DE102014006331A1 - Plate heat exchanger and method of making a plate heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher, der aus mehreren Wärmetauschermodulen zusammengesetzt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers. Der Plattenwärmetauscher (1) umfasst wenigstens ein erstes Wärmetauschermodul (10) und wenigstens ein zweites Wärmetauschermodul (20) und mindestens eine Verbindungseinheit (40), wobei die Verbindungseinheit (40) ein erstes Winkelelement (41) am ersten Wärmetauschermodul (10) und ein zweites Winkelelement (42) am zweiten Wärmetauschermodul (20) umfasst und die beiden Winkelelemente (41, 42) form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind, so dass einem jeden der damit verbundenen Wärmetauschermodule (10, 20) zumindest der translatorische Freiheitsgrad in der Koordinatenrichtung genommen ist, in der das jeweils andere Wärmetauschermodul (10, 20) angeordnet ist. Die Winkelelemente (41, 42) sind am jeweiligen Wärmetauschermodul (10, 20) mittels Lochschweißung oder Lochlötung befestigt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers.The invention relates to a plate heat exchanger, which is composed of several heat exchanger modules, and a method for producing the plate heat exchanger according to the invention. The plate heat exchanger (1) comprises at least a first heat exchanger module (10) and at least one second heat exchanger module (20) and at least one connection unit (40), the connection unit (40) having a first angle element (41) on the first heat exchanger module (10) and a second Angle element (42) on the second heat exchanger module (20) and the two angle elements (41, 42) positively and / or non-positively connected to each other, so that each of the associated heat exchanger modules (10, 20) at least the translational degree of freedom in the coordinate direction is taken, in which the respective other heat exchanger module (10, 20) is arranged. The angle elements (41, 42) are fastened to the respective heat exchanger module (10, 20) by means of hole welding or hole soldering. Furthermore, the invention relates to a method for producing the plate heat exchanger according to the invention.
Description
Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher, der aus mehreren Wärmetauschermodulen zusammengesetzt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers.The invention relates to a plate heat exchanger, which is composed of several heat exchanger modules, and a method for producing the plate heat exchanger according to the invention.
Hartgelötete Plattenwärmetauscher aus Aluminium haben sich in zahlreichen Anlagen zur Wärmeübertragung bei verschiedensten Drücken und Temperaturen etabliert. So finden Sie beispielsweise Anwendung bei der Zerlegung von Luft, der Verflüssigung von Erdgas oder in Anlagen zur Herstellung von Ethylen.Brazed plate heat exchangers made of aluminum have been established in numerous systems for heat transfer at various pressures and temperatures. For example, you can find applications in the separation of air, the liquefaction of natural gas or in plants for the production of ethylene.
Ein derartiger Plattenwärmetauscher wird z. B. in
Mit dem in
Im Wesentlichen umfasst der Plattenwärmetauscher
Derartige Plattenwärmetauscher sind hervorragend zum Wärmeaustausch zwischen mindestens zwei Medien geeignet. Durch geeignete Konstruktion können jedoch, wie in
Moderne Plattenwärmetauscher werden beispielsweise aus Aluminium hartgelötet. Die einzelnen Passagen mit den Fins, Verteilerfins, Deckblechen und Sidebars werden aufeinander gestapelt, mit Lot versehen und in einem Ofen hartgelötet. Auf den dadurch entstandenen Block werden dann Header und Stutzen aufgeschweißt.Modern plate heat exchangers are for example brazed aluminum. The individual passages with the fins, distributor fins, cover plates and sidebars are stacked on each other, provided with solder and brazed in an oven. On the resulting block then headers and nozzles are welded.
