CH644945A5 - Waermetauscher. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH Wärmetauscher mit einem rechteckigen Tauscherpaket, das aus einer Mehrzahl von einzelnen, voneinander distanzierten folienartigen Platten besteht, welche dreieckförmige Eckausklinkungen aufweisen und paarweise an zwei gegenüberliegenden Plattenrändern, zur Bildung von abwechselnd sich kreuzenden Durchflusskanälen zwischen den Platten, an den zwischen den Eckausklinkungen verlaufenden Randstreifen dicht miteinander verbunden sind, und mit einem das Tauscherpaket umgebenden Rahmengehäuse, das aus zwei neben den äusseren Platten des Tauscherpaketes liegenden Deckeln und vier die Deckel an ihren Ecken verbindenden Streben besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Randstreifen (7) jeweils zweier benachbarter Platten (2) des Tauscherpaketes (1) flächig aufeinander liegen und durch eine wenigstens einmalige Umfaltung (8) mechanisch miteinander verbunden sind, dass die Streben (5) des Rahmengehäuses auf ihrer der Kante des Tauscherpaketes zugewendeten Seite eine dreieckförmige Aussparung (9) aufweisen, in die die Paketkante mit den Eckausklinkungen (6) der Platten hineinragt und deren Tiefe grösser ist als die Tiefe der Eckausklinkungen, und dass die Aussparungen (9) an den Streben bis über die Eckausklinkungen (6) mit einer Dichtfüllung (10) aus einem Giessharz ausgefüllt sind.

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem rechteckigen Tauscherpaket, das aus einer Mehrzahl von einzelnen, voneinander distanzierten folienartigen Platten besteht, welche dreieckförmige Eckausklinkungen aufweisen und paarweise an zwei gegenüberliegenden Plattenrändern, zur Bildung von abwechselnd sich kreuzenden Durchflusskanälen zwischen den Platten, an den zwischen den Eckausklinkungen verlaufenden Randstreifen dicht miteinander verbunden sind, und mit einem das Tauscherpaket umgebenden Rahmengehäuse, das aus zwei neben den äusseren Platten des Tauscherpaketes liegenden Deckeln und vier die Deckel an ihren Ecken verbindenden Streben besteht.

Bei dem Plattenwärmetauscher der DE-OS 25 21 351 und 25 33 490 besteht das Kreuzstrom-Tauscherpaket aus einem einzigen, in besonderer Weise zugeschnittenen und gefalteten dünnwandigen Band, beispielsweise Aluminiumfolie, wobei jeweils zwei benachbarte Platten an einem Plattenrand durch eine gemeinsame Faltkante zusammenhängen und verbunden sind und an dem gegenüberliegenden Plattenrand einander zugekrümmt und entlang ihrer Berührungslinie durch eine Klebeverbindung dicht miteinander verbunden sind. Hierbei hat sich die Schwierigkeit ergeben, die Plattenränder derart miteinander zu verkleben, dass die nur durch die Klebeverbindung zusammengehaltenen Plattenränder nicht auseinander gehen können und keine Undichtheiten der Durchströmungskanäle des Tauscherpakets eintreten können. Es hat sich als verhältnismässig aufwendig gezeigt, das Band derart zuzuschneiden und zu falten, dass die Platten einen Abstand voneinander aufweisen und hierbei die in einer Plattenecke zusammenlaufenden Ränder einer Platte zur Bildung der gemeinsamen Faltkante mit der einen benachbarten Platte und zur Bildung der Klebeverbindung mit der anderen benachbarten Platte nach entgegengesetzten Seiten gebördelt sind. Bei dieser Faltung des Bandes entstehen an den Kanten des Tauscherpakets dreieckförmige Ausklinkungen. Um die sich kreuzenden Durchflusskanäle an der Paketkante gegeneinander abzudichten, sind an der der Paketkante zugewendeten Seite der Streben des Rahmengehäuses dreieckförmige Dichtungsstreifen aus einem elastischen Material angeordnet, die abdichtend in die Ausklinkungen eingreifen. Es hat sich als schwierig gezeigt, beispielsweise bei extremen Temperatureinwirkungen oder bei aggressiven Medien eine dauernd elastische und einwandfrei abdichtende Wirkung der Dichtungsstreifen zu erhalten. Ein anderer Wärmetauscher der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der US-PS 1 635 838 be-5 kannt, bei dem das Tauscherpaket aus einzelnen aufeinander gestapelten Platten besteht. Die Platten besitzen an ihren Ecken dreieckförmige Eckausklinkungen, so dass zwischen den Eckausklinkungen verlaufende Randstreifen der Platten entstehen, die in abwechselnder Folge abgebogen und paar-io weise einander zugekrümmt sind und sich an den Rändern berühren. Bei diesem Wärmetauscher werden die Platten durch eine Mehrzahl von das Tauscherpaket durchdringenden Spannschrauben zusammengespannt, um die einander zugekrümmten Plattenränder zusammenzuhalten und zusammen-15 zudrücken, und ist ein Verschweissen der sich berührenden Plattenränder erforderlich, um eine einwandfreie Dichtheit der Durchstrômungskanâlé zu erhalten. Die Streben des Rahmengehäuses haben einen etwa rechteckigen Querschnitt und ragen mit einer Kante ihres Profilquerschnittes in die Eckaus-20 klinkungen der Platten hinein. Um die sich kreuzenden Durchströmungskanäle an den Paketkanten dicht voneinander zu trennen, ist ein dichtes Einschweissen der Profilkante der Streben in den Eckaussparungen der Platten erforderlich. Die Herstellung dieses Wärmetauschers ist auch umständlich 25 und aufwendig.

