Plattenwärmetauscher für im Gegenstrom geführte Medien

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher für im Gegenstrom geführte Medien, bestehend aus formgeprägten Einzelplatten, die miteinander zu einen Strömungskanal für das eine Medium bildenden Plattenpaaren verbunden sind, die ihrerseits zu einem Plattenstapel verbunden sind und zwischen sich jeweils einen Strömungskanal für das andere Medium bilden, wobei der Zuund Abströmquerschnitt jedes Kanals in Plattenlängsrichtung diagonal zueinander versetzt ist und die Zu- und Abströmquerschnitte der Kanäle für die beiden Medien nebeneinanderliegen, jedoch um die halbe Höhe des Zu- bzw. Abströmquerschnitts der Kanäle zueinander versetzt sind.

[0002] Derartige Plattenwärmetauscher, die im Grundprinzip den aus der DE-A-37 10 823 bekannten Plattenwärmetauschern entsprechen, werden beispielsweise in der Umwelttechnik eingesetzt und können auch für große Volumenströme der am Wärmeaustausch beteiligten Medien ausgelegt werden, wobei es sich bei diesen Medien nicht nur um gasförmige Medien handeln muß, da es Fälle gibt, bei denen der Wärmeaustausch zwischen Flüssigkeiten oder zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit erfolgen soll.

[0003] Bei den Plattenwärmetauschern der eingangs beschriebenen Art, bei denen die zu einem Plattenpaar verbundenen Einzelplatten zwischen sich einen Strömungskanal für das eine Medium und die zu einem Stapel verbundenen Plattenpaare zwischen sich jeweils einen Strömungskanal für das andere Medium bilden, ergibt sich das Problem der zuverlässigen Abdichtung sowohl der Einzelplatten miteinander zu Plattenpaaren (Abdichtungsart 1) als auch der Plattenpaare miteinander zum Plattenstapel (Abdichtungsart 2). Da beide Abdichtungsarten für die Dichtigkeit der Strömungskanäle der im Gegenstrom zueinander strömenden beiden Medien entscheidend sind, vergrößert sich das Problem der Abdichtung, wenn ein Medium oder beide Medien unter Druck stehen und/oder zwischen den beiden Medien ein Druckunterschied besteht. Das Problem der Abdichtung wird weiterhin dadurch vergrößert, daß ein derartiger Plattenwärmetauscher hohen Temperaturen und teilweise beachtlichen Temperaturdifferenzen zwischen den beiden am Wärmeaustausch teilnehmenden Medien ausgesetzt ist, wobei sich diese Temperatureinflüsse insbesondere beim Anfahren des Wärmetauschers noch verstärken.

[0004] Insbesondere bei einem Einsatz derartiger Plattenwärmetauscher in der Umwelttechnik kommt häufig erschwerend hinzu, daß die Einzelplatten eine mehr oder weniger große Korrosionswiderstandsfähigkeit aufweisen müssen. Die Einzelplatten werden demzufolge aus Kunststoff oder Edelstahl hergestellt; weiterhin sind Ausführungen aus normalem Stahlblech bekannt, das jedoch mit einer Korrosionsschutzschicht aus Kunststoff oder Emaille versehen ist. Während sich Einzelplatten aus Kunststoff oder Edelstahl mit einem höheren technischen Aufwand miteinander verschweißen lassen, ist dies bei mit einer Korrosionsschutzschicht versehenen Einzelplatten nicht möglich, ohne diese Schutzschicht im Bereich der Schweißnähte zu zerstören. Hier muß bei den bekannten Plattenwärmetauschern eine andere Verbindungsart gewählt werden, beispielsweise Kleben oder Klemmen, vorzugsweise unter Zwischenfügen von Dichtungen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Plattenwärmetauscher der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß sich auch unter Berücksichtigung der voranstehend erwähnten Temperaturbeanspruchungen mit geringem technischen und Herstellungsaufwand eine zuverlässige und dauerhafte Abdichtung sowohl zwischen den Einzelplatten als auch zwischen den Plattenpaaren ergibt.