Bei diesem Herstellungsverfahren wird durch die Größe und Geometrie des Lötofens auch die maximale Größe eines darin aufzunehmenden Plattenwärmetauscherblockes vorgegeben. Oft erfordern jedoch die Prozesserfordernisse eine größere Wärmeaustauschfläche und somit größere Wärmetauscherblöcke. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, umfassen einige Plattenwärmetauscher mindestens zwei Module. Unter einem Modul ist dabei ein Wärmetauscherblock zu verstehen, der in einem Lötofen wie zuvor beschrieben hergestellt wird. Mehrere derartige Module werden nach dem Stand der Technik miteinander verbunden und mit gemeinsamen Headern zur Verteilung und Sammlung der am Wärmeaustausch teilnehmenden Medien ausgestattet. Die Verbindung zwischen zwei verschiedenen Modulen eines Plattenwärmetauschers erfolgt dabei über Sidebars.In this production method, the size and geometry of the soldering furnace also determines the maximum size of a plate heat exchanger block to be accommodated therein. Often, however, the process requirements require a larger heat exchange area and thus larger heat exchanger blocks. To meet these requirements, some plate heat exchangers include at least two modules. A module is to be understood as meaning a heat exchanger block which is produced in a brazing furnace as described above. Several such modules are interconnected in the prior art and provided with common headers for distribution and collection of the heat exchanging media. The connection between two different modules of a plate heat exchanger takes place via sidebars.
Der in
Zwischen zwei Modulen
Aufgrund dieser thermisch induzierten Spannungen und den damit einhergehenden Gefahren der Festigkeitsminderung, werden Verbindungsschweißnähte zur Verbindung der einzelnen Module oftmals nicht mehr vollständig um den jeweiligen Block herumgeführt, sondern unterbrochen. Dabei kann es jedoch an den Schweißnahtenden zu Spannungsspitzen kommen, die über den zulässigen Spannungen liegen. Nicht auszuschließende Wanddickensprünge sowie Spalte in der Schweißnahtwurzel können außerdem zu Gestaltkerben führen, die sich ebenfalls spannungserhöhend auswirken, ebenso wie Gefügekerben, die sich durch die Verbindung unterschiedlicher Materialien des Moduls sowie des Schweißzusatzwerkstoffes ergeben. Das bedeutet, dass an den Schweißnahtenden ein erhöhtes Risiko der Rissbildung besteht.Due to these thermally induced stresses and the associated dangers of strength reduction, joint welds for connecting the individual modules are often no longer completely guided around the respective block, but interrupted. However, it may come at the weld ends to voltage peaks that are above the allowable voltages. Not to be excluded Wanddickensprünge as well as gaps in the weld root can also lead to shape notches, which also increase the voltage, as well as microstructure notches that result from the combination of different materials of the module and the welding filler. This means that there is an increased risk of cracking at the weld ends.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Plattenwärmetauscher, der mehrere Module umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Plattenwärmetauschers zur Verfügung zu stellen, die eine lange Lebensdauer des Plattenwärmetauschers mit effizienter und kostengünstiger Herstellung verbinden.The invention is therefore an object of the invention to provide a plate heat exchanger comprising a plurality of modules, as well as a method for producing this plate heat exchanger, which combine a long life of the plate heat exchanger with efficient and cost-effective production.
Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 sowie durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Plattenwärmetauschers nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers sind in den Unteransprüchen 2–8 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Plattenwärmetauschers sind in den Unteransprüchen 10 und 11 angegeben.This object is achieved by the plate heat exchanger according to the invention according to
Der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher umfasst wenigstens ein erstes und wenigstens ein zweites Wärmetauschermodul sowie mindestens eine Verbindungseinheit, wobei die Verbindungseinheit ein erstes Winkelelement am ersten Wärmetauschermodul und ein zweites Winkelelement am zweiten Wärmetauschermodul umfasst und die beiden Winkelelemente form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind, sodass einem jeden der damit verbundenen Wärmetauschermodule zumindest der translatorische Freiheitsgrad in der Koordinatenrichtung genommen ist, in der das jeweils andere Wärmetauschermodul angeordnet ist. Das heißt, dass sich ein jedes Wärmetauschermodul in Richtung der Reihenanordnung weder vom anderen Wärmetauschermodul weg bewegen kann, noch auf das andere Wärmetauschermodul zu bewegen kann. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Winkelelemente am jeweiligen Wärmetauschermodul mittels Lochschweißung oder Lochlötung befestigt sind.The plate heat exchanger according to the invention comprises at least a first and at least a second heat exchanger module and at least one connection unit, wherein the connection unit comprises a first angle element on the first heat exchanger module and a second angle element on the second heat exchanger module and the two angle elements are positively and / or non-positively connected, so that a each of the associated heat exchanger modules at least the translational degree of freedom is taken in the coordinate direction in which the respective other heat exchanger module is arranged. That is, each heat exchanger module in the direction of the array can neither move away from the other heat exchanger module nor move toward the other heat exchanger module. It is inventively provided that the angle elements are fastened to the respective heat exchanger module by means of hole welding or Lochlötung.
