[0001] Die Erfindung betrifft eine Erosionsschutzleiste zur Abdeckung von Verbindungsbereichen
zwischen Platten eines Plattenwärmetauschers, wobei die Erosionsschutzleiste im Wesentlichen
zwei Schenkel aufweist, welche die miteinander verbundenen Platten zwischen sich aufnehmen.
Ebenso betrifft die Erfindung einen Plattenwärmetauscher mit an Verbindungsbereichen
miteinander verbundenen Platten, welche zur Aufnahme einer vorgenannten Erosionsschutzleiste
ausgebildet sind, sowie ein Plattenwärmetauscher-System mit einem Plattenwärmetauscher,
welcher an Verbindungsbereichen miteinander verbundene Platten aufweist, und einer
oder mehreren Erosionsschutzleisten, welche im Wesentlichen zwei Schenkel aufweisen,
die die miteinander verbundenen Platten zwischen sich aufnehmen.
[0002] Plattenwärmetauscher werden in vielen Bereichen großtechnisch eingesetzt. Ein Anwendungsbereich
ist beispielsweise die Verwendung in Müllverbrennungsanlagen, bei welchen die entstehende
Verbrennungswärme des Rauchgases zur Erwärmung eines zweiten Mediums genutzt wird.
[0003] Das durch den Plattenwärmetauscher hindurchgeführte Medium beinhaltet unvermeidbar
Feststoffe. Bei Rauchgas sind diese Feststoffe insbesondere Staub- und/oder Aschepartikel.
Neben den gasförmigen Medien weisen auch flüssige Medien Feststoffe auf.
[0004] Die vorgenannten Feststoffe bewirken im Bereich des Zuströmquerschnittes des Plattenwärmetauschers
einen Verschleiß durch mechanische Belastung. Durch Materialabtrag kommt es zu Erosionserscheinungen,
die insbesondere die zwischen zwei Platten ausgebildeten Schweißnähte betreffen. Diese
Schweißnähte sind den im Wärmemedium vorhandenen Feststoffen unmittelbar ausgesetzt.
Dabei können die Verbindungsbereiche, d. h. die Schweißnähte, stark beschädigt werden
und sich im schlimmsten Fall auflösen, so dass die Funktionsfähigkeit der Platten
oder des gesamten Plattenwärmetauschers stark beeinträchtigt wird.
[0005] Diese Problematik ist im Stand der Technik bekannt. Um die vorgenannten Nachteile
zu vermeiden, werden daher sogenannte Erosionsschutzleisten eingesetzt, bei welchen
es sich um Opfermaterialien handelt, die als Verschleißteile von Zeit zu Zeit ausgetauscht
werden. Dabei deckt eine Erosionsschutzleiste den verschleißgefährdeten Verbindungsbereich
zwischen benachbarten Platten ab, so dass das Feststoffe aufweisende Wärmemedium nicht
unmittelbar auf den Verbindungsbereich auftrifft, sondern stattdessen an der darüber
angeordneten Erosionsschutzleiste angreift.
[0006] Die bekannten Erosionsschutzleisten werden an den Platten des Plattenwärmetauschers
fixiert. Dies geschieht durch Verschweißung oder mit Hilfe von Halteeisen. Die Montage
ist somit vergleichsweise aufwändig und lässt sich in aller Regel nicht vom Betreiber
des Plattenwärmetauschers selbst erledigen. Es bedarf vielmehr entsprechender Fachbetriebe,
die im Verschleißfall Austauscharbeiten vornehmen. Da je nach der Ausgestaltung und
Größe des Plattenwärmetauschers mehrere tausend solcher Erosionsschutzleisten verbaut
sind, kann es abhängig vom Einsatzgebiet und Verunreinigungsgrad notwendig sein, die
Erosionsschutzleisten jährlich auszutauschen, so dass der Betrieb des Plattenwärmetauschers
mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist.