[0006] Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Einzelplatte im Anschluß an und parallel zu ihren in Plattenlängsrichtung verlaufenden Rändern, an denen sie mit der benachbarten Einzelplatte zu einem Plattenpaar verbunden ist, jeweils mit einer Anlagefläche ausgebildet ist, die gegenüber dem Rand um die halbe Höhe eines Plattenpaares versetzt ist und an der die Einzelplatten benachbarter Plattenpaare miteinander verbunden sind, und daß die einen Plattenstapel bildenden Einzelplatten an ihren im Bereich der Zu- bzw. Abströmung der beiden Medien liegenden Querrändern auf einer Teillänge mit der zum Plattenpaar gehörenden Einzelplatte und auf der restlichen Teillänge mit der Einzelplatte des benachbarten Plattenpaares verbunden sind.

[0007] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung derartiger Anlageflächen ist es auf einfache Weise auch in der Serienfertigung möglich, sowohl die Einzelplatten zu Plattenpaaren als auch die Plattenpaare zu einem Plattenstapel zuverlässig und dauerhaft miteinander zu verbinden, wobei es auch möglich ist, zuerst die Verbindung im Bereich der erfindungsgemäßen Anlageflächen und erst danach die Verbindung am Längsrand der Einzelplatten vorzunehmen. Für beide Verbindungen ergeben sich definierte Anlageflächen zwischen den Einzelplatten, so daß stets eine auf den jeweiligen Anwendungsfall und auf das Plattenmaterial abgestellte Abdichtung gewählt werden kann. Weiterhin ergeben sich zwei Reihen nebeneinanderliegender Zu- bzw. Abströmöffnungen für die im Gegenstrom zueinander geführten Medien. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist auch für mit einer Korrosionsschutzschicht versehene Einzelplatten geeignet.

[0008] Die durch die in der Höhe versetzten Anlageflächen im Zu- und Abströmbereich des Plattenstapels gebildeten Öffnungen sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung verschlossen, so daß sich eine technisch einfache Zu- und Abfuhr der den Plattenwärmetauscher durchströmenden Medien an gegenüberliegenden Seiten des Plattenstapels ergibt.

[0009] Die Plattenpaare und/oder die Einzelplatten können an ihren Anlageflächen bzw. Rändern erfindungsgemäß miteinander verschweißt und/oder miteinander abgedichtet verbunden sein. Die gas- bzw. flüssigkeitsdichte Verbindung kann somit nicht nur durch Schweißen oder Kleben, d.h. formschlüssig erfolgen, sondern auch kraftschlüssig dadurch, daß die Einzelplatten des Plattenstapels gegeneinandergedrückt werden, vorzugsweise durch Verwendung von Zugankern und Endplatten. Sowohl bei der formschlüssigen Verbindung, d.h. durch Schweißen oder Kleben, als auch bei der kraftschlüssigen Verbindung der Einzelplatten kann es vorteilhaft sein, im Bereich der Ränder und/oder Anlageflächen geeignete Dichtungen vorzusehen. Im Bereich der miteinander zu verbindenden Querränder wird vorzugsweise dieselbe Verbindungsart gewählt. Es kann aber auch ausreichend sein, die Verbindung der Einzelplatten im Bereich ihrer Querränder aufgrund der Formstabilität der Einzelplatten als Folge ihrer Verbindung an den Längsrändern und Anlageflächen ausschließlich durch Einlegen von Dichtungen zu bewirken.

[0010] Wenn die Einzelplatten aus Kunststoff oder Edelstahl hergestellt sind, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, die Einzelplatten an zumindest ihren Längsrändern und Anlageflächen durch Rollnahtschweißung miteinander zu verbinden. Werden zur Bildung des Plattenstapels beschichtete Einzelplatten verwendet, können diese erfindungsgemäß an den Längsrändern unbeschichtet sein und somit hier miteinander verschweißt werden. In beiden Fällen ist es möglich, zusätzlich zur Verschweißung Dichtungen zwischen den Einzelplatten einzulegen.

[0011] Mit der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, die Einzelplatten bzw. Plattenpaare eines Plattenstapels an den Längs- und Querrändern sowie an den Anlageflächen kraftschlüssig miteinander zu verbinden, und zwar vorzugsweise durch zwischen Endplatten verlaufende Zuganker. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Vorbereitung und Montage eines Plattenstapels für den erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher.