Durch die Verbindungseinrichtung zwischen den Wärmetauschermodulen ist es möglich, eine feste mechanische Verbindung zwischen den Modulen herzustellen, sodass zwischen den Modulen wirkende Kräfte oder Momente nicht mehr alleine über die Schweißnaht an den Außenflächen der Module übertragen werden müssen. Der Anteil der Belastungskräfte bzw. -momente, der durch die Verbindungseinrichtung übertragen wird, verringern den Anteil an Belastungen, der von der Modulschweißnaht zu ertragen ist. Dadurch lassen sich Spannungsspitzen an den Modulschweißnahtenden und somit die Gefahr der Rissbildung verringern.By the connection means between the heat exchanger modules, it is possible to establish a fixed mechanical connection between the modules, so that acting forces between the modules or moments no longer need to be transmitted alone through the weld on the outer surfaces of the modules. The proportion of loading forces or moments transmitted by the connecting device reduces the amount of stress that must be borne by the module weld. As a result, voltage peaks at the modular weld seam ends and thus the risk of cracking can be reduced.
Durch die Lochlötung bzw. Lochschweißung wird die Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen einem jeweiligen Winkelelement und dem dazugehörigen Wärmetauschermodul im Wesentlichen in der Mitte des Winkelelementes ermöglicht, und somit auch in der Nähe der Einleitung von vom gegenüberliegenden Winkelelement aufgebrachten Schubkräften und/oder Biegemomenten. Weiterhin wird beim Lochschweißen bzw. Lochlöten relativ wenig Wärme in das Winkelelement eingebracht, sodass weniger wärmebedingter Verzug zu befürchten ist. Zudem wird Wärme nur punktuell eingebracht. Aufgrund der im Wesentlichen mittigen Anordnung der Lochschweißungs- bzw. Lochlötungspunkte im Winkelelement und der optimalen Verteilbarkeit der Lochschweißungs- bzw. Lochlötungspositionen am Winkelelement, ist auch nur ein geringer belastungsbedingter Verzug des Winkelelementes zu verzeichnen, da das zur Schweißung bzw. Lötung genutzte Loch im Wesentlichen im Bereich der größten biegebelastungsbedingten Verformung die mechanische Verbindung herstellt.By Lochlötung or hole welding, the production of a mechanical connection between a respective angle element and the associated heat exchanger module is made possible substantially in the middle of the angle element, and thus also in the vicinity of the introduction of opposing angle element applied shear forces and / or bending moments. Furthermore, relatively little heat is introduced into the angle element in the hole welding or soldering, so that less heat-induced distortion is to be feared. In addition, heat is introduced only selectively. Due to the substantially central arrangement of the Lochschweißungs- or Lochlötungspunkte in the angle element and the optimal distributability of Lochschweißungs- or Lochlötungspositionen on the angle element, only a slight stress-induced distortion of the angle element is recorded, since the used for welding or soldering hole substantially produces the mechanical connection in the area of the greatest bending-induced deformation.