[0007] Es ist daher
Aufgabe der Erfindung, eine Erosionsschutzleiste, einen Plattenwärmetauscher und ein Plattenwärmetauscher-System
zu schaffen, bei welchen die Montage und die Demontage der Erosionsschutzleisten in
Bezug auf Zeit- und Kostenaufwand vereinfacht ist.
[0008] Zur
Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Erosionsschutzleiste vor, welche eine Form
aufweist, die zumindest in Teilbereichen formschlüssig mit der Form der Platten korrespondiert,
wobei die Schenkel der Erosionsschutzleiste Erhöhungen oder Vertiefungen aufweisen,
welche formschlüssig in Erhöhungen oder Vertiefungen der Platten eingreifbar sind.
[0009] Im Gegensatz zum Stand der Technik ist dadurch eine Montage bzw. Demontage der Erosionsschutzleisten
vergleichsweise einfach möglich. Anders als im Stand der Technik bekannt, müssen keine
Verschweißungen aufgetrennt oder Halteeisen entfernt werden. Die erfindungsgemäße
Erosionsschutzleiste kann vielmehr von den Platten abgezogen werden. Gegebenenfalls
bedarf es für die Montage-/Demontagearbeit eines Hebewerkzeugs oder Schlagwerkzeugs,
um die Erhöhungen bzw. Vertiefungen der Erosionsschutzleiste in Verbindung mit den
Erhöhungen bzw. Vertiefungen der Platten zu bringen. Bei der Montage der Erosionsschutzleisten
müssen keine Schweißpunkte gesetzt oder Halteeisen montiert werden. Dadurch ergibt
sich gegenüber dem Stand der Technik eine Zeitersparnis von mindestens 50%. Ein weiterer
Vorteil liegt darin, dass der Betreiber des Plattenwärmetauschers den Austausch der
Erosionsschutzleisten selbst vornehmen kann. Dabei werden die verschlissenen Erosionsschutzleisten
in einfacher Weise von den Platten des Plattenwärmetauschers abgezogen und durch neue
ersetzt.
[0010] Die Erosionsschutzleisten sind dreidimensional ausgebildet, wobei sie im Wesentlichen
zwei Schenkel aufweisen, um die miteinander verbundenen Platten zwischen sich aufzunehmen.
Die Erosionsschutzleiste sitzt dabei formschlüssig auf den verbundenen Platten, wobei
auf ihr ausgebildete Erhöhungen und/oder Vertiefungen formschlüssig in Erhöhungen
und/oder Vertiefungen der Platten eingreifen, so dass ein Herabrutschen der Erosionsschutzleiste
von den Platten wirksam verhindert wird. Durch das Zusammenwirken korrespondierender
Erhöhungen bzw. Vertiefungen entsteht ein besonders einfacher Rastmechanismus, welcher
mit einfachen Mitteln einstückig in der Erosionsschutzleiste und den Platten ausgebildet
werden kann. Zusätzliche Haltemittel wie Schweißungen oder Halteeisen werden somit
überflüssig.
[0011] Besonders vorteilhaft ist die Erosionsschutzleiste dabei auf die Platten aufklippbar.
Bei dieser Ausgestaltung weist die Erosionsschutzleiste eine gewisse Elastizität auf,
um die an ihr angeordneten Erhöhungen bzw. Vertiefungen in korrespondierende Erhöhungen
bzw. Vertiefungen der Platten einklippen zu können. Durch die Federkraft des elastischen
Materials lässt sich eine besonders starke Verbindung zwischen der Erosionsschutzleiste
und den Platten des Wärmetauschers realisieren.
[0012] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Erosionsschutzleiste linienförmig
ausgebildete Erhöhungen und/oder Vertiefungen auf. Die Erhöhungen und/oder Vertiefungen
sind dabei kontinuierlich ausgebildet und erstrecken sich im Wesentlichen parallel
zu dem Verbindungsbereich zweier Platten. Da der Verbindungsbereich zwischen zwei
Platten in den meisten Fällen ebenfalls durch eine linienförmige Schweißnaht gebildet
ist, können die linienförmigen Erhöhungen/Vertiefungen diese gleichmäßig auf beiden
Seiten des Plattenverbundes einsäumen.