[0012] Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, im Bereich der Anlageflächen und/oder der Längsränder und/oder der Querränder Vertiefungen zur Aufnahme von Dichtungen oder Abdichtmasse auszubilden. Derartige rillenartige Vertiefungen erhöhen gleichzeitig die Formstabilität der Einzelplatten.

[0013] Normalerweise wird der Zu- und Abströmquerschnitt der Kanäle für die beiden am Wärmeaustausch teilnehmenden Medien gleich groß sein, insbesondere wenn die Volumen der beiden am Wärmeaustausch teilnehmenden Medien einander etwa entsprechen. In diesem Fall ist - bei gleicher vorgegebener Höhe der Zu- und Abströmöffnungen - die Breite dieser durch die Querkanten der Einzelplatten gebildeten Öffnungen gleich groß. Die Zu- und Abströmquerschnitte der beiden unterschiedlichen, von den beiden Medien im Gegenstrom durchströmten Kanälen können aber auch eine abweichende Größe haben, wenn die Volumenströme der beiden am Wärmeaustausch teilnehmenden Medien sich stark voneinander unterscheiden. In diesem Fall haben die durch die Querkanten der Einzelplatten gebildeten Zu- und Abströmquerschnitte bei gleicher Höhe eine unterschiedliche Breite. Um den gesamten Strömungskanalverlauf diesen unterschiedlichen Zu- und Abströmquerschnitten anzupassen, werden unterschiedlich geprägte Einzelplatten verwendet, so daß sich im Anschluß an die Ein- und Ausströmquerschnitte unterschiedlich hohe Strömungskanäle für die beiden im Gegenstrom strömenden Medien ergeben. In diesem Fall ergibt sich zwar der Nachteil, daß der Plattenstapel nicht mehr aus Einzelplatten einer einzigen Art gebildet werden kann, die lediglich um ihre Längsachse verdreht zum Plattenstapel miteinander verbunden und mit einem einzigen Werkzeug hergestellt werden. Der höhere, zwei unterschiedliche Werkzeuge für unterschiedlich tiefe Prägungen erfordernde Herstellaufwand ergibt jedoch andererseits den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher auch dann mit großem Erfolg eingesetzt werden kann, wenn zwei Medien mit unterschiedlichen Volumenströmen am Wärmeaustausch teilnehmen.

[0014] Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht eines Plattenstapels für ein erstes Ausführungsbeispiel des Plattenwärmetauschers,

Fig. 2

eine Teilansicht der Stirnseite des Plattenstapels nach Fig. 1,

Fig. 3

eine Draufsicht auf ein Plattenpaar eines Plattenwärmetauschers einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4

eine Ansicht der einen Stirnseite des Plattenpaares nach Fig. 3,

Fig. 5

eine Ansicht der anderen Stirnseite des Plattenpaares nach Fig. 3,

Fig. 6

einen Querschnitt durch das Plattenpaar nach Fig. 3 gemäß der Schnittlinie VI - VI in Fig. 3 und

Fig. 7

eine perspektivische, schematische Darstellung eines Plattenwärmetauschers aus Plattenpaaren gemäß den Fig. 3 bis 6.

[0015] Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel zeigt schematisch und perspektivisch den Plattenstapel S eines im übrigen nicht dargestellten Plattenwärmetauschers für im Gegenstrom geführte Medien. Dieser Plattenstapel S besteht aus einer Mehrzahl identischer, formgeprägter Einzelplatten 1, die jeweils miteinander zu einem Plattenpaar P verbunden sind.

[0016] Jede Einzelplatte 1 umfaßt einen Boden 11, der in einer anderen Ebene liegt wie die Längsränder 12. Im Anschluß und parallel zu diesen Längsrändern 12 ist jede Einzelplatte 1 jeweils mit einer Anlagefläche 13 ausgebildet, die gegenüber den Längsrändern 12 in der Höhe versetzt ist. Der Versatz zwischen der Anlagefläche 13 und dem zugehörigen Längsrand 12 ist doppelt so groß wie der Versatz zwischen den Längsrändern 12 und dem Boden 11; der Boden 11 liegt demzufolge höhenmäßig in der Mitte zwischen der Ebene der Längsränder 12 und der Ebene der Anlageflächen 13.