Daraus folgt, dass die in einer jeweiligen Verbindungseinheit zu kombinierenden Winkelelemente mit sehr geringen Toleranzen hergestellt und positioniert werden können, wodurch eine optimale Kraft- bzw. Momentübertragung zwischen den Modulen über die Verbindungseinheit realisierbar ist. Dies wiederum bedeutet, dass der Kraft- bzw. Momentanteil, der von der Verbindungseinrichtung übertragbar ist, wesentlich größer sein kann als der Kraft- bzw. Momentanteil, der von der Modul-Verbindungsschweißnaht aufgenommen werden muss. Dadurch lässt sich die Gefahr der Rissbildung an der Modulschweißnaht eklatant verringern.It follows that the angle elements to be combined in a respective connection unit can be manufactured and positioned with very small tolerances, whereby an optimal force or torque transmission between the modules via the connection unit can be realized. This in turn means that the force or torque component which can be transmitted by the connecting device can be substantially larger than the force or torque component that has to be absorbed by the module connecting weld seam. This can blatantly reduce the risk of crack formation on the module weld.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers weist dieser mehrere Verbindungseinheiten zwischen dem ersten Wärmetauschermodul und dem zweiten Wärmetauschermodul auf, wobei die Winkelelemente der Verbindungseinheiten jeweils einen Winkelschenkel aufweisen, der in einem Abstand zur Oberfläche des Wärmetauschermoduls, an dem das jeweilige Winkelelement angeordnet ist, verläuft, und die Winkelschenkel der Winkelelemente an einem Wärmetauschermodul in einer Richtung ausgerichtet sind. Ein derartiger Winkelschenkel kann zum Beispiel ein Schenkel eines typischen L-Profils, in dessen Form das Winkelelement ausgebildet sein kann, sein.In a preferred embodiment of the plate heat exchanger according to the invention, this has a plurality of connection units between the first heat exchanger module and the second heat exchanger module, wherein the angle elements of the connecting units each have an angle leg which is at a distance from the surface of the heat exchanger module, on which the respective angle element is arranged, and the angle legs of the angle members on a heat exchanger module are aligned in one direction. Such an angle leg may be, for example, a leg of a typical L-profile, in the form of which the angle element can be formed.
Vorzugsweise verläuft ein derartiger Winkelschenkel parallel zur Oberfläche des Wärmetauschermoduls, an welchem das jeweilige Winkelelement angeordnet ist. Die Winkelschenkel der an einem Wärmetauschermodul angeordneten Verbindungseinheiten weisen alle in eine Laufrichtung einer Koordinatenachse. In alternativer Ausgestaltung zeigen die Winkelschenkel der Verbindungselemente an einem Wärmetauschermodul in entgegengesetzte Laufrichtungen einer Koordinatenachse, wobei sie einander zu- oder abgewandt sein können. In einer Anordnung, in der die Winkelschenkel zueinander weisen, wird eine T-Nut oder – bei winkligem Verlauf der Winkelschenkel – ein Schwalbenschwanzprofil ausgebildet.Preferably, such an angle leg is parallel to the surface of the heat exchanger module, on which the respective angle element is arranged. The angle legs of the connection units arranged on a heat exchanger module all point in a running direction of a coordinate axis. In an alternative embodiment, the angle legs of the connecting elements on a heat exchanger module in opposite directions of a coordinate axis, where they may be facing or facing each other. In an arrangement in which the angle legs face each other, a T-slot or - at an angular course of the angle leg - a dovetail profile is formed.
Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht auf die Anordnung von L-förmigen Winkelelementen eingeschränkt, sondern die Winkelelemente können alternativ auch mit U-förmigem Querschnitt realisiert sein, so wie in der
Bei der bevorzugten Ausrichtung der Winkelschenkel in einer Richtung lässt sich der Winkelschenkel des zweiten Winkelelementes zwischen das erste Wärmetauschermodul und den Winkelschenkel des ersten Winkelelementes in der Richtung der Längserstreckung der vorzugsweise schienenartig ausgestalteten Winkelelemente und somit senkrecht zur Erstreckung der Winkelschenkel am Winkelelement einschieben, und/oder gleichzeitig parallel zur Richtung der Erstreckung der Winkelschenkel einschieben.In the preferred orientation of the angle leg in one direction, the angle leg of the second angle element between the first heat exchanger module and the angle leg of the first angle element in the direction of the longitudinal extension of the preferably rail-like angle elements and thus can be inserted perpendicular to the extension of the angle leg on the angle element, and / or at the same time parallel to the direction of extension of the angle legs insert.
