Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einer Wärmeübertragervorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
[0002] Es sind Plattenwärmeübertrager bekannt, welche eine Vielzahl von Wärmeübertragerplatten
umfassen, wobei zumindest zwei voneinander verschiedene Wärmeübertragerplatten jeweils
zumindest ein Ausrichtungselement aufweisen und zumindest zwei Ausrichtungselemente
in einem montierten Zustand ineinandergreifen, um eine Ausrichtung der zwei Wärmeübertragerplatten
relativ zueinander festzulegen.
Offenbarung der Erfindung
[0003] Die Erfindung geht aus von einer Wärmeübertragervorrichtung, insbesondere einer plattenförmigen
Wärmeübertragervorrichtung, mit zumindest einer ersten, insbesondere stapelbaren,
Wärmeübertragerplatte, welche zumindest ein erstes Ausrichtungselement umfasst, das
insbesondere an einem Randbereich der ersten Wärmeübertragerplatte angeordnet ist
und eine Seitenausnehmung der ersten Wärmeübertragerplatte zumindest teilweise, vorteilhaft
zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig begrenzt, mit zumindest
einer, von der ersten Wärmeübertragerplatte verschieden ausgebildeten, zweiten, insbesondere
stapelbaren, Wärmeübertragerplatte, welche zumindest ein zweites Ausrichtungselement
umfasst, das insbesondere an einem Randbereich der zweiten Wärmeübertragerplatte angeordnet
ist und eine Seitenausnehmung der zweiten Wärmeübertragerplatte zumindest teilweise,
vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig begrenzt
und, welche in einem montierten Zustand zu der ersten Wärmeübertragerplatte unmittelbar
benachbart angeordnet ist und/oder unmittelbar an die erste Wärmeübertragerplatte
angrenzt, und mit zumindest einer dritten, insbesondere stapelbaren, Wärmeübertragerplatte,
welche zumindest ein zu dem ersten Ausrichtungselement und/oder zu dem zweiten Ausrichtungselement
korrespondierendes, drittes Ausrichtungselement umfasst, welches vorteilhaft an einem
Randbereich der dritten Wärmeübertragerplatte angeordnet ist und vorzugsweise eine
Seitenausnehmung der dritten Wärmeübertragerplatte zumindest teilweise, vorteilhaft
zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, begrenzt.
[0004] Es wird vorgeschlagen, dass das erste Ausrichtungselement, das zweite Ausrichtungselement
und das dritte Ausrichtungselement dazu vorgesehen sind, im montierten Zustand zumindest
teilweise und vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil ineinanderzugreifen, insbesondere
um eine Position und/oder eine Ausrichtung der ersten Wärmeübertragerplatte, der zweiten
Wärmeübertragerplatte und der dritten Wärmeübertragerplatte relativ zueinander festzulegen.
Insbesondere ist das erste Ausrichtungselement dazu vorgesehen, das zweite und/oder
das dritte Ausrichtungselement zumindest teilweise und vorteilhaft zu wenigstens einem
Großteil zu umgreifen und/oder in das zweite und/oder das dritte Ausrichtungselement
zumindest teilweise und vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil einzugreifen. Insbesondere
ist das zweite Ausrichtungselement dazu vorgesehen, das erste und/oder das dritte
Ausrichtungselement zumindest teilweise und vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil
zu umgreifen und/oder in das erste und/oder das dritte Ausrichtungselement zumindest
teilweise und vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil einzugreifen. Insbesondere
ist das dritte Ausrichtungselement dazu vorgesehen, das erste und/oder das zweite
Ausrichtungselement zumindest teilweise und vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil
zu umgreifen und/oder in das erste und/oder das zweite Ausrichtungselement zumindest
teilweise und vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil einzugreifen. Unter dem Ausdruck
"zu wenigstens einem Großteil" soll insbesondere zumindest 60 %, vorteilhaft zumindest
70 %, vorzugsweise zumindest 80 % und besonders bevorzugt zumindest 90 % verstanden
werden.
[0005] Unter einer "Wärmeübertragervorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere
zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines, insbesondere plattenförmigen,
Wärmeübertragers, vorteilhaft eines Plattenwärmeübertragers, verstanden werden. Insbesondere
kann die Wärmeübertragervorrichtung auch den gesamten, insbesondere plattenförmigen,
Wärmeübertrager, vorteilhaft Plattenwärmeübertrager, umfassen. Insbesondere kann die
Wärmeübertragervorrichtung zumindest einen, vorteilhaft genau einen, Fluideinlass,
zumindest einen, vorteilhaft genau einen, Fluidauslass und/oder eine Vielzahl von,
insbesondere stapelbaren, Wärmeübertragerplatten umfassen, vorzugsweise zumindest
vier, vorteilhaft zumindest sechs und besonders bevorzugt zumindest acht Wärmeübertragerplatten.
