting. The channel portion may be connected to the terminal plate by a solder, glue, screw or flare connection.
It when the channel part is formed by a channel plate with at least one molded flow channel, which is preferably completed by a cover plate is particularly advantageous. This allows a particularly flat design of the connection element.
The connecting piece can be fastened either on the side of the connecting element facing the plates, preferably on the connecting plate, or on the side facing away from the plates, preferably on the channel part or on the cover plate, in the region of a passage opening.
Particular advantages in terms of manufacturing costs arise when the terminal plate is formed by the end plate. The fact that the terminal plate is formed integrally with the end plate, the number of parts can be limited.
Alternatively, it can also be provided that the connection plate is firmly connected to the end plate. The terminal plate may be connected to the end plate by soldering, gluing, screwing or the like.
A further saving in components results when the nozzle is formed integrally with the channel part.
For some installation situations, it may be advantageous if the protruding portion of the connection element is angled with respect to the end plate, wherein preferably the connection plate with the plane of the end plate an angle between 0 ° and 90 °, preferably between 20 °. deg.] and 40 °. By choosing the angle between the projecting portion and the end plate can be flexibly responded to the respective installation requirements.
Furthermore, to save space, it may be advantageous for the connection plate to be stepped in the region of the protruding section, wherein preferably the connection plate is spaced from a connection plane of the end plate in the region of the protruding section.
The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS.
1 shows an inventive plate heat exchanger in an oblique view from above in a first embodiment, Fig. 2 shows the plate heat exchanger of Figure 1 in an oblique view from below, Fig. 3 this plate heat exchanger in a plan view, Fig. 4 this plate heat exchanger in a section 6 shows a plate heat exchanger according to the invention in an oblique view from above in a second embodiment, FIG. 7 shows a top view of this plate heat exchanger, FIG. 8 shows this plate heat exchanger 9 shows a plate heat exchanger according to the invention in an oblique view from above in a third embodiment, FIG. 10 shows this plate heat exchanger in an oblique view from below, FIG.
13 shows a plate heat exchanger according to the invention in an oblique view from above in a fourth embodiment, FIG. 14 shows this plate heat exchanger in an oblique view from below, FIG. 15 shows this plate heat exchanger in one 17 shows a plate heat exchanger according to the invention in an oblique view from above in a fifth embodiment, FIG. 18 shows this plate heat exchanger in an oblique view from below, FIG. 19 shows this plate heat exchanger in a top view, FIG 20 shows this plate heat exchanger in a partially sectioned side view, FIG.
20a shows this plate heat exchanger in a component-saving variant in a partially sectioned side view FIG. 21 shows a plate heat exchanger according to the invention in an oblique view from above in a sixth embodiment, FIG. 22 shows this plate heat exchanger in a plan view, FIG. 23 shows this plate heat exchanger in a section according to the line XXIII- Fig. 25 shows a plate heat exchanger according to the invention in an oblique view from above in a seventh embodiment, Fig. 26 shows this plate heat exchanger in a partially sectioned front view and Fig. 27 shows this plate heat exchanger in an oblique view with removed cover plate.
The plate heat exchangers 1 shown in the figures each have a stack 2 spaced plates 3, which alternately span a first and a second flow space, which are flowed through by a first and second medium. The plate stack 2 is bounded by a bottom plate 4 and an end plate 5. All plates 3, 4, 5 are connected by a soldering process.
In the region of the end plate 5, a connecting element 6 is arranged, which has a hervororkragenden section 7 with a nozzle 13 with respect to the plates 3, 4, 5. The connection element 6 has a connection plate 8.
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 24, a channel part 9 is fastened to the flat connection plate 8, which can be designed as a deep-drawn or embossed and stamped-out sheet metal part or as a forged part. The channel part 9 is fixedly connected to the connection plate 8, for example, by a solder connection, a screw connection, an adhesive connection or a crimp connection.
Between the connection plate 8 and the channel part 9, a flow channel 10 is formed, which on the one hand via a passage opening not shown in the connection plate 8 and the end plate 5 with the flow spaces in the plate heat exchanger 1 and on the other hand via a passage opening 11 in the connection plate 8 or in the channel part. 9 , in which the nozzle 13 is inserted, is connected to not shown connecting lines.
In the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 5, the connecting piece 13 is arranged on the first side 12 of the connecting plate 8 facing the stack 2 of plates 3.
In the embodiment shown in FIGS. 6 to 8, the connecting element 6 is angled with respect to the end plate 5 in the region of the protruding portion 7, wherein a parting line 14 between the terminal plate 8 and the channel part 9 with the plane 5a of the end plate 5 at an angle [alpha] between 0 [deg.] and 90 [deg.], in the exemplary embodiment about 30 [deg.], Including.
The embodiment shown in FIGS. 9 to 12 differs from the exemplary embodiment according to FIGS. 6 to 8 essentially in that the connecting piece 13 is formed by a connection block.
In the embodiment shown in FIGS. 13 to 16, the connecting element 6 is stepped, wherein the protruding portion 7 of the connecting plate 8 is spaced from the connecting plane 5a of the end plate 5 clearly in the direction of the bottom plate 4. The corresponding distance is in _ 5 _ # *
Fig. 16 denoted by a. This embodiment is particularly suitable for plate heat exchanger 1 with trough-like plates 3, whose edges 3a are directed to the bottom plate 4. Here, the bottom plate 8 is integrally formed from the end plate 5, whereby in comparison to de embodiments of FIG. 1 to 12, a component is saved.
By contrast, FIGS. 17 to 20 show a further embodiment with a stepped connecting element 6, in which the connection plate 8 is spaced further from the base plate 4 by the distance a in the region of the protruding section 7 than the connection plane 5a of the end plate 5 allows the projection according to the invention also in heat exchangers whose edges are directed away from the bottom plate 3 3a.
In Fig. 20a, a further embodiment is shown, which differs from that in Fig. 17 to
20 only differs in that the connection plate is made in one piece with the end plate 5, whereby a component is eliminated.
1 to 20 embodiments are shown, in which the channel part 6 is connected via a flange-shaped connection with the connection plate 8. The Fig.
21 to 24, however, show an embodiment in which the connection between the channel part 6 and the connection plate 8 takes place via a blunt T-joint. This design has the advantage that width can be saved.
25 to 27, a variant embodiment is shown, in which the channel part 9 is formed by a substantially flat channel plate 16, in which flow channels 10, 10 a are formed, wherein the flow channels 10, 10 a closed by an attached cover plate 15 upwards become. The flow channels 10, 10 a lead to passage openings 11, 11 a with a connection 13.
The seal between the channel part 9 and the connection plate 8 can be done in the case of a screw or Börtelverbindung by an example permanently elastic seal.