Die Erfindung schafft einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art, dessen Herstellung einfacher und billiger ist und bei dem dennoch die Abdichtung der Durchflusskanäle des Tauscherpakets entlang den Plattenrändern sowie entlang 30 den Paketkanten bzw. Rahmengehäusestreben stabil, zuverlässig und dauerhaft ist. Die erfmdungsgemässe Ausbildung des Wärmetauschers besteht darin, dass die zu verbindenden Randstreifen jeweils zweier benachbarter Platten des Tauscherpaketes flächig aufeinander liegen und durch eine wenig-35 stens einmalige Umfaltung mechanisch miteinander verbunden sind, dass die Streben des Rahmengehäuses auf ihrer der Kante des Tauscherpaketes zugewendeten Seite eine dreieckförmige Aussparung aufweisen, in die die Paketkante mit den Eckausklinkungen der Platten hineinragt und deren Tiefe 40 grösser ist als die Tiefe der Eckausklinkungen, und dass die Aussparungen an den Streben bis über die Eckausklinkungen mit einer Dichtfüllung aus einem Giessharz ausgefüllt sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen 45 Figur 1 einen Teil des Tauscherpakets in perspektivischer Darstellung,

Figur 2 die Randstreifenverbindung zweier Platten im Querschnitt,

Figur 3 einen parallel zu den Platten verlaufenden Schnitt so durch einen Teil des Tauscherpaketes und des Rahmengehäuses.

Das rechteckige Tauscherpaket 1 des Wärmetauschers besteht aus mehreren einzelnen, aufeinander gestapelten Platten 2, von denen in Figur 1 drei Platten dargestellt sind. Die Plat-55 ten 2 sind aus einem dünnwandigen Material ausgestanzt, beispielsweise aus einer Aluminiumfoüe. Die Platten 2 besitzen eingedrückte Distanzrippen 3, die die Platten in einem gewünschten Abstand voneinander halten. Das Tauscherpaket 1 ist von einem Rahmengehäuse umgeben, das aus zwei neben 60 den beiden äusseren Platten des Tauscherpaketes liegenden Deckeln 4 und vier die Deckel an ihren Ecken verbindenden Streben 5 besteht. Die Platten 2 sind an ihren Ecken mit drei-eckförmigen Eckausklinkungen 6 versehen. Dadurch entstehen zwischen den Eckausklinkungen 6 verlaufende Randes streifen 7 der Platten 2 und können die beiden jeweils in einer Eckausklinkung zusammenlaufenden Randstreifen einer Platte nach entgegengesetzten Seiten umgebogen werden, wie ■ die Figur 1 erkennen lässt. Die Tiefe der Eckausklinkungen 6

