DE2611399A1 - Heat-exchanger comprising pack of flat plates - employing standard hollow plastic sheets to facilitate assembly - Google Patents
Heat-exchanger comprising pack of flat plates - employing standard hollow plastic sheets to facilitate assemblyInfo
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Abstract
Description
Wärmetauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit einem im wesentlichen aus ebenen Elementen aufgebauten Stapel, der den Wärmeaustausch bewirkende,parallele getrennte Kanale hesit-zY, von denen jeweils zwei henachbarte Kanäle vorzugsweise rechtwirlklig zueinander gerichtet sind. Heat exchanger The invention relates to a heat exchanger with a stack essentially made up of planar elements, which enables the heat exchange causing, parallel, separate channels hesit-zY, two of which are adjacent Channels are preferably directed at right angles to one another.
Üblicherweise sind derartige Wärmetauscher aus übereinander bzw.Usually such heat exchangers are made up of one above the other or
nebeneinander im Abstand geschichteten Platten aufgebaut, die zur Bildung von getrennten Durchflußkanälen abwechselnd an den zueinander querveriufenden Randbereichen abgedichtet sind (DT-OS 23 59 978). Die Herstellung eines derartigen Wärmetauscherstapeis ist relativ aufwendig und zeitraubend, da zwischen jeweils zwei benachbarten Platten ein Abstandhalter eingefUgt und jeder einzelne durch das Aufeinanderschichten gebildete Kanal abgedichtet werden muß. Wird das Dichtmaterial gleichzeitig als Abstandhalter verwendet, so müssen dennoch beider Herstellung Hilfsabstandhalter eingesetzt werden, die erst nach dem Abbinden des Dichtmaterials wieder entfernt werden können. Auch dies ist relativ aufwendig.next to each other in the distance layered plates built, which for Formation of separate flow channels alternating at those that cross one another Edge areas are sealed (DT-OS 23 59 978). The production of such a Heat exchanger stack is relatively complex and time consuming, since between each A spacer is inserted into two adjacent plates and each one through the Layered channel must be sealed. Will the sealing material used as spacers at the same time, auxiliary spacers must nevertheless be used during manufacture are used, which are only removed after the sealing material has set can be. This is also relatively complex.
Imine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Tauscherstapel wesentlich einfacher und schneller aufgebaut werden kann.It is an object of the present invention to provide a heat exchanger of the type mentioned to create the exchanger stack much easier and can be set up faster.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die den Stapel bildenden Elemente handelsilbliche) hohle, einstückig geformte Platten sind, deren etwa parallele Wände durch Stege auf Abstand gehalten sind.According to the invention it is provided that the elements forming the stack commercial syllable) are hollow, one-piece shaped plates with roughly parallel walls are kept at a distance by bars.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist wesentlich schneller und einfacher aufgebaut, da die verwendeten Elemente zumindest die parallelen Durchflußkanäle des das eine Medium aufnehmenden Kanalsystems beinhalten. Da diese doppelwandigen Platten einstückig geformt sind, ist auch bereits eine Abdichtung dieser Kanäle nach außen gewährleistet. Aufgrund der die beiden Wände der einzelnen Platten auf Abstand haltenden Stege ist es auch nicht mehr notwendig, im Bereich der Mitte von großflächigen Platten zus,-itzliche Abstandhalter einzubauen. Da handelshliche Platten ,die aus der Verpackungstechnik bekannt sind und dort zum beispielsweise stofesten Verpacken von Gegenständen verwendet werden, beim erfindungsgemäßen Wärmetauscher Verwendung finden können und aufeinander geschichtet werden, ist der Stapel nicht nur schnell aufgebaut, sondern darüber hinaus außerordentlich billig. Gegenüber bekannten Wärmetauschern ist der erfindungsgemäße Wärmetauscher darüber hinaus auch wesentlich leichter, da bei den ekannten Wärmetauschern die Platten eine gewisse Eigensteifigkeit und damit Dicke aufweisen müssen, gegenüber der die Wand der erfindungsgemäß verwendeten hohlen und in sich steifen Platten dnn ist. Diese dünnen Wände ermöglichen ferner einen verbesserten Wärmeaustausch. Des weiteren ist der erfindungsgemäße Wärmetauscher nicht nur in Bezug auf den Arbeitsaufwand ,sondern auch in Bezug auf den Materialaufwand wesentlich billiger. Je nach dem verwendeten Kunststoff ist bei einem solchen W'irmetauscherstapel von vornherein eine mehr oder weniger große Eigeelastizität vorhanden, so daß zur Aufnahme eventueller Warmespannungen keine gesonderten Maßnahmen getroffen werden müssen.The heat exchanger according to the invention is much faster and simpler built because the elements used at least the parallel flow channels of the channel system containing the medium. Since this double-walled Plates are formed in one piece, is already a seal of these channels guaranteed to the outside world. Due to the two walls of the individual panels on Spacer bars it is also no longer necessary in the area of the middle of to install additional spacers on large panels. Commercially available records that are known from packaging technology and there for example, material-proof Packaging of objects are used in the heat exchanger according to the invention Can be used and stacked on top of each other, the stack is not only quick to set up, but also extremely cheap. Opposite to The heat exchanger according to the invention is also known heat exchangers much lighter, because the plates of the known heat exchangers have a certain Must have inherent rigidity and thus thickness, compared to the wall of the invention used hollow and inherently stiff plates is thin. These thin walls allow also an improved heat exchange. Furthermore, the inventive Heat exchangers not only in terms of labor, but also in terms of the cost of materials much cheaper. Depending on the plastic used is with such a heat exchanger stack a more or less large one from the start Self-elasticity available, so that no thermal stresses can be absorbed separate measures must be taken.