Vorteilhaft ist die Wärmeübertragervorrichtung gehäusefrei ausgebildet. Unter einer
"Wärmeübertragerplatte" soll dabei insbesondere ein, insbesondere plattenförmiges,
Element verstanden werden, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, zumindest ein
Fluid, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, eine thermische Energie zumindest
teilweise, insbesondere mittelbar und/oder unmittelbar, an zumindest ein Objekt, vorteilhaft
mittelbar an zumindest ein weiteres Fluid, zu übertragen, zumindest teilweise zu leiten
und/oder zu führen. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder
ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion
vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte
Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder
ausführt. Vorteilhaft sind die Wärmeübertragerplatten zumindest teilweise, vorzugsweise
zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig rahmenlos ausgebildet.
Insbesondere weisen die Wärmeübertragerplatten jeweils zumindest eine, insbesondere
an zumindest einer Seitenkante, vorteilhaft an einer Quererstreckung, der jeweiligen
Wärmeübertragerplatte, vorteilhaft zentral, angeordnete, Seitenausnehmung auf, vorteilhaft
zur, insbesondere mittelbaren, Führung eines Führungsmittels und/oder eines Druckmittels.
Die Seitenausnehmungen können dabei insbesondere bei einer Betrachtung senkrecht zu
einer Haupterstreckungsebene der jeweiligen Wärmeübertragerplatte eine beliebige,
einem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Kontur und/oder Form aufweisen, wie beispielsweise
eckig, oval und/oder vorteilhaft halbkreisförmig. In diesem Zusammenhang soll unter
einer "Haupterstreckungsebene" eines Objekts insbesondere eine Ebene verstanden werden,
welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist,
welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch einen
Mittelpunkt, insbesondere einen geometrischen Mittelpunkt, des Quaders verläuft.
[0006] Des Weiteren soll unter einem "Ausrichtungselement" insbesondere ein Element verstanden
werden, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, eine Position und/oder eine Ausrichtung
zumindest einer, vorteilhaft genau einer, der Wärmeübertragerplatten in zumindest
einer Raumdimension, vorteilhaft in zumindest zwei Raumdimensionen, zumindest teilweise,
vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig festzulegen
und/oder zu definieren. Zudem sind die Ausrichtungselemente vorteilhaft zur unmittelbaren
Führung des Führungsmittels und/oder des Druckmittels vorgesehen. Vorteilhaft weisen
die jeweiligen Ausrichtungselemente der jeweiligen Wärmeübertragerplatten eine Haupterstreckungsrichtung
auf, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsebene der
jeweiligen Wärmeübertragerplatte angeordnet ist. Unter einer "Haupterstreckungsrichtung"
eines Objekts soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel
zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders ist, welcher das Objekt
gerade noch vollständig umschließt. In diesem Zusammenhang soll der Ausdruck "zumindest
im Wesentlichen senkrecht" insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu
einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere
in einer Ebene betrachtet, einen Winkel insbesondere zwischen 82° und 98°, vorteilhaft
zwischen 85° und 95° und besonders bevorzugt zwischen 88° und 92° einschließen. Die
Ausrichtungselemente sind bevorzugt zumindest im Wesentlichen identisch zueinander
ausgebildet. Unter der Wendung "zumindest im Wesentlichen identisch" soll dabei insbesondere,
abgesehen von Fertigungstoleranzen, identisch verstanden werden. Vorteilhaft sind
die Ausrichtungselemente einstückig mit der jeweiligen Wärmeübertragerplatte ausgebildet.
Besonders bevorzugt sind die Wärmeübertragerplatten einstückig ausgebildet. In diesem
Zusammenhang soll unter "einstückig" insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden
verstanden werden. Der Stoffschluss kann beispielsweise durch einen Klebeprozess,
einen Anspritzprozess, einen Schweißprozess, einen Lötprozess und/oder einen anderen,
einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, Prozess hergestellt werden. Vorteilhaft
soll unter einstückig jedoch in einem Stück geformt verstanden werden. Vorzugsweise
wird dieses eine Stück aus einem einzelnen Rohling und/oder einem Spritzgussverfahren
hergestellt.
[0007] Die erste Wärmeübertragerplatte und die zweite Wärmeübertragerplatte begrenzen in
einem montierten Zustand, insbesondere zumindest teilweise, vorteilhaft zu wenigstens
einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig zumindest einen, vorteilhaft genau
einen, Fluidaufnahmebereich für ein Fluid. Insbesondere definieren die erste Wärmeübertragerplatte
und die zweite Wärmeübertragerplatte dabei zumindest einen, insbesondere gemeinsamen,
Fluidkanal für das Fluid. Ferner begrenzen die erste Wärmeübertragerplatte und die
dritte Wärmeübertragerplatte oder die zweite Wärmeübertragerplatte und die dritte
Wärmeübertragerplatte in einem montierten Zustand insbesondere zumindest teilweise,
vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, zumindest
einen, vorteilhaft genau einen, weiteren Fluidaufnahmebereich für ein weiteres Fluid.
Insbesondere definieren die erste Wärmeübertragerplatte und die dritte Wärmeübertragerplatte
oder die zweite Wärmeübertragerplatte und die dritte Wärmeübertragerplatte dabei zumindest
einen, insbesondere gemeinsamen, weiteren Fluidkanal für das weitere Fluid. Besonders
bevorzugt ist die dritte Wärmeübertragerplatte zu der ersten Wärmeübertragerplatte
oder der zweiten Wärmeübertragerplatte zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet.