[0017] Die quer zu den Längsrändern 12 der Einzelplatte 1 verlaufenden Ränder liegen beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 etwa zur Hälfte in der Ebene der Längsränder 12 bzw. in der Ebene der Anlageflächen 13. Auf diese Weise ergeben sich Querränder 14a und 14b, die in der Höhe, d.h. senkrecht zur Fläche des Bodens 11 um denselben Betrag zueinander versetzt sind wie die Ebenen, in denen einerseits die Längsränder 12 und andererseits die Anlageflächen 13 liegen. Wie Fig. 1 deutlich erkennen läßt, liegen hierbei die Querränder 14a bzw. 14b einander diagonal gegenüber.

[0018] Aus den voranstehend beschriebenen, im oberen Teil der Fig. 1 dargestellten Einzelplatten 1 werden gemäß der unteren Darstellung in Fig. 1 Plattenpaare P gebildet, indem eine Einzelplatte 1 mit einer um ihre Längsachse um 180° gedrehten Einzelplatte 1 an den Längsrändern 12 verbunden wird. In den Fig. 1 und 2 sind fünf komplette Plattenpaare P₁ bis P₅ dargestellt, wobei auf dem obersten Plattenpaar P₅ noch eine Einzelplatte 1 angeordnet ist und sich eine weitere Einzelplatte 1 im größeren Abstand oberhalb dieser auf den Plattenpaaren P angeordneten Einzelplatte 1 befindet.

[0019] Wenn die Plattenpaare P nunmehr im Bereich der Anlageflächen 13 zu einem Plattenstapel S verbunden werden, ergeben sich abwechselnd übereinanderliegende, in Gegenrichtung durchströmte Kanäle für die beiden am Wärmeaustausch teilnehmenden Medien. Während das eine Medium in den Kanälen strömt, die durch die Plattenpaare P gebildet werden, strömt das andere Medium in den Kanälen, die sich durch das Zusammenfügen der Plattenpaare P zum Plattenstapel S ergeben. Die in der Ebene der Längsränder 12 liegenden Querränder 14a der Einzelplatten 1 bilden hierbei die Eintrittsöffnungen E₁ bzw. die Austrittsöffnungen A₁ der Kanäle für das zwischen den Plattenpaaren P strömende Medium. Die in der Ebene der Anlageflächen 13 verlaufenden Querränder 14b der Einzelplatten 1 bilden die Eintrittsöffnungen E₂ bzw. die Austrittsöffnungen A₂ für das andere Medium, das zwischen den Einzelplatten 1 jedes Plattenpaares in Gegenrichtung strömt. Wie wiederum die Fig. 1 am besten erkennen läßt, liegen aufgrund der diagonalen Anordnung der Eintritts- und Austrittsöffnungen die Eintrittsöffnungen E₁ für das erste Medium neben den Austrittsöffnungen A₂ für das andere Medium, und zwar jeweils um eine halbe Höhe eines Plattenpaares P versetzt.

[0020] Die in Fig. 2 wiedergegebene Stirnansicht des linken Teils des in Fig. 1 perspektivisch dargestellten Plattenstapels S läßt erkennen, daß die Plattenpaare P₁ bis P₅ auf einfache Weise dadurch hergestellt werden können, daß deren Einzelplatten 1 an ihren Längsrändern 12 miteinander verbunden werden. Die Verbindung der auf diese Weise entstandenen Plattenpaare P zu einem Plattenstapel S erfolgt auf ebenso einfache Weise dadurch, daß benachbarte Einzelplatten 1 der Plattenpaare P im Bereich der aufeinanderliegenden Anlageflächen 13 miteinander verbunden werden. In entsprechender Weise erfolgt eine Verbindung der aufeinanderliegenden Querränder 14a und 14b jeweils benachbarter Einzelplatten 1 gemäß Fig. 1.

