Die vorliegende Erfindung betrifft einen aus Platten aufgebauten Wärmetauscher gemäss dem ersten Teil des Anspruches 1. Ein derartiger Wärmetauscher ist nach der FR-A 2449261 bekannt.
Die Platten eines solchen Wärmetauschers bestehen aus einem möglichst dünnen und gut wärmeleitenden Blechmaterial. Die geringe Dicke des Blechmaterials ist nicht nur aus Kosten- und Gewichtsgründen wichtig, sondern vor allem zur Erzielung eines möglichst niedrigen Wärmedurchgangswiderstandes durch die Platten und damit eines guten Wärmeaustausches zwischen den den Wärmetauscher durchströmenden Medien. Die mechanische Stabilität der Platten ist daher sehr gering. Deshalb ist es wichtig, dass durch die Falzverbindung zwischen aufeinanderzugebogenen Randabschnitten benachbarter Platten zu einem Doppelrandabschnitt einerseits eine möglichst gute Versteifung erzielt wird, andererseits jedoch die Anströmquerschnitte zwischen den Blechen durch die Falzverbindung nicht nachteilig beeinflusst werden. Bei dem nach der FR-A 2449261 bekannten Wärmetauscher liegen die abgebogenen Teile der Falzverbindung auf einer Seite des Doppelrandabschnittes in zwei Lagen übereinander.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die abdichtende Verbindung zwischen benachbarten Platten derart ausgebildet ist, dass die mechanische Stabilität der Plattenanordnung sowie die Masshaltigkeit und Gleichmässigkeit der Anströmöffnung möglichst gross sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Wärmetauscher gemäss dem ersten Teil des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen genannt.
Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 zeigt einen kleinen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher gemäss der Erfindung. In horizontaler Richtung in Fig. 1 sind die Platten in Wirklichkeit wesentlich länger als in der Figur dargestellt, was durch die Bruchlinien a angedeutet ist. In senkrechter Richtung sind nur wenige Platten 1a bis 1f der in Wirklichkeit sehr grossen (beispielsweise 200 und mehr) Anzahl von Platten dargestellt. Die Platten 1 a-f bestehen aus dünnen Blechen aus gut wärmeleitendem Material. Die Platten sind übereinander gestapelt und haben vorzugsweise einen quadratischen Zuschnitt. In den Platten sind Vorsprünge 2 eingeprägt, die zum Teil nach der einen und zum Teil nach der anderen Seite aus der Platte hervorstehen und die abwechselnd von Platte zu Platte derart angeordnet sind, dass die Platten durch aneinanderstossende Vorsprünge auf einen gegenseitigen Abstand gehalten werden, dessen Höhe gleich der doppelten Höhe der Vorsprünge 2 ist. Zugleich sind die Vorsprünge so angeordnet, dass sich zwischen je zwei benachbarten Platten durchgehende parallele Strömungswege ausbilden, die abwechselnd zwischen je zwei Platten in einer ersten Durchströmrichtung S1 und in einer dazu senkrechten zweiten Durchströmrichtung S2 (senkrecht zur Zeichenebene) gerichtet sind. Das eine am Wärmetausch beteiligte Medium durchströmt den Wärmetauscher in Richtung S1 und das andere in Richtung S2.
Zur seitlichen Abdichtung der Strömungskanäle müssen die benachbarten Platten an je zwei gegenüberliegenden Seiten 3a und 3b bzw. 3c und 3d (Fig. 3) dichtend miteinander verbunden werden, was durch die Falzverbindung 5 geschieht.
Die erfindungsgemässe Ausbildung dieser Falzverbindung ist am besten aus Fig. 2 ersichtlich, die den Ausschnitt T in Fig. 1 vergrössert darstellt. Die Randabschnitte 4 der beiden Platten 1b und 1c sind aufeinander zugebogen, bis sie dicht aneinanderliegen und einen Doppelrandabschnitt 6 bilden. Dieser Doppelrandabschnitt ist zu einer abdichtenden Falzverbindung zusammengefasst, wobei auf beiden Seiten des inneren Teils 7 des Doppelrandabschnittes die abgebogenen Teile 11-14 des Doppelrandabschnittes wenigstens über einen Teil der Breite B der Falzverbindung in je zwei Lagen 11, 12 bzw. 13, 14 vorhanden sind. In Pfeilrichtung g gesehen, ist der Doppelrandabschnitt 6 mit seinem Teil 7 zunächst zur Aussenseite des Wärmetauschers geführt und dann um 180° abgebogen, so dass der Teil 11 am inneren Teil 7 anliegt. Der Doppelrandabschnitt ist dann um 180° nach aussen abgebogen (Teil 12) und über die erste Biegestelle 15 hinweg zur anderen Seite (Teil 13 und 14) des inneren Teils 7 des Doppelrandabschnittes abgebogen, wobei das Endteil 14 des Doppelrandabschnittes nach innen um 180° eingeschlagen ist. In Fig.2 sind die Teile 11-14 mit seitlichen Abständen voneinander dargestellt. Dies dient nur der besseren Erkennbarkeit des Aufbaus. Es versteht sich, dass die Teile in Wirklichkeit dicht aneinander liegen. Auf diese Weise wird eine Falzverbindung geschaffen, deren Dicke D gleich der zehnfachen Materialstärke der Platten ist. Die Falzverbindung zeichnet sich durch hohe Dichtigkeit und hohe Steifigkeit aus, was erheblich zur mechanischen Stabilität des gesamten Wärmetauschers beiträgt. Die Falzverbindung liegt symmetrisch zu den beiden ihr benachbarten Strömungskanälen und sorgt für mechanisch stabile Ein- und Ausströmkanten für die Strömungskanäle.
Eine andere Möglichkeit der Ausbildung der Falzverbindung besteht darin, dass das Endteil 14 um 180° nach aussen eingeschlagen ist, so dass das Teil 13 unmittelbar am inneren Teil 7 anliegt.
Die Platten des Wärmetauschers können so ausgebildet sein, dass die oberste Platte 1a und die entsprechend ausgebildete (nicht dargestellte) unterste Platte mit je einer seitlichen Stützplatte 20 einen Strömungskanal 21 von halber Höhe der Strömungskanäle zwischen den übrigen Platten bilden. In diesem Falle stehen für die seitliche Verbindung nicht zwei zu einem Falz verbindbare Randabschnitte zur Verfügung.
Gemäss der Erfindung wird daher der Randabschnitt 4 der genannten beiden Endplatten über die seitliche Kante der Stützplatte hinweggebogen und zwischen der Stützplatte 20 und einer Winkelschiene 22a, 22b, 22c bzw. 22d festgeklemmt, die Teil der Stützkonstruktion des Wärmetauschers ist. Diese Stützkonstruktion besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus je einer Stützplatte 20 am oberen und unteren Ende des Wärmetauschers, je vier Winkelschienen 22a-22b, die rahmenförmig an der Stützplatte 20 befestigt sind, zum Beispiel durch Nietverbindungen 23, und vier Winkelschienen 24a-24d, die an den vier Aussenkanten des Wärmetauschers senkrecht zu den Plattenebenen angeordnet sind. Diese Eckwinkelschienen sind einerseits mit den Winkelschienen 22a-d verbunden, zum Beispiel durch Nieten 25, Schrauben oder Kleben, und andererseits sind sie mittels einer Dichtungsmasse mit den Eckbereichen der Platten verbunden, wodurch zugleich eine Verbindung zwischen den für die beiden Strömungsmedien bestimmten Strömungskanäle über die Eckbereiche der Platten verhindert wird.