Durch diese Ausgestaltung kann eine Wärmeübertragervorrichtung mit verbesserten Eigenschaften
hinsichtlich einer Effizienz, insbesondere einer Bauraumeffizienz, einer Bauteileeffizienz
und/oder einer Kosteneffizienz, bereitgestellt werden. Zudem kann eine Wärmeübertragervorrichtung
mit erhöhter Flexibilität und/oder Stabilität bereitgestellt werden. Ferner kann vorteilhaft
eine Komplexität, insbesondere bei einem Fertigungsprozess, reduziert werden, wodurch
ein Montageaufwand vorteilhaft gering gehalten werden kann. Zudem können insbesondere
Kosten aufgrund einer vereinfachten Herstellung vorteilhaft reduziert werden.
[0008] Vorzugsweise ist die dritte Wärmeübertragerplatte im montierten Zustand zu der ersten
Wärmeübertragerplatte oder zu der zweiten Wärmeübertragerplatte unmittelbar benachbart
angeordnet und/oder grenzt unmittelbar an die erste Wärmeübertragerplatte oder die
zweite Wärmeübertragerplatte an. Hierdurch kann insbesondere eine Stabilität der Wärmeübertragervorrichtung
weiter erhöht werden.
[0009] Weist zumindest eine der Wärmeübertragerplatten zumindest einen Fluidkanal auf, welcher
zumindest teilweise geschwungen, insbesondere bogenförmig und/oder s-förmig, ausgebildet
ist, kann ein vorteilhaft effizienter Wärmeaustausch erreicht werden. Besonders bevorzugt
weisen alle Wärmeübertragerplatten zumindest einen Fluidkanal auf, welcher zumindest
teilweise geschwungen, insbesondere bogenförmig und/oder s-förmig, ausgebildet ist.
[0010] Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ausrichtungselemente, insbesondere das erste,
das zweite und das dritte Ausrichtungselement, vorteilhaft sämtliche Ausrichtungselemente,
eine zumindest im Wesentlichen kegelstumpfförmige Kontur aufweisen. Hierdurch kann
insbesondere eine vorteilhaft einfache Stapelung der Wärmeübertragerplatten erreicht
werden.
[0011] In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass sich die Ausrichtungselemente,
insbesondere das erste, das zweite und das dritte Ausrichtungselement, vorteilhaft
sämtliche Ausrichtungselemente, ausgehend von der jeweiligen Wärmeübertragerplatte
in Richtung eines Fluideinlasses, insbesondere des Fluideinlasses der Wärmeübertragervorrichtung,
und/oder eines Fluidauslasses, insbesondere des Fluidauslasses der Wärmeübertragervorrichtung,
erstrecken. Hierdurch kann insbesondere eine Stabilität weiter erhöht und eine Montage
vereinfacht werden.
[0012] Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die erste Wärmeübertragerplatte zumindest
ein erstes weiteres Ausrichtungselement umfasst, welches dem ersten Ausrichtungselement
bezüglich einer Haupterstreckungsrichtung der ersten Wärmeübertragerplatte gegenüberliegend
angeordnet ist, die zweite Wärmeübertragerplatte zumindest ein zweites weiteres Ausrichtungselement
umfasst, welches dem zweiten Ausrichtungselement bezüglich einer Haupterstreckungsrichtung
der zweiten Wärmeübertragerplatte gegenüberliegend angeordnet ist und die dritte Wärmeübertragerplatte
zumindest ein drittes weiteres Ausrichtungselement umfasst, welches dem dritten Ausrichtungselement
bezüglich einer Haupterstreckungsrichtung der dritten Wärmeübertragerplatte gegenüberliegend
angeordnet ist, wobei das erste weitere Ausrichtungselement, das zweite weitere Ausrichtungselement
und das dritte weitere Ausrichtungselement dazu vorgesehen sind, in einem montierten
Zustand zumindest teilweise und vorteilhaft zu wenigstens einem Großteil ineinanderzugreifen.
Insbesondere sind die weiteren Ausrichtungselemente an einem weiteren Randbereich
der jeweiligen Wärmeübertragerplatte angeordnet und begrenzen eine weitere Seitenausnehmung
der jeweiligen Wärmeübertragerplatte zumindest teilweise, vorteilhaft zu wenigstens
einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig. Besonders bevorzugt sind die weiteren
Ausrichtungselemente zu den Ausrichtungselementen zumindest im Wesentlichen identisch
ausgebildet. Hierdurch kann eine Position und/oder eine Ausrichtung der Wärmeübertragerplatten
in zumindest zwei Raumdimensionen vorteilhaft einfach festgelegt werden.
[0013] Eine besonders kosteneffiziente Wärmeübertragervorrichtung kann insbesondere erreicht
werden, wenn die Wärmeübertragerplatten, insbesondere die erste, die zweite und die
dritte Wärmeübertragerplatte, vorteilhaft sämtliche Wärmeübertragerplatten, genau
zwei Ausrichtungselemente umfassen.