[0021] Bei einem derartigen Zusammenfügen der Einzelplatten 1 zu einem Plattenstapel S ergeben sich an jeder Stirnseite des Plattenstapels S seitliche Öffnungen O, die jeweils mit dem Strömungskanal in Verbindung stehen, der durch die zu einem Plattenpaar P verbundenen Einzelplatten 1 für das eine Medium gebildet wird. Um die Zu- und Abfuhr dieses einen Mediums nicht zu komplizieren, werden diese Öffnungen O auf geeignete Weise verschlossen.

[0022] Beim ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 liegen die Einzelplatten 1 sowohl im Bereich ihrer Längsränder 12 als auch im Bereich ihrer Anlageflächen 13 flächig aufeinander. Die Verbindung der Einzelplatten 1 kann hierbei auf einfache Weise durch Schweißen, vorzugsweise Rollnahtschweißen erfolgen. Eine derartige Rollnahtschweißung läßt sich nicht nur bei aus Kunststoff oder Edelstahl hergestellten Einzelplatten 1 durchführen, sondern auch bei mit einer Korrosionsschutzschicht versehenen Einzelplatten 1, wenn diese Einzelplatten 1 im äußeren Bereich ihrer Längsränder 12 unbeschichtet sind, so daß sie hier miteinander ohne Zerstörung der Korrosionsschutzschicht verschweißt werden können. In diesem Fall ist es allerdings erforderlich, die Verbindung der einzelnen Plattenpaare P zu einem Plattenstapel S auf andere Weise zu bewerkstelligen.

[0023] Der Zusammenbau eines Plattenstapels S aus Einzelplatten 1 durch Schweißen kann dadurch vereinfacht werden, daß benachbarte Einzelplatten 1 zuerst im Bereich ihrer Anlageflächen 13 und erst danach im Bereich ihrer Längsränder 12 miteinander verschweißt werden. In diesem Fall kann mindestens eine Rollnahtschweißung im Bereich der Anlageflächen 13 und Längsränder 12 auf besonders einfache Weise durchgeführt werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Einzelplatten 1 zuerst zu Plattenpaaren P mittels Rollnahtschweißungen im Bereich ihrer Längsränder 12 zu verbinden und anschließend die Plattenpaare P zu einem Plattenstapel S zu verschweißen, indem Kehlnähte zwischen den aufeinanderliegenden Anlageflächen 13 angebracht werden.

[0024] Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 6 werden modifizierte Einzelplatten 1 verwendet. Diese sind sowohl im Bereich ihrer Längsränder 12 sowie Querränder 14a und 14b als auch im Bereich ihrer Anlageflächen 13 mit rillenartigen Vertiefungen 15 versehen. Diese Vertiefungen 15 bilden Hohlräume zur Aufnahme einer Dichtmasse bzw. von Dichtungen 2. Derartige Dichtungen 2 können nicht nur zusätzlich zu einer Verschweißung der Einzelplatten 1 an deren Anlageflächen, sondern auch alternativ zu derartigen Verschweißungen verwendet werden, wenn die Einzelplatten 1 eines Plattenstapels S auf andere Weise mit ihren Anlageflächen dichtend zusammengehalten werden. Die Fig. 7 zeigt anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels, daß der Plattenstapel S auch dadurch gebildet werden kann, daß die Einzelplatten 1 zwischen einer Grundplatte 3 und einer Deckplatte 4 mit Hilfe von Zugankern 5 eingespannt werden. In diesem Fall kann auf eine Verschweißung der Einzelplatten 1 zu Plattenpaaren P bzw. auf eine Verschweißung benachbarter Plattenpaare P miteinander verzichtet werden.

[0025] Den Fig. 3 bis 6 kann weiterhin entnommen werden, daß der Strömungsquerschnitt eines Kanales, der durch ein aus zwei Einzelplatten 1 gebildetes Plattenpaar P geschaffen wird, über die Kanallänge nahezu konstant ist. Die Fig. 4 und 5, welche die Stirnansichten gemäß den Pfeilen IV und V in Fig. 3 darstellen, lassen erkennen, daß der Querschnitt der Eintrittsöffnung E₁ und der Querschnitt der Austrittsöffnung A₁, die sich diagonal gegenüberliegen, etwa gleich groß sind. Dieser Strömungsquerschnitt ergibt sich auch in dem zwischen der Eintrittsöffnung E₁ und der Austrittsöffnung A₁ liegenden Kanalverlauf, der in Fig. 6 dargestellt ist. In diesem Bereich hat der Kanal die halbe Höhe der Eintrittsöffnung E₁ bzw. Austrittsöffnung A₁, aber die volle Breite. Auf diese Weise werden unerwünschte Strömungsverluste beim Durchströmen des Plattenstapels S vermieden. Ein entsprechender Kanalaufbau ergibt sich auch für diejenigen Kanäle, die durch benachbarte Plattenpaare P gebildet werden.