[0013] Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass die Erhöhungen und/oder Vertiefungen punktförmig
ausgebildet sind. In diesem Fall besteht die erfindungsgemäße Wechselwirkung zwischen
der Erosionsschutzleiste und den Platten nur in punktförmigen Bereichen. Im Gegensatz
zur vorgenannten linienförmigen Ausbildung der Erhöhungen und/oder Vertiefungen wird
die Schweißnaht als Verbindungsbereich zwischen den Platten nicht kontinuierlich von
Erhöhungen und/oder Vertiefungen gesäumt, sondern lediglich durch lokale, punktförmige
Erhöhungen und/oder Vertiefungen. Bei dieser Variante wird die Verbindung zwischen
Erosionsschutzleiste und Platte folglich auf einzelne Bereiche reduziert, wodurch
sich die für Erhöhungen/Vertiefungen vorgesehene Fläche reduzieren lässt. Dabei kann
insbesondere eine Materialersparnis bewirkt werden.
[0014] Weiterhin können die Erhöhungen/Vertiefungen randfern in der Erosionsschutzleiste
ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich eine Überlappung der Erosionsschutzleiste über
den Bereich hinaus, in welchem die Erhöhungen und Vertiefungen angebracht sind. Dadurch
werden vorteilhaft die Erhöhungen und/oder Vertiefungen selbst vor dem Kontakt mit
Wärmemedium geschützt, wodurch die Verbindungsstellen zwischen Erosionsschutzleiste
und Platten besonders stabil und verschleißarm sind.
[0015] Alternativ können die Erhöhungen/Vertiefungen auch randnah in der Erosionsschutzleiste
ausgebildet sein. Durch die Ausbildung der Erhöhungen/Vertiefungen am Rand der Erosionsschutzleiste
ergibt sich insbesondere eine Materialersparnis.
[0016] Schließlich ist vorgesehen, dass die Erhöhungen/Vertiefungen der Erosionsschutzleiste
Hintergreifungen aufweisen, welche formschlüssig in korrespondierende Elemente der
Platten eingreifbar sind. Diese Hintergreifungen können beispielsweise hakenförmige
Ausbildungen sein, welche in korrespondierende Ösen formschlüssig eingreifen. Dadurch
lässt sich eine zusätzliche Sicherung gegen ein unerwünschtes Rutschen der Erosionsschutzleiste
auf den Platten erreichen.
[0017] Zusätzlich zu der vorgenannten Erosionsschutzleiste schlägt die Erfindung einen Plattenwärmetauscher
mit an Verbindungsbereichen miteinander verbundenen Platten vor, bei welchem die miteinander
verbundenen Platten zusammen eine dreidimensionale Form aufweisen, welche zumindest
in Teilbereichen formschlüssig mit der Form einer Erosionsschutzleiste korrespondiert,
wobei die Platten Erhöhungen oder Vertiefungen aufweisen, welche formschlüssig in
Erhöhungen oder Vertiefungen der Erosionsschutzleiste eingreifbar sind. Durch die
korrespondierende Ausbildung der Erosionsschutzleiste und der Platten des Plattenwärmetauschers
lassen sich diese vorteilhaft im Sinne der Erfindung kombinieren. Dabei sind die vorgenannten
Merkmale der Erosionsschutzleiste sinngemäß auch auf die korrespondierenden Platten
des Plattenwärmetauschers anzuwenden.
[0018] Weiterhin schlägt die Erfindung ein Plattenwärmetauscher-System vor, welches einen
zuvor beschriebenen Plattenwärmetauscher und eine oder mehrere zuvor beschriebene
Erosionsschutzleisten aufweist. Dabei verfügen die Platten und die Erosionsschutzleisten
zumindest in Teilbereichen über formschlüssig miteinander korrespondierende Formen,
wobei die Platten Erhöhungen oder Vertiefungen aufweisen, welche formschlüssig in
Erhöhungen oder Vertiefungen der Erosionsschutzleisten eingreifbar sind. Das Plattenwärmetauscher-System
ermöglicht somit alle zuvor in Zusammenhang mit der Erosionsschutzleiste dargestellten
Vorteile in Bezug auf die vereinfachte Montage und Demontage.