[0014] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragervorrichtung
zumindest sieben, vorteilhaft zumindest neun, vorzugsweise zumindest elf und besonders
bevorzugt zumindest dreizehn weitere Wärmeübertragerplatten umfasst, welche zumindest
im Wesentlichen identisch zu der ersten Wärmeübertragerplatte und/oder der zweiten
Wärmeübertragerplatte ausgebildet sind. Die Wärmeübertragervorrichtung weist somit
insbesondere zumindest zehn, vorteilhaft zumindest zwölf, vorzugsweise zumindest vierzehn
und besonders bevorzugt zumindest sechzehn Wärmeübertragerplatten auf. Vorteilhaft
weist die Wärmeübertragervorrichtung genau zwei Gruppen unterschiedlich ausgebildeter
Wärmeübertragerplatten auf. Eine erste Gruppe von Wärmeübertragerplatten ist vorteilhaft
zumindest im Wesentlichen identisch zu der ersten Wärmeübertragerplatte ausgebildet
und eine zweite Gruppe von Wärmeübertragerplatten ist vorteilhaft zumindest im Wesentlichen
identisch zu der zweiten Wärmeübertragerplatte ausgebildet. Besonders bevorzugt weist
die Wärmeübertragervorrichtung, insbesondere lediglich, Wärmeübertragerplatten aus
der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe auf, welche in einem montierten Zustand alternierend
angeordnet und/oder gestapelt sind. Hierdurch kann insbesondere eine Leistungseffizienz
der Wärmeübertragervorrichtung gesteigert werden.
[0015] Die Wärmeübertragervorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung
und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Wärmeübertragervorrichtung
zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin
genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl
aufweisen.
Zeichnung
[0016] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung
und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren
Kombinationen zusammenfassen.
[0017] Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Wärmeübertrager eines Wärmerückgewinnungsgeräts mit einer Wärmeübertragervorrichtung,
welche eine Vielzahl von Wärmeübertragerplatten und zwei Anpressplatten umfasst, in
einer perspektivischen Darstellung,
- Fig. 2
- die Wärmeübertragervorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht,
- Fig. 3
- die Wärmeübertragervorrichtung in einer teilweisen Explosionsdarstellung,
- Fig. 4
- vier Wärmeübertragerplatten der Wärmeübertragervorrichtung in einer vergrößerten Explosionsdarstellung,
- Fig. 5
- die Wärmeübertragerplatten aus Figur 4 in einem teilweise montierten Zustand in einer
vergrößerten Darstellung und
- Fig. 6
- die Wärmeübertragerplatten aus Figur 4 in einem vollständig montierten Zustand in
einer seitlichen Schnittansicht.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
[0018] Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen einen als Plattenwärmeübertrager ausgebildeten Wärmeübertrager
32 eines Wärmerückgewinnungsgeräts in einer perspektivischen Darstellung (Figur 1),
in einer Seitansicht (Figur 2) sowie in einer teilweisen Explosionsdarstellung (Figur
3). Das Wärmerückgewinnungsgerät ist im vorliegenden Fall in einem Gasverbrennungskanal
einer Verbrennungsanlage angeordnet und dazu vorgesehen, thermische Energie aus der
Verbrennung eines Gases zu gewinnen, insbesondere zur Raumluft- und/oder Trinkwassererwärmung.
Alternativ sind jedoch auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar, wie beispielsweise
in der Industrie, insbesondere Lebensmittelindustrie und/oder Automobilindustrie.
Der Wärmeübertrager 32 weist eine Wärmeübertragervorrichtung auf. Die Wärmeübertragervorrichtung
ist gehäusefrei ausgebildet.
[0019] Die Wärmeübertragervorrichtung umfasst zwei Anpressplatten 34, 36. Die Anpressplatten
34, 36 sind als Abschluss ausgebildet. Die Anpressplatten 34, 36 sind einstückig ausgebildet.
Die Anpressplatten 34, 36 sind zumindest teilweise aus Metall. Im vorliegenden Fall
sind die Anpressplatten 34, 36 vollständig aus Aluminium oder Kupfer. Eine erste Anpressplatte
34 weist einen Fluideinlass 28 für ein erstes Fluid auf. Das erste Fluid ist im vorliegenden
Fall als Flüssigkeit ausgebildet. Die erste Anpressplatte 34 weist genau einen Fluideinlass
28 auf. Der Fluideinlass 28 ist im vorliegenden Fall einteilig mit der ersten Anpressplatte
34 ausgebildet. Der Fluideinlass 28 ist in einem Eckbereich der ersten Anpressplatte
34 angeordnet. Zudem weist die erste Anpressplatte 34 einen Fluidauslass 30 für das
erste Fluid auf. Die erste Anpressplatte 34 weist genau einen Fluidauslass 30 auf.