[0026] Die Fig. 4 und 5 zeigen schließlich, daß die sich durch die zusätzlichen Anlageflächen 13 ergebenden Öffnungen O in den Stirnseiten des Plattenstapels S auf einfache Weise verschlossen werden können. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 6 sind Stopfen 6 dargestellt, die in diese Öffnungen O eingesetzt sind. Selbstverständlich können die Öffnungen O auch auf andere Weise, beispielsweise durch Zuschweißen oder Zudrücken verschlossen werden.

[0027] Während bei den beiden auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen die Querränder 14a und 14b der Einzelplatten 1 etwa gleich groß ausgebildet sind, so daß sich etwa gleich große Eintritts- und Austrittsöffnungen für die beiden im Gegenstrom strömenden Medien ergeben, ist es selbstverständlich auch möglich, einem unterschiedlichen Volumenstrom der beiden am Wärmeaustausch teilnehmenden Medien dadurch Rechnung zu tragen, daß das Verhältnis der Längen der Querränder 14a und 14b zueinander verändert wird. Um auch in diesem Fall einen über die Kanallänge möglichst gleichmäßigen Kanalquerschnitt zu erzielen, müssen entsprechend des Längenverhältnisses der Querränder 14a und 14b auch die Abstände zwischen den Ebenen verändert werden, in denen die Anlageflächen 13, die Böden 11 und die Längsränder 12 liegen. In diesem Fall ist es allerdings erforderlich, zum Aufbau eines Plattenstapels S zwei unterschiedlich geprägte Einzelplatten 1 zu verwenden.

[0028] Aus den voranstehenden Darlegungen und den Zeichnungen ergibt sich, daß mit den beschriebenen Einzelplatten 1 Kompakt-Module für Plattenwärmetauscher hergestellt werden können, deren Einzelplatten aufgrund ihrer Randstabilität und Maßgenauigkeit die notwendigen Voraussetzungen schaffen, um derartige Plattenwärmetauscher für im Gegenstrom geführte Medien für hohe Betriebsdrücke sowie für aggressive Medien auszulegen.

Bezugszeichenliste:

[0029] 

1

Einzelplatte

11

Boden

12

Längsrand

13

Anlagefläche

14a

Querrand

14b

Querrand

15

Vertiefung

2

Dichtung

3

Grundplatte

4

Deckplatte

5

Zuganker

6

Stopfen

S

Plattenstapel

P

Plattenpaar

E₁

Eintrittsöffnung Medium 1

A₁

Austrittsöffnung Medium 1

E₂

Eintrittsöffnung Medium 2

A₂

Austrittsöffnung Medium 2

O

Öffnung

Ansprüche

1. Plattenwärmetauscher für im Gegenstrom geführte Medien, bestehend aus formgeprägten Einzelplatten (1), die miteinander zu einen Strömungskanal für das eine Medium bildenden Plattenpaaren (P) verbunden sind, die ihrerseits zu einem Plattenstapel (S) verbunden sind und zwischen sich jeweils einen Strömungskanal für das andere Medium bilden, wobei der Zu- und Abströmquerschnitt jedes Kanals in Plattenlängsrichtung diagonal zueinander versetzt ist und die Zu- und Abströmquerschnitte der Kanäle für die beiden Medien nebeneinanderliegen, jedoch um die halbe Höhe des Zu- bzw. Abströmquerschnitts der Kanäle zueinander versetzt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Einzelplatte (1) im Anschluß an und parallel zu ihren in Plattenlängsrichtung verlaufenden Rändern (12), an denen sie mit der benachbarten Einzelplatte (1) zu einem Plattenpaar (P) verbunden ist, jeweils mit einer Anlagefläche (13) ausgebildet ist, die gegenüber dem Rand (12) um die halbe Höhe eines Plattenpaares (P) versetzt ist und an der die Einzelplatten (1) benachbarter Plattenpaare (P) miteinander verbunden sind,
und daß die einen Plattenstapel (S) bildenden Einzelplatten (1) an ihren im Bereich der Zu- bzw. Abströmung der beiden Medien liegenden Querrändern (14a, 14b) auf einer Teillänge mit der zum Plattenpaar (P) gehörenden Einzelplatte (1) und auf der restlichen Teillänge mit der Einzelplatte (1) des benachbarten Plattenpaares (P) verbunden sind.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die in der Höhe versetzten Anlageflächen (13) im Zu- und Abströmbereich des Plattenstapels (S) gebildeten Öffnungen (O) verschlossen sind.

3. Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenpaare (P) und/oder die Einzelplatten (1) an ihren Anlageflächen (13) bzw. Rändern (12,14a,14b) miteinander verschweißt und/oder miteinander abgedichtet verbunden sind.

4. Plattenwärmetauscher nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelplatten (1) an zumindest ihren Längsrändern (12) und Anlageflächen (13) durch Rollnahtschweißung verbunden sind.

5. Plattenwärmetauscher nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von beschichteten Einzelplatten (1) die Längsränder (12) unbeschichtet und miteinander verschweißt sind.

6. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Verschweißung Dichtungen (2) zwischen den Einzelplatten (1) eingelegt sind.

7. Plattenwärmetauscher nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelplatten (1) bzw. Plattenpaare (P) eines Plattenstapels (S) an den Längs- und Querrändern (12,14a,14b) sowie an den Anlageflächen (13) kraftschlüssig, vorzugsweise durch zwischen Endplatten (3,4) verlaufende Zuganker (5) miteinander verbunden sind.

8. Plattenwärmetauscher nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Anlageflächen (13) und/oder der Längsränder (12) und/oder der Querränder (14a, 14b) Vertiefungen (15) zur Aufnahme von Dichtungen (2) oder Abdichtmasse ausgebildet sind.

Claims

1. Plate heat exchanger for media conveyed in counterflow, consisting of embossed individual plates (1) which are connected to one another to form pairs of plates (P) which form a flow channel for one medium and which are themselves connected to form a plate stack (S) and form between them a respective flow channel for the other medium, the inflow and flow-off cross-section of each channel being offset diagonally relative to one another in the longitudinal direction of the plates, and the inflow and flow-off cross-sections of the channels for the two media being located next to one another, but offset by half the height of the respective inflow and flow-off cross-section of the channels, characterized in that each individual plate (1) is designed, contiguously with and parallel to its edges (12) which extend in the longitudinal direction of the plates and at which it is connected to the adjacent individual plate (1) to form a pair of plates (P), with a respective bearing face (13) which is offset relative to the edge (12) by half the height of a pair of plates (P) and at which the individual plates (1) of adjacent pairs of plates (P) are connected to one another, and in that the individual plates (1) forming a plate stack (S), at their transverse edges (14a, 14b) located respectively in the inflow and flow-off region for the two media, are connected over a part length to the individual plate (1) belonging to the pair of plates (P) and over the remaining part length to the individual plate (1) of the adjacent pair of plates (P).

2. Plate heat exchanger according to Claim 1, characterized in that the orifices (O), formed by the bearing faces (13) offset in height, are closed in the inflow and flow-off region of the plate stack (S).

3. Plate heat exchanger according to Claims 1 and 2, characterized in that the pairs of plates (P) and/or the individual plates (1) are welded to one another and/or connected in a sealed-off manner to one another at their bearing faces (13) or edges (12, 14a, 14b).

4. Plate heat exchanger according to at least one of Claims 1 to 3, characterized in that the individual plates (1) are connected at at least their longitudinal edges (12) and bearing faces (13) by roll-seam welding.

5. Plate heat exchanger according to at least one of Claims 1 to 3, characterized in that, when coated individual plates (1) are used, the longitudinal edges (12) are uncoated and are welded to one another.