Wie erwähnt, ist eine mögliche Anordnung der Winkelschenkel der Winkelelemente derart ausgeführt, dass die Winkelschenkel der Winkelelemente im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des jeweiligen Wärmetauschermoduls verlaufen, an dem das Winkelelement angeordnet ist. Vorzugsweise verlaufen die Winkelschenkel genau parallel zu der Oberfläche des Wärmetauschermoduls.As mentioned, a possible arrangement of the angle legs of the angle elements is designed such that the angle legs of the angle elements extend substantially parallel to the surface of the respective heat exchanger module, on which the angle element is arranged. Preferably, the angle legs are exactly parallel to the surface of the heat exchanger module.
Zur Sicherstellung der Kraftübertragung zwischen den Winkelschenkeln einer Verbindungseinheit ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Abstand eines Winkelschenkels des ersten Winkelelementes zur Oberfläche des ersten Wärmetauschermoduls, an dem das erste Winkelelement angeordnet ist, so groß ist wie die Dicke eines Winkelschenkels des zweiten Winkelelementes derselben Verbindungseinheit, und dass der Winkelschenkel des zweiten Winkelelementes zwischen den Winkelschenkel des ersten Winkelelementes und das erste Wärmetauschermodul geschoben ist. Der Abstand eines Winkelschenkels des zweiten Winkelelementes zur Oberfläche des zweiten Wärmetauschermoduls, an dem das zweite Winkelelement angeordnet ist, ist so groß ist wie die Dicke eines Winkelschenkels des ersten Winkelelementes derselben Verbindungseinheit, wobei der Winkelschenkel des ersten Winkelelementes zwischen den Winkelschenkel des zweiten Winkelelementes und das zweite Wärmetauschermodul geschoben ist. Derart ergänzen die Zwischenräume zwischen den Winkelschenkeln und den jeweiligen Oberflächen der Wärmetauschermodule sowie die Schenkel der dazugehörigen gegenüberliegenden Winkelelemente einander formmäßig komplementär. Insbesondere dadurch wird ermöglicht, dass eine Druckkraft von einem Modul auf das benachbarte Modul über die Verbindungseinheit spielfrei übertragen werden kann.To ensure the power transmission between the angle legs of a connection unit is preferably provided that the distance of an angle leg of the first angle element to the surface of the first heat exchanger module, on which the first angle element is arranged, is as large as the thickness of an angle leg of the second angle element of the same connection unit, and the angle leg of the second angle element is pushed between the angle legs of the first angle element and the first heat exchanger module. The distance of an angle leg of the second angle element to the surface of the second heat exchanger module, on which the second angle element is arranged, is as large as the thickness of an angle leg of the first angle element of the same connection unit, wherein the angle leg of the first angle element between the angle leg of the second angle element and the second heat exchanger module is pushed. Thus, the spaces between the angle legs and the respective surfaces of the heat exchanger modules and the legs of the associated opposite angle elements complement each other in terms of shape complementary. Especially by doing so allows a compressive force can be transmitted from one module to the adjacent module via the connection unit without play.
Vorteilhafterweise sind dabei die Winkelschenkel sowie die Abstände eines jeweiligen Winkelschenkels zur Oberfläche des Wärmetauschermoduls, an dem das jeweilige Winkelelement angeordnet ist, flach ausgeführt, so dass der Zwischenraum bzw. Spalt zwischen den Wärmetauschermodulen gering dimensioniert ist. Vorzugsweise sollte die Dicke eines Winkelschenkels maximal die Hälfte, besonders bevorzugt maximal ein Drittel der Winkelschenkellänge betragen.Advantageously, while the angle leg and the distances of a respective angle leg to the surface of the heat exchanger module, on which the respective angle element is arranged, made flat, so that the gap or gap between the heat exchanger modules is dimensioned small. Preferably, the thickness of an angle leg should be at most half, more preferably at most one third of the angle leg length.
Abweichend vom parallelen Verlauf der Winkelschenkel zur Oberfläche der Wärmetauschermodule können die Winkelschenkel der Winkelelemente, die zusammen eine Verbindungseinheit ausbilden, jeweils in einem Winkel von 10–45° zur Oberfläche des Wärmetauschermoduls, an dem das jeweilige Winkelelement angeordnet ist, verlaufen, wobei sie zueinander im Wesentlichen und vorzugsweise genau parallel verlaufen. Auch in dieser Ausführungsform werden die Winkelschenkel in den Zwischenräumen der gegenüberliegenden Winkelelemente, mit denen sie jeweils eine Verbindungseinheit ausbilden, angeordnet.Deviating from the parallel course of the angle leg to the surface of the heat exchanger modules, the angle legs of the angle elements, which together form a connection unit, respectively at an angle of 10-45 ° to the surface of the heat exchanger module, on which the respective angle element is arranged extend, wherein they are in the Substantially and preferably run exactly parallel. Also in this embodiment, the angle legs are arranged in the interstices of the opposite angle elements with which they each form a connection unit.