[0019] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1:
- in Seitenansicht zwei verbundene Platten mit einer Erosionsschutzleiste gemäß einer
ersten Ausführungsform;
- Fig. 2:
- in Draufsicht die Erosionsschutzleiste gemäß Fig. 1 mit punktförmig ausgebildeten
ErhöhungenNertiefungen;
- Fig. 3:
- in Seitenansicht zwei verbundene Platten mit einer Erosionsschutzleiste gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
- Fig. 4:
- in Seitenansicht zwei verbundene Platten mit einer Erosionsschutzleiste gemäß einer
dritten Ausführungsform;
- Fig. 5:
- in Draufsicht die Erosionsschutzleiste gemäß Fig. 4 mit linienförmig ausgebildeten
Erhöhungen/Vertiefungen;
- Fig. 6:
- in Seitenansicht zwei verbundene Platten mit einer Erosionsschutzleiste gemäß einer
vierten Ausführungsform;
- Fig. 7:
- in Seitenansicht zwei verbundene Platten mit einer Erosionsschutzleiste gemäß einer
fünften Ausführungsform;
- Fig. 8:
- in Seitenansicht zwei verbundene Platten mit einer Erosionsschutzleiste gemäß einer
sechsten Ausführungsform.
[0020] Fig. 1 zeigt zwei Platten 3, 4 eines Plattenwärmetauschers, welche in einem Verbindungsbereich
2 miteinander verbunden sind. Der Verbindungsbereich 2 ist mittels einer Erosionsschutzleiste
1 abgedeckt. Zu diesem Zweck weist die Erosionsschutzleiste 1 zwei Schenkel 5, 6 auf,
von welchen jeweils ein Schenkel 5 die eine Platte 3 und ein anderer Schenkel 6 die
andere Platte 4 abdeckt. Die Erosionsschutzleiste 1 und die Schenkel 5, 6 der Platten
3, 4 weisen Erhöhungen und Vertiefungen 7, 8, 9, 10 auf, welche formschlüssig ineinander
eingreifbar sind.
[0021] Zur Verbindung der Platten 3, 4 mit der Erosionsschutzleiste 1 wird die Erosionsschutzleiste
1 mit den Schenkeln 5, 6 über den Verbindungsbereich 2 der miteinander verbundenen
Platten 3, 4 geschoben bis die Erhöhungen 7 und Vertiefungen 8 der Erosionsschutzleiste
1 in Erhöhungen 9 und Vertiefungen 10 der Platten 3, 4 eingreifen. Die Platten 3,
4 sind dabei vorteilhaft aus einem flexiblen Material, insbesondere einem dünnen Metallblech,
ausgebildet, so dass die Erhöhungen 7 bzw. Vertiefungen 8 der Erosionsschutzleiste
1 besonders einfach in die Erhöhungen 9 bzw. Vertiefungen 10 der Platten 3, 4 einrastbar
sind. Die Erhöhungen 7 bzw. Vertiefungen 8 sind dabei randfern in die Erosionsschutzleiste
1 eingebracht, so dass diese von der Erosionsschutzleiste 1 selbst überdeckt werden.
Dadurch sind die Erhöhungen 7 bzw. Vertiefungen 8 nicht unmittelbar mit dem Wärmemedium
in Kontakt, sondern liegen geschützt im Bereich zwischen der Erosionsschutzleiste
1 und den Platten 3, 4.