6. Plate heat exchanger according to Claim 4 or 5, characterized in that, in addition to the welding, seals (2) are inserted between the individual plates (1).

7. Plate heat exchanger according to at least one of Claims 1 to 6, characterized in that the individual plates (1) or pairs of plates (P) of a plate stack (S) are connected to one another at the longitudinal and transverse edges (12, 14a, 14b) and at the bearing faces (13) non-positively, preferably by means of tie rods (5) extending between end plates (3, 4).

8. Plate heat exchanger according to at least one of Claims 1 to 7, characterized in that depressions (15) for receiving seals (2) or a sealing-off mass are formed in the region of the bearing faces (13) and/or of the longitudinal edges (12) and/or of the transverse edges (14a, 14b).

Revendications

1. Echangeur de chaleur à plaques pour des milieux circulant à contre-courant, composé de plaques individuelles (1) qui sont formées à la presse et reliées les unes aux autres pour obtenir des paires de plaques (P) qui forment un canal d'écoulement destiné à l'un des milieux, qui, pour leur part, sont reliées les unes aux autres pour former une pile de plaques (S) et qui forment entre elles un canal d'écoulement destiné à l'autre milieu, la section d'entrée et la section de sortie de chaque canal étant décalées l'une par rapport à l'autre en diagonale dans le sens longitudinal des plaques, et les sections d'entrée et de sortie des canaux destinés aux deux milieux étant disposées côte à côte, mais décalées l'une par rapport à l'autre de la moitié de la hauteur de la section d'entrée ou de la section de sortie des canaux, caractérisé en ce que chaque plaque individuelle (1) comporte, dans le prolongement et parallèlement à ses bords (12) qui s'étendent dans son sens longitudinal et par lesquels elle est reliée à la plaque individuelle (1) voisine pour former une paire de plaques (P), une surface d'appui (13) qui, par rapport au bord (12), est décalée de la moitié de la hauteur d'une paire de plaques (P) et au niveau de laquelle sont assemblées les plaques individuelles (1) des paires de plaques voisines (P), et en ce qu'au niveau de leurs bords transversaux (14a, 14b) situés dans la zone d'entrée ou de sortie des deux milieux, les plaques individuelles (1) formant une pile de plaques (S) sont reliées, sur une longueur partielle, avec la plaque individuelle (1) appartenant à la paire de plaques (P) et, sur la longueur partielle restante, avec la plaque individuelle (1) de la paire de plaques (P) voisine.

2. Echangeur de chaleur à plaques selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures (O) formées par les surfaces d'appui (13) décalées en hauteur et situées dans les zones d'entrée et de sortie de la pile de plaques (S) sont fermées.

3. Echangeur de chaleur à plaques selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, au niveau de leurs surfaces d'appui (13) ou de leurs bords (12, 14a, 14b), les paires de plaques (P) et/ou les plaques individuelles (1) peuvent être assemblées entre elles par soudage et/ou reliées entre elles de manière étanche.

4. Echangeur de chaleur à plaques selon au moins une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les plaques individuelles (1) sont assemblées par soudage à la molette au niveau d'au moins leurs bords longitudinaux (12) et de leurs surfaces d'appui (13).

5. Echangeur de chaleur à plaques selon au moins une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en cas d'emploi de plaques individuelles revêtues (1), les bords longitudinaux (12) ne sont pas revêtus et sont assemblés par soudage.

6. Echangeur de chaleur à plaques selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que, en plus de la soudure, des joints (2) sont insérés entre les plaques individuelles (1).

7. Echangeur de chaleur à plaques selon au moins une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les plaques individuelles (1) ou les paires de plaques (P) d'une pile de plaques (S) sont reliées par solidarisation mécanique, de préférence au moyen de tirants (5) s'étendant entre des plaques d'extrémité (3, 4), au niveau des bords longitudinaux et transversaux (12, 14a, 14b) ainsi qu'au niveau des surfaces d'appui (13).

8. Echangeur de chaleur à plaques selon au moins une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, dans la zone des surfaces d'appui (13) et/ou des bords longitudinaux (12) et/ou des bords transversaux (14a, 14b), sont ménagés des creux (15) pour y loger des joints (2) ou une masse d'étanchéité.

Zeichnung