Der Fluidauslass 30 ist im vorliegenden Fall einteilig mit der ersten Anpressplatte
34 ausgebildet. Der Fluidauslass 30 ist in einem weiteren Eckbereich der ersten Anpressplatte
34 angeordnet. Der Fluidauslass 30 ist auf einer dem Fluideinlass 28 gegenüberliegenden
Seite bezüglich einer Haupterstreckungsrichtung der ersten Anpressplatte 34 angeordnet.
Eine zweite Anpressplatte 36 ist frei von einem Fluideinlass oder Fluidauslass. Alternativ
ist denkbar, zumindest zwei Fluideinlässe und/oder Fluidauslässe vorzusehen. Zudem
ist denkbar, einen Fluideinlass und/oder einen Fluidauslass und eine Anpressplatte
separat voneinander auszubilden.
[0020] Darüber hinaus weist die Wärmeübertragervorrichtung eine Vielzahl von Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 auf. Im vorliegenden Fall weist die Wärmeübertragervorrichtung vierzehn
Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 auf. Der Übersichtlichkeit halber wurden in den
Figuren lediglich drei der Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 mit Bezugszeichen versehen.
Die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 sind stapelbar ausgebildet. Die Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 sind in einem montierten Zustand übereinander gestapelt. Im vorliegenden
Fall ist eine der Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 als erste Wärmeübertragerplatte
10, eine weitere der Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 als zweite Wärmeübertragerplatte
16 und eine weitere der Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 als dritte Wärmeübertragerplatte
22 ausgebildet. Die erste Wärmeübertragerplatte 10 ist der zweiten Wärmeübertragerplatte
16 unmittelbar benachbart angeordnet. Zudem ist die zweite Wärmeübertragerplatte 16
der dritten Wärmeübertragerplatte 22 unmittelbar benachbart angeordnet. Die erste
Wärmeübertragerplatte 10 und die zweite Wärmeübertragerplatte 16 sind voneinander
verschieden ausgebildet. Die Wärmeübertragervorrichtung weist genau zwei Gruppen unterschiedlich
ausgebildeter Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 auf. Eine erste Gruppe von Wärmeübertragerplatten
10, 22 ist zumindest im Wesentlichen identisch zu der ersten Wärmeübertragerplatte
10 ausgebildet. Die zweite Gruppe von Wärmeübertragerplatten 16 ist zumindest im Wesentlichen
identisch zu der zweiten Wärmeübertragerplatte 16 ausgebildet. Die Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 aus der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe sind alternierend übereinander
angeordnet. Die dritte Wärmeübertragerplatte 22 ist demnach zu der ersten Wärmeübertragerplatte
10 zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet. Die Wärmeübertragervorrichtung
weist neben der ersten Wärmeübertragerplatte 10, der zweiten Wärmeübertragerplatte
16 und der dritten Wärmeübertragerplatte 22 somit elf weitere Wärmeübertragerplatten
auf, welche zumindest im Wesentlichen identisch zu der ersten Wärmeübertragerplatte
10 und/oder der zweiten Wärmeübertragerplatte 16 ausgebildet sind. Alternativ ist
denkbar, dass eine Wärmeübertragervorrichtung eine andere Anzahl von Gruppen unterschiedlich
ausgebildeter Wärmeübertragerplatten aufweist, wie beispielsweise zumindest drei,
zumindest vier und/oder zumindest fünf.
[0021] Die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 sind einstückig ausgebildet. Die Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 sind zumindest teilweise aus Metall. Im vorliegenden Fall sind die Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 vollständig aus Aluminium oder Kupfer. Zumindest eine Wärmeübertragerplatte
und/oder zumindest eine Anpressplatte könnte jedoch auch zumindest teilweise, vorteilhaft
zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig aus einem anderen
einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material bestehen, wie beispielsweise Email,
Kunststoff, Glas und/oder Siliciumcarbid.
[0022] Die übereinander angeordneten Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 sind stoffschlüssig
miteinander verbunden. Im vorliegenden Fall sind die Wärmeübertragerplatten 10, 16,
22 mittels einer Schweißverbindung miteinander verbunden. Alternativ ist denkbar,
zumindest zwei Wärmeübertragerplatten mittels einer anderen einem Fachmann als sinnvoll
erscheinenden stoffschlüssigen Verbindung miteinander zu verbinden, wie beispielsweise
einer Lötverbindung und/oder einer Klebeverbindung. Zudem ist denkbar auf eine stoffschlüssige
Verbindung zwischen den Wärmeübertragerplatten vollständig zu verzichten.
[0023] Darüber hinaus sind die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 vollständig rahmenlos ausgebildet.