ist unter Berücksichtigung des Plattenabstandes so gross bemessen, dass die einander zugekrümmten Randstreifen 7 zweier benachbarter Platten 2 sich nicht nur an ihren Rändern berühren, sondern, wie Figur 1 veranschaulicht, flächig aufeinander liegen und zusammen wenigstens einmal umgefaltet werden können. Durch diese Umfaltung 8, die sehr einfach mit einer Rollfaltmaschine hergestellt werden kann, werden die Platten an ihren Randstreifen mechanisch miteinander verbunden und dadurch sowohl fest als auch dicht zusammengehalten. Vorzugsweise werden die Randstreifen 7, wie Figur 2 zeigt, durch eine als Doppelfalz ausgebildete zweimalige Umfaltung miteinander verbunden, wodurch eine besonders hohe Festigkeit und einwandfreie Dichtheit der Platten-randverbindung erreicht wird. Die Platten 2 werden in abwechselnder Folge an gegenüberliegenden Plattenrändern bzw. Randstreifen miteinander verbunden, so dass in abwechselnder Folge sich kreuzende Durchflusskanäle eines Kreuz-strom-Tauscherpaketes entstehen. Die Streben 5 des Rahmengehäuses sind auf ihrer der Kante des Tauscherpaketes 1 zugewendeten Seite mit einer dreieckförmigen Aussparung 9 versehen. In die Aussparung 9 einer Strebe 5 ragt die gegenüberliegende Paketkante mit den Eckausklinkungen 6 der Platten 2 hinein. Die Tiefe der Aussparung 9 ist grösser bemessen als die Tiefe der Eckausklinkungen 6, wie Figur 3 zeigt. Die Aussparung 9 ist mit einer Dichtfüllung 10 aus einem Giessharz, vorzugsweise aus einem schnell härtenden Kunstharz-Giessmaterial, vergossen. Da die Tiefe der Aussparung 9 grösser ist als die Tiefe der Eckausklinkungen 6,

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kann die Aussparung 9 bis über die Eckausklinkungen 6 mit der Dichtfüllung 10 ausgefüllt werden. Dadurch wird die Paketkante absolut dicht an die Strebe 5 angeschlossen, so dass die in Figur 3 links von der Strebe 5 liegenden Öffnungen der 5 Durchflusskanäle für das eine Medium einwandfrei gegenüber den rechts von der Strebe 5 liegenden Öffnungen der Durchflusskanäle für das andere Medium abgetrennt und abgedichtet sind. Das Vergiessen der Aussparungen 9 mit der Giessharz-Dichtfüllung 10 erfolgt bei der Herstellung des io Wärmetauschers vorzugsweise derart, dass bei der in Figur 3 dargestellten Schrägstellung des Tauscherpaketes das schnell härtende Giessharz von oben her, wie in Figur 3 mit den Pfeilen 11 angedeutet, in diejenigen Zwischenräume zwischen den Platten 2 eingegossen wird, die in Figur 3 nach links unten 15 und nach rechts unten durch die Umfaltungen 8 der Randstreifen verschlossen sind. Das Giessharz läuft an den Eckausklinkungen 6 aus diesen Zwischenräumen aus und füllt die Aussparung 9 bis über die Eckausklinkungen 6. Beim Ein-giessen des Giessharzes von oben her in diese Zwischenräume 20 fliesst das Giessharz an der Innenseite der Umfaltungen 8 entlang, so dass auf diese Weise gleichzeitig auch der Spalt zwischen den einzelnen Platten 2 auf der Innenseite der Faltstelle mit dem schnell härtenden Giessharz vergossen wird, wie in Figur 2 mit der Ziffer 12 dargestellt ist. Dies ist von grossem 25 Vorteil, da hierdurch zwischen den Platten 2 an den Umfaltungen 8 keine Kapillarspalten verbleiben, an denen bei aggressiven Medien Korrosionserscheinungen auftreten könnten.

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1 Blatt Zeichnungen