[0022] Fig. 2 zeigt die Erosionsschutzleiste 1 gemäß Fig. 1 in Draufsicht. die Erosionsschutzleiste
1 verfügt über punktförmig ausgebildete Vertiefungen 8, welche formschlüssig in Vertiefungen
10 der Platten 3, 4 eingreifen. In einer Richtung parallel zu der Erstreckung des
Verbindungsbereiches 2 zwischen den Platten 3, 4 sind die Vertiefungen 8 lokal in
der Erosionsschutzleiste 1 ausgebildet, so dass diese mit einem bestimmten Abstand
zueinander angeordnet sind. Die Abstände zwischen den punktförmigen Vertiefungen 8
können gleichgroß oder unterschiedlich groß sein.
[0023] Fig. 3 zeigt zwei verbundene Platten 3, 4 mit einer Erosionsschutzleiste 1, wobei
Erhöhungen 7 bzw. Vertiefungen 8 randnah in der Erosionsschutzleiste 1 ausgebildet
sind. Die Erosionsschutzleiste 1 schließt somit direkt hinter einer Erhöhung 7 bzw.
Vertiefung 8 ab, so dass die Erosionsschutzleiste 1 lediglich so groß ausgebildet
ist, wie eine zuverlässige Verbindung zwischen Erosionsschutzleiste 1 und Platten
3, 4 erfordert. Hierdurch lässt sich eine Materialersparnis erreichen.
[0024] Fig. 4 zeigt in Seitenansicht zwei Platten 3, 4, welche mit einer Erosionsschutzleiste
1 überdeckt sind. Gemäß Fig. 5 verfügt die Erosionsschutzleiste 1 dabei über linienförmig
ausgebildete Erhöhungen 7 bzw. Vertiefungen 8. Die Erhöhungen 7 bzw. die Vertiefungen
8 bilden eine kontinuierliche Linie, welche parallel zu dem Verbindungsbereich 2 der
Platten 3, 4 verläuft. Somit ergibt sich entlang des Verbindungsbereiches 2 eine gleichgroße
Überdeckung der Platten 3, 4 mittels der Erosionsschutzleiste 1. Die Figuren 4 und
5 zeigen dabei jeweils eine Erosionsschutzleiste 1, bei weicher die Erhöhungen 7 bzw.
Vertiefungen 8 randfern ausgebildet sind. Dabei ergibt sich eine Überlappung der Erhöhungen
7 bzw. Vertiefungen 8 durch das Material der Erosionsschutzleiste 1. Im Gegensatz
dazu zeigt Fig. 6 eine Erosionsschutzleiste 1, bei welcher die Erhöhungen 7 bzw. die
Vertiefungen 8 randnah in der Erosionsschutzleiste 1 ausgebildet sind. Die Erosionsschutzleiste
1 schließt somit unmittelbar hinter einer Erhöhung 7 bzw. Vertiefung 8 ab.
[0025] Die Figuren 7 und 8 zeigen jeweils Platten 3, 4 und Erosionsschutzleisten 1 mit einer
zu den Figuren 1 bis 6 andersartigen Form. Dabei sind die Platten 3, 4 und die Erosionsschutzleiste
1 jeweils nur über Erhöhungen 7, 9 miteinander verbunden. Fig. 7 zeigt eine Variante
mit randfernen Erhöhungen 7, 9, während Fig. 8 eine Variante mit randnahen Erhöhungen
7, 9 zeigt.
[0026] Neben den dargestellten Varianten sind jeweils auch weitere Formen möglich.
[0027] Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Erosionsschutzleiste 1, der Platten
3, 4 und des Plattenwärmetauscher-Systems wird somit eine Lösung zum Schutz von Verbindungsbereichen
2 zwischen Platten 3, 4 eines Plattenwärmetauschers geschaffen, welche in vielerlei
Hinsicht von Vorteil ist. Die Erosionsschutzleiste 1 ist durch die korrespondierenden
Erhöhungen 7 bzw. Vertiefungen 8 der Erosionsschutzleiste und die Erhöhungen 9 bzw.