Demnach sind die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 frei von einem, insbesondere umlaufenden,
Rahmen. Jede Wärmeübertragerplatte 10, 16, 22 weist zumindest eine Seitenausnehmung
14, 15, 20, 21, 26, 27 auf (vgl. insbesondere auch Figur 4). Im vorliegenden Fall
weist jede Wärmeübertragerplatte 10, 16, 22 genau zwei Seitenausnehmungen 14, 15,
20, 21, 26, 27 auf. Die Seitenausnehmungen 14, 15, 20, 21, 26, 27 sind bezüglich einer
Haupterstreckungsrichtung der jeweiligen Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 gegenüberliegend
angeordnet. Die Seitenausnehmungen 14, 15, 20, 21, 26, 27 sind an Querseiten der Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 angeordnet. Die Seitenausnehmungen 14, 15, 20, 21, 26, 27 sind zentral
an den Querseiten der Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 angeordnet. Die Seitenausnehmungen
14, 15, 20, 21, 26, 27 weisen bei einer Betrachtung senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene
der jeweiligen Wärmeübertragerplatte 10, 16, 22 eine halbkreisförmige Form und/oder
Kontur auf. Alternativ könnten Seitenausnehmungen jedoch auch eine andere Form und/oder
Kontur aufweisen.
[0024] Die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 sind zwischen den Anpressplatten 34, 36 angeordnet.
Die Anpressplatten 34, 36 sind dazu vorgesehen, die Wärmeübertragerplatten 10, 16,
22 mit einem Druck zu beaufschlagen. Die Anpressplatten 34, 36 sind dazu vorgesehen,
die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 zumindest im Wesentlichen fluiddicht zusammenzupressen.
Dazu umfasst die Wärmeübertragervorrichtung zumindest ein Druckmittel (nicht dargestellt).
Das Druckmittel ist in einem montierten Zustand zumindest teilweise in den Seitenausnehmungen
14, 15, 20, 21, 26, 27 angeordnet.
[0025] Zur relativen Ausrichtung der Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 weist jede Wärmeübertragerplatte
10, 16, 22 zumindest ein Ausrichtungselement 12, 13, 18, 19, 24, 25 auf. Im vorliegenden
Fall weist jede Wärmeübertragerplatte 10, 16, 22 genau zwei Ausrichtungselemente 12,
13, 18, 19, 24, 25 auf. Die Ausrichtungselemente 12, 13, 18, 19, 24, 25 sind in Randbereichen
der Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 angeordnet. Die Ausrichtungselemente 12, 13,
18, 19, 24, 25 begrenzen die Seitenausnehmungen 14, 15, 20, 21, 26, 27 der Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 vollständig. Die Ausrichtungselemente 12, 13, 18, 19, 24, 25 sind bis auf
Fertigungstoleranzen zueinander identisch. Die Ausrichtungselemente 12, 13, 18, 19,
24, 25 sind einstückig mit der jeweiligen Wärmeübertragerplatte 10, 16, 22 ausgebildet.
Die Ausrichtungselemente 12, 13, 18, 19, 24, 25 weisen eine kegelstumpfförmige Kontur
auf. Ferner weisen die Ausrichtungselemente 12, 13, 18, 19, 24, 25 eine Haupterstreckungsrichtung
auf, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der
jeweiligen Wärmeübertragerplatte 10, 16, 22 angeordnet ist. Die Ausrichtungselemente
12, 13, 18, 19, 24, 25 erstrecken sich dabei ausgehend von der jeweiligen Wärmeübertragerplatte
10, 16, 22 in Richtung des Fluideinlasses 28 und/oder des Fluidauslasses 30. Die Ausrichtungselemente
12, 13, 18, 19, 24, 25 sind dazu vorgesehen, eine Ausrichtung der Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 in zwei Raumdimensionen festzulegen. Zudem sind die Ausrichtungselemente
12, 13, 18, 19, 24, 25 zur unmittelbaren Führung des Druckmittels vorgesehen.
[0026] Im vorliegenden Fall sind zumindest ein erstes Ausrichtungselement 12 der ersten
Wärmeübertragerplatte 10, ein zweites Ausrichtungselement 18 der zweiten Wärmeübertragerplatte
16 und ein drittes Ausrichtungselement 24 der dritten Wärmeübertragerplatte 22 dazu
vorgesehen, in einem montierten Zustand zumindest teilweise ineinanderzugreifen (vgl.
insbesondere Figuren 5 und 6). Das erste Ausrichtungselement 12 und das zweite Ausrichtungselement
18 sind dazu vorgesehen, zu wenigstens einem Großteil ineinanderzugreifen. Das erste
Ausrichtungselement 12 und das dritte Ausrichtungselement 24 sind dazu vorgesehen,
teilweise ineinanderzugreifen. Zudem sind das zweite Ausrichtungselement 18 und das
dritte Ausrichtungselement 24 dazu vorgesehen, teilweise ineinanderzugreifen. Ferner
sind zumindest ein erstes weiteres Ausrichtungselement 13 der ersten Wärmeübertragerplatte
10, welches dem ersten Ausrichtungselement 12 bezüglich einer Haupterstreckungsrichtung
der ersten Wärmeübertragerplatte 10 gegenüberliegend angeordnet ist, ein zweites weiteres
Ausrichtungselement 19 der zweiten Wärmeübertragerplatte 16, welches dem zweiten Ausrichtungselement
18 bezüglich einer Haupterstreckungsrichtung der zweiten Wärmeübertragerplatte 16
gegenüberliegend angeordnet ist, und ein drittes weiteres Ausrichtungselement 25 der
dritten Wärmeübertragerplatte 22, welches dem dritten Ausrichtungselement 24 bezüglich
einer Haupterstreckungsrichtung der dritten Wärmeübertragerplatte 22 gegenüberliegend
angeordnet ist, dazu vorgesehen, im montierten Zustand zumindest teilweise ineinanderzugreifen.