In günstiger Ausführungsform weist der Winkelschenkel wenigstens eines Winkelelementes einer Verbindungseinheit an seinem Schenkelende an der Seite, die dem mit dem Winkelelement mittels Lochschweißung oder Lochlötung verbundenen Wärmetauschermodul zugewandt ist, eine konvexe Rundung auf. Diese konvexe Rundung macht sich insbesondere dann vorteilhaft bemerkbar, wenn die einer Verbindungseinheit zugehörigen Winkelelemente nicht nur ineinander geschoben werden, sondern in einer kombinatorischen Bewegung aus Rotation und Translation ineinander bewegt werden. Der Radius der konvexen Rundung sollte vorzugsweise das 0,3...0,8-fache der Dicke des Winkelschenkels, an dem die konvexe Rundung angeordnet ist, betragen.In a favorable embodiment, the angle leg of at least one angle element of a connection unit at its leg end on the side facing the heat exchanger module connected to the angle element by means of hole welding or hole soldering, a convex curve on. This convex curvature is particularly advantageous if the connecting elements of an associated angle elements are not only pushed into each other, but in a combinatorial movement of rotation and translation are moved into each other. The radius of the convex curve should preferably be 0.3 to 0.8 times the thickness of the angle leg on which the convex curve is arranged.
In weiterer vorteilhafter Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein Winkelelement einer Verbindungseinheit einen Winkelsteg aufweist, welcher mittels Lochschweißung oder Lochlötung mit einem Wärmetauschermodul verbunden ist, wobei an den Winkelsteg der jeweilige Winkelschenkel angeschlossen ist und der von Winkelschenkel und Winkelsteg eingeschlossene Bereich eine konkave Rundung zwischen Winkelschenkel und Winkelsteg aufweist. Mit dieser konkaven Rundung lässt sich im Bereich des Winkelfußes bzw. Winkelsteges eine komplementäre Form zur Abrundung des Winkelschenkels des eingreifenden Winkelelementes erzielen, und somit ebenfalls eine sichere Kraft- bzw. Momentübertragung gewährleisten. Auch hier sollte der Radius der konkaven Rundung das 0,3...0,8-fache der Dicke des Winkelschenkels dieses Winkelelementes, welches die konkave Rundung aufweist, betragen.In a further advantageous embodiment, it is provided that at least one angle element of a connection unit has an angled web, which is connected by means of plug welding or Lochlötung with a heat exchanger module, wherein the respective angle leg is connected to the Winkelsteg and enclosed by angle leg and Winkelsteg area a concave rounding between angle leg and Winkelsteg has. With this concave rounding, a complementary shape for rounding the angle leg of the engaging angle element can be achieved in the area of the angle foot or angular web, and thus likewise ensure a secure transmission of force or moment. Again, the radius of the concave curve should be 0.3 ... 0.8 times the thickness of the angle leg of this angle element, which has the concave curve.
Um Wärmeverluste zu vermeiden sowie um die insgesamte Stabilität bzw. Festigkeit des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers zu erhöhen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Wärmetauschermodule zumindest partiell mittels eines Deckbleches äußerlich verkleidet sind, wobei Deckbleche benachbarter Wärmetauschermodule miteinander verschweißt oder verlötet sind.In order to avoid heat losses and to increase the overall stability or strength of the plate heat exchanger according to the invention, it is preferably provided that the heat exchanger modules are externally clad at least partially by means of a cover plate, wherein cover plates of adjacent heat exchanger modules are welded or soldered together.