Vertiefungen 10 der Platte 1 leicht auf die Platten 3, 4 aufklippbar. Dabei ist es
ohne weitere Hilfsmittel möglich die Erosionsschutzleiste 1 auf die verbundenen Platten
3, 4 aufzubringen. Es müssen keine Schweißpunkte gesetzt oder Halteeisen wie im Stand
der Technik montiert werden. Für einen Austausch abgenutzter Erosionsschutzleisten
1 ist es lediglich erforderlich, die Erosionsschutzleisten 1 mit Hilfe eines Hebewerkzeugs
von den Platten 3, 4 abzulösen, wobei jeweils korrespondierende Erhöhungen 7 der Erosionsschutzleiste
1 von korrespondierenden Erhöhungen 9 der Platten 3, 4 getrennt werden, bzw. Vertiefungen
8 der Erosionsschutzleiste 1 von Vertiefungen 10 der Platten 3, 4. Somit ist ein Austausch
der Erosionsschutzleisten 1 von dem Betreiber des Plattenwärmetauschers selbst ausführbar.
Bezugszeichenliste
[0028]
- 1
- Erosionsschutzleiste
- 2
- Verbindungsbereich
- 3
- Platte
- 4
- Platte
- 5
- Schenkel
- 6
- Schenkel
- 7
- Erhöhungen der Erosionsschutzleiste
- 8
- Vertiefungen der Erosionsschutzleiste
- 9
- Erhöhungen der Platte
- 10
- Vertiefungen der Platte
1. Erosionsschutzleiste (1) zur Abdeckung von geschweißten Verbindungsbereichen (2) zwischen
Platten (3, 4) eines Plattenwärmetauschers, wobei die Erosionsschutzleiste (1) im
Wesentlichen zwei Schenkel (5, 6) aufweist, welche die miteinander verschweißten Platten
(3, 4) zwischen sich aufnehmen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erosionsschutzleiste (1) eine Form aufweist, welche zumindest in Teilbereichen
formschlüssig mit der Form der Platten (3, 4) korrespondiert, wobei die Schenkel (5,
6) der Erosionsschutzleiste (1) Erhöhungen (7) oder Vertiefungen (8) aufweisen, welche
formschlüssig in Erhöhungen (9) oder Vertiefungen (10) der Platten (3, 4) eingreifbar
sind.
2. Erosionsschutzleiste (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese auf die Platten (3, 4) aufklippbar ist.
3. Erosionsschutzleiste (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (7) und/oder Vertiefungen (8) linienförmig ausgebildet sind.
4. Erosionsschutzleiste (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (7) und/oder Vertiefungen (8) punktförmig ausgebildet sind.
5. Erosionsschutzleiste (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (7) und/oder Vertiefungen (8) randfern in der Erosionsschutzleiste
(1) ausgebildet sind.
6. Erosionsschutzleiste (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (7) und/oder Vertiefungen (8) randnah in der Erosionsschutzleiste
(1) ausgebildet sind.
7. Erosionsschutzleiste (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (7) und/oder Vertiefungen (8) Hintergreifungen aufweisen, welche formschlüssig
in korrespondierende Elemente der Platten (3, 4) eingreifbar sind.
8. Plattenwärmetauscher mit an Verbindungsbereichen (2) miteinander verschweißten Platten
(3, 4)
dadurch gekennzeichnet,
dass die miteinander verbundenen Platten (3, 4) zusammen eine dreidimensionale Form aufweisen,
welche zumindest in Teilbereichen formschlüssig mit der Form einer Erosionsschutzleiste
(1) korrespondiert, wobei die Platten (3, 4) Erhöhungen (9) oder Vertiefungen (10)
aufweisen, welche formschlüssig in Erhöhungen (7) oder Vertiefungen (8) der Erosionsschutzleiste
(1) eingreifbar sind.
9. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (9) und/oder Vertiefungen (10) linienförmig ausgebildet sind.
10. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (9) und/oder Vertiefungen (10) punktförmig ausgebildet sind.
11. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (9) und/oder Vertiefungen (10) Hintergreifungen aufweisen, welche
formschlüssig in korrespondierende Elemente der Erosionsschutzleiste (1) eingreifbar
sind.