Im vorliegenden sind sämtliche auf einer gleichen Seite der jeweiligen Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 angeordneten Ausrichtungselemente 12, 13, 18, 19, 24, 25 dazu vorgesehen,
im montierten Zustand zumindest teilweise ineinanderzugreifen, insbesondere um eine
Ausrichtung der Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 vollständig festzulegen. Demnach
sind die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 frei von weiteren, insbesondere zentral
angeordneten, Ausrichtungselementen. Hierdurch kann eine Ausrichtung der Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 relativ zueinander exakt und kosteneffizient festgelegt werden.
[0027] Alternativ ist denkbar, dass zumindest eine Wärmeübertragerplatte, vorteilhaft sämtliche
Wärmeübertragerplatten, eine andere Anzahl von Seitenausnehmungen und/oder Ausrichtungselementen
umfasst, wie beispielsweise zumindest drei, zumindest vier, zumindest fünf und/oder
zumindest sechs Seitenausnehmungen und/oder Ausrichtungselemente.
[0028] Eine genauere Beschreibung einer Fluidführung der Wärmeübertragerplatten 10, 16,
22 erfolgt nun unter Verweis auf die Figuren 4, 5 und 6. Da sämtliche Wärmeübertragerplatten
10, 16, 22 der ersten Gruppe oder der zweiten Gruppe angehören und sich eine Reihenfolge
der unterschiedlichen Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 stetig wiederholt, beschränkt
sich eine Beschreibung im Folgenden lediglich auf die erste Wärmeübertragerplatte
10, die zweite Wärmeübertragerplatte 16 und die dritte Wärmeübertragerplatte 22, wobei
eine analoge Beschreibung auch für die weiteren Wärmeübertragerplatten übernommen
werden kann.
[0029] Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen die erste Wärmeübertragerplatte 10, die zweite Wärmeübertragerplatte
16 und die dritte Wärmeübertragerplatte 22 in einer vergrößerten Explosionsdarstellung
(vgl. Figur 4), in einem teilweise montierten Zustand (vgl. Figur 5) und in einem
vollständig montierten Zustand (vgl. Figur 6).
[0030] Die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 sind dazu vorgesehen, zumindest ein Fluid zumindest
teilweise zu führen. Im vorliegenden Fall sind die Wärmeübertragerplatten 10, 16,
22 dazu vorgesehen, zwei Fluide, insbesondere das erste Fluid und ein zweites Fluid,
zumindest teilweise zu führen. Vorteilhaft handelt es sich bei dem zweiten Fluid um
ein Gas, insbesondere eine Verbrennungsluft. Die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22
sind dazu vorgesehen, die Fluide in thermischen Kontakt miteinander zu bringen.
[0031] Die Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 weisen jeweils zwei Fluiddurchbrüche 38, 40,
42 für das erste Fluid auf, wobei insbesondere in Figur 4 jeweils lediglich einer
der Fluiddurchbrüche dargestellt ist. Die Fluiddurchbrüche 38, 40, 42 sind bezüglich
einer Haupterstreckungsrichtung der jeweiligen Wärmeübertragerplatten 10, 16, 22 gegenüberliegend
angeordnet. Die Fluiddurchbrüche 38, 40, 42 sind in einem Eckbereich der jeweiligen
Wärmeübertragerplatte 10, 16, 22 angeordnet. Die Fluiddurchbrüche 38, 40, 42 weisen
eine Fluidverbindung untereinander auf. Ein Umgebungsbereich der Fluiddurchbrüche
38, 40, 42 ist zumindest im Wesentlichen flach ausgebildet. Die Fluiddurchbrüche 38,
40, 42 sind dabei frei von einem umlaufenden Kragen. Die Fluiddurchbrüche 38, 40,
42 weisen ferner eine Fluidverbindung mit dem Fluideinlass 28 und dem Fluidauslass
30 auf.
[0032] Ferner begrenzen die erste Wärmeübertragerplatte 10 und die zweite Wärmeübertragerplatte
16 in einem montierten Zustand einen Fluidaufnahmebereich 44 für das erste Fluid.
Dabei definieren die erste Wärmeübertragerplatte 10 und die zweite Wärmeübertragerplatte
16 einen gemeinsamen Fluidkanal 46. Der Fluidkanal 46 ist zumindest teilweise s-förmig
ausgebildet. Der Fluidkanal 46 weist eine Fluidverbindung mit den Fluiddurchbrüchen
38, 40, 42, dem Fluideinlass 28 und dem Fluidauslass 30 auf.