Es wird somit ein Plattenwärmetauscher zur Verfügung gestellt, der in einfacher und zuverlässiger Weise eine sichere Kraft- bzw. Momentübertragung zwischen einzelnen Wärmetauschermodulen ermöglicht, ohne dass dabei eine Schweißnaht an der Außenhaut der miteinander verbundenen Module überlastet wird.Thus, there is provided a plate heat exchanger which enables reliable force or torque transmission between individual heat exchanger modules in a simple and reliable manner, without overloading a weld seam on the outer skin of the interconnected modules.
Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers zur Verfügung gestellt, bei dem an die Wärmetauschermodule des Plattenwärmetauschers die Winkelelemente der Verbindungseinheit am jeweiligen Wärmetauschermodul mittels Lochschweißung oder Lochlötung befestigt werden, und die Wärmetauschermodule mittels form- und/oder kraftschlüssiger Verbindung der beiden Winkelelemente der Verbindungseinheit verbunden werden.To solve the problem, a method for producing a heat exchanger is also provided, are attached to the heat exchanger modules of the plate heat exchanger, the angle elements of the connection unit on the respective heat exchanger module by plug welding or Lochlötung, and the heat exchanger modules by means of positive and / or non-positive connection of the two Angle elements of the connection unit can be connected.
Dabei können nach Befestigung der Winkelelemente der Verbindungseinheit am jeweiligen Wärmetauschermodul die beiden Wärmetauschermodule zueinander derart positioniert werden, dass die Winkelschenkel der Winkelelemente der Verbindungseinheit parallel zueinander verlaufen, und die Wärmetauschermodule dann translatorisch relativ zueinander verschoben werden, sodass sich der Winkelschenkel des ersten Winkelelementes in den Zwischenraum zwischen dem Winkelschenkel des zweiten Winkelelementes und dem zweiten Wärmetauschermodul bewegt.In this case, after fixing the angle elements of the connection unit on the respective heat exchanger module, the two heat exchanger modules are positioned to each other such that the angle legs of the angle elements of the connection unit parallel to each other, and the heat exchanger modules are then translationally displaced relative to each other, so that the angle leg of the first angle element in the space moved between the angle leg of the second angle element and the second heat exchanger module.
In alternativer Ausführung des Herstellungsverfahrens ist vorgesehen, dass nach Befestigung der Winkelelemente der Verbindungseinheit am jeweiligen Wärmetauschermodul die beiden Wärmetauschermodule derart zueinander positioniert werden, dass die Winkelschenkel der Winkelelemente der Verbindungseinheit winklig zueinander verlaufen, wobei der Winkel bis zu 25° groß sein kann, vorzugsweise jedoch kleiner gewählt sein sollte. Die Wärmetauschermodule werden dann translatorisch und rotatorisch relativ zueinander bewegt, sodass sich der Winkelschenkel des ersten Winkelelementes in den Zwischenraum zwischen dem Winkelschenkel des zweiten Winkelelementes und dem zweiten Wärmetauschermodul bewegt. Eine solche Bewegung ist insbesondere dann ausführbar, wenn wenigstens ein Winkelschenkel eines Winkelelementes der Verbindungseinheit die konvexe Rundung aufweist.In an alternative embodiment of the production method, it is provided that after fastening the angle elements of the connection unit to the respective heat exchanger module, the two heat exchanger modules are positioned relative to one another such that the angle legs of the angle elements of the connection unit run at an angle to each other, wherein the angle can be up to 25 °, but preferably should be chosen smaller. The heat exchanger modules are then moved translationally and rotationally relative to each other so that the angle leg of the first angle element moves into the space between the angle leg of the second angle element and the second heat exchanger module. Such a movement can be carried out in particular if at least one angle limb of an angle element of the connection unit has the convex curvature.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention will be explained below with reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings.
Es zeigtIt shows
Auf die
In
In
Der Radius r der konvexen Rundung
Insbesondere bei relativ flach ausgeführten Winkelelementen ermöglicht die konvexe Rundung
In den
In
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2645038 A1 [0010, 0020] EP 2645038 A1 [0010, 0020]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- „The standards of the brazed aluminium platefin heat exchanger manufactures association” ALPEMA report (2000) [0003] ALPEMA report (2000) [0003] "The standards of the brazed aluminum plate heat exchanger manufactures association"
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