[0033] Ferner begrenzen die zweite Wärmeübertragerplatte 16 und die dritte Wärmeübertragerplatte
22 in einem montierten Zustand einen weiteren Fluidaufnahmebereich 48 für das zweite
Fluid. Dabei definieren die zweite Wärmeübertragerplatte 16 und die dritte Wärmeübertragerplatte
22 einen gemeinsamen weiteren Fluidkanal 50. Der weitere Fluidkanal 50 ist zu einer
Umgebung der Wärmeübertragervorrichtung geöffnet, sodass in zumindest einem Betriebszustand
insbesondere das zweite Fluid den weiteren Fluidkanal 50 durchströmt. Im vorliegenden
Fall ist das zweite Fluid dazu vorgesehen, eine thermische Energie mittelbar an das
erste Fluid zu übertragen.
[0034] Alternativ ist denkbar, dass ein erstes Fluid dazu vorgesehen ist, eine thermische
Energie mittelbar an das zweite Fluid zu übertragen. Zudem können die Fluide aus beliebigen,
einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, Fluiden gebildet sein.
1. Wärmeübertragervorrichtung, insbesondere plattenförmige Wärmeübertragervorrichtung,
mit zumindest einer ersten Wärmeübertragerplatte (10), welche zumindest ein erstes
Ausrichtungselement (12, 13) umfasst, das eine Seitenausnehmung (14, 15) der ersten
Wärmeübertragerplatte (10) zumindest teilweise begrenzt, mit zumindest einer, von
der ersten Wärmeübertragerplatte (10) verschieden ausgebildeten, zweiten Wärmeübertragerplatte
(16), welche zumindest ein zweites Ausrichtungselement (18, 19) umfasst, das eine
Seitenausnehmung (20, 21) der zweiten Wärmeübertragerplatte (16) zumindest teilweise
begrenzt und, welche in einem montierten Zustand zu der ersten Wärmeübertragerplatte
(10) unmittelbar benachbart angeordnet ist, und mit zumindest einer dritten Wärmeübertragerplatte
(22), welche zumindest ein zu dem ersten Ausrichtungselement (12, 13) und/oder zu
dem zweiten Ausrichtungselement (18, 19) korrespondierendes, drittes Ausrichtungselement
(24, 25) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ausrichtungselement (12, 13), das zweite Ausrichtungselement (18, 19) und
das dritte Ausrichtungselement (24, 25) dazu vorgesehen sind, im montierten Zustand
zumindest teilweise ineinanderzugreifen.
2. Wärmeübertragervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Wärmeübertragerplatte (22) im montierten Zustand zu der ersten Wärmeübertragerplatte
(10) oder zu der zweiten Wärmeübertragerplatte (16) unmittelbar benachbart angeordnet
ist.
3. Wärmeübertragervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Wärmeübertragerplatten (10, 16, 22) zumindest einen Fluidkanal
(46, 50) aufweist, welcher zumindest teilweise geschwungen ausgebildet ist.
4. Wärmeübertragervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungselemente (12, 13, 18, 19, 24, 25) eine zumindest im Wesentlichen
kegelstumpfförmige Kontur aufweisen.
5. Wärmeübertragervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausrichtungselemente (12, 13, 18, 19, 24, 25) ausgehend von der jeweiligen
Wärmeübertragerplatte (10, 16, 22) in Richtung eines Fluideinlasses (28) und/oder
eines Fluidauslasses (30) erstrecken.
6. Wärmeübertragervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmeübertragerplatte (10) zumindest ein erstes weiteres Ausrichtungselement
(12, 13) umfasst, welches dem ersten Ausrichtungselement (12, 13) bezüglich einer
Haupterstreckungsrichtung der ersten Wärmeübertragerplatte (10) gegenüberliegend angeordnet
ist, die zweite Wärmeübertragerplatte (16) zumindest ein zweites weiteres Ausrichtungselement
(18, 19) umfasst, welches dem zweiten Ausrichtungselement (18, 19) bezüglich einer
Haupterstreckungsrichtung der zweiten Wärmeübertragerplatte (16) gegenüberliegend
angeordnet ist und die dritte Wärmeübertragerplatte (22) zumindest ein drittes weiteres
Ausrichtungselement (24, 25) umfasst, welches dem dritten Ausrichtungselement (24,
25) bezüglich einer Haupterstreckungsrichtung der dritten Wärmeübertragerplatte (22)
gegenüberliegend angeordnet ist, wobei das erste weitere Ausrichtungselement (12,
13), das zweite weitere Ausrichtungselement (18, 19) und das dritte weitere Ausrichtungselement
(24, 25) dazu vorgesehen sind, in einem montierten Zustand zumindest teilweise ineinanderzugreifen.
7. Wärmeübertragervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragerplatten (10, 16, 22) genau zwei Ausrichtungselemente (12, 13,
18, 19, 24, 25) umfassen.
8. Wärmeübertragervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest sieben weitere Wärmeübertragerplatten, welche zumindest im Wesentlichen
identisch zu der ersten Wärmeübertragerplatte (10) und/oder der zweiten Wärmeübertragerplatte
(16) ausgebildet sind.
9. Wärmeübertrager, insbesondere plattenförmiger Wärmeübertrager, mit zumindest einer
Wärmeübertragervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Wärmerückgewinnungsgerät mit zumindest einem Wärmeübertrager nach Anspruch 9.