Ein sehr einfacher Aufbau ergibt sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dann, wenn die Platten abwechselnd um 900 gegeneinander verdreht unmittelbar aufeinanderliegen, da dann auch zwischen zwei benachbarten Platten keinerlei Abstands- und Dichtungsprobleme bestehen. Es werden dann die Kanäle T)eicler-Kanalsysteme durch die handelsüblichen hohlen Platten gebildet. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, die jeweils einen Kanal entlaltenden Platten eines Stapels gReichzurichten und zwischen je zwei benachbarten Platten leistenfrmige Abstandhalter anzuordnen, die quer zum Kanal der Platten verlaufen.A very simple structure results according to one embodiment of the invention when the plates are rotated alternately by 900 against each other immediately lie on top of each other, since there is no gap between two adjacent plates. and There are sealing problems. The channels then become T) eicler channel systems formed by the commercially available hollow plates. In another embodiment the invention, however, provides the plates each having a channel entlalting straighten a stack and strip-shaped between two adjacent plates To arrange spacers that run transversely to the channel of the panels.
Dies bedeutet, daß die Kanäle des einen Kanalsystems durch 4ie hohlen Platten und die quer dazu verlaufenden Kanäle des anderen Kanal systems von den beiden einander zugewandten Wänden zweier benachbarter Platten gebildet sind. Dabei können die Abstandhalter, die an den Randbereichen angeordnet sind, gleichzeitig zur Abcìichtung der Kanäle nach außen und damit gegenüber den anderen Kanäle verwendet werden. Die Abstandleisten sind bevorzugt ebenfalls Itohl und zweckmäßigerweise mit den Platten einstückig, beispielsweise durch Spritzen, Strangpressen oder dergleichen hergestellt.This means that the channels of one channel system hollow through 4ie Plates and the transverse channels of the other channel system from the two facing walls of two adjacent plates are formed. Included the spacers, which are arranged at the edge areas, can be used at the same time used to seal off the channels from the outside and thus from the other channels will. The spacer strips are preferably also Itohl and expediently in one piece with the plates, for example by injection molding, extrusion or the like manufactured.
Es versteht sich, daß die Abstandleisten auch gesondert aus Fxunststoff oder einem anderen Material hergestellt und mit den Platten beispielsweise verklebt werden können. Bei manchen Anwendtlngsfällen kann es dabei zweckmäßig sein, die Abstandleisten dicker als die hohlen Platten zu machen, so daß die Kanäle des einen Kanalsystems einen geringeren Querschnitt besitzen als die des anderen Kanalsystems. Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn den Wärmetauscher zwei verschiedene Medien, beispielsweise ein fllssiges und ein gasförmiges Medium, durchströmen, oder die austauschenden Medien bzgl. der gewünschten Durchflußmenge verschieden sind.It goes without saying that the spacer strips are also made separately from plastic or another material and glued to the plates, for example can be. In some cases it can be useful to use the Make spacer strips thicker than the hollow plates so that the channels of one Channel system have a smaller cross-section than that of the other channel system. This can be advantageous, for example, if the heat exchanger is two different Media, for example a liquid and a gaseous medium, flow through, or the exchanging media with respect to the desired flow rate are different.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sin der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung an fland der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele leschrieben und erläutert wird. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines W-irmetauschers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung; Fig. 2a und b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Wärmetauscherstapels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und je Fig. 3a und b eine Seitenansicht eines Stapelelementes.Further details and refinements of the invention are given below Refer to the description in which the invention is based on the one shown in the drawing Embodiments will be written and explained. They show: FIG. 1 a perspective View of a heat exchanger according to a first exemplary embodiment of the present invention Invention; 2a and b show a plan view and a side view, respectively a heat exchanger stack according to a second embodiment and each Fig. 3a and b a side view of a stacking element.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher 11 besteht aus einem rahmenartigen Gehäuse 12, in welches ein Stapel 13 aus mehreren gemäß Fig. 1 nebeneinander angeordneten, im wesentlichen ebenen Elementen 14 eingesetzt ist. Der Wärmetauscherstapel 13 besitzt parallele Kanäle 16 eines ersten Kanalsystems, das sich gemäß Pfeil A. am Wärmetauscher 11 von vorne nach hinten erstreckt, und parallele Kanäle 17 eines zweiten Kanalsystems, das sich gemäß Pfeil B am Wärmetauscher 11 z.B. von ohen nach unten, also senkrecht zum ersten Kanalsystem erstreckt. Dabei ist jeweils ein Kanal 16 des ersten Kanalsystems zwischen zwei Kanälen 17 des zweiten Kanal-und systems umgekehrt angeordnet. Das Zu- und Abführen des betreffenden Mediums zu bzw. von den Kanälen 16 und 17 erfolgt hier z.B.The heat exchanger 11 according to the invention consists of a frame-like one Housing 12, in which a stack 13 of several according to FIG. 1 arranged side by side, substantially planar elements 14 is used. The heat exchanger stack 13 has parallel channels 16 of a first channel system, which is located according to arrow A. on the heat exchanger 11 extends from front to back, and parallel channels 17 of a second channel system, according to arrow B on the heat exchanger 11, e.g. from top to bottom, i.e. vertically extends to the first canal system. In each case there is a channel 16 of the first channel system arranged in reverse between two channels 17 of the second channel and system. That The relevant medium is supplied and discharged to and from the channels 16 and 17 here e.g.
front- und rückseitig bzw. oben-- und untenseitig, in welchen Bereichen das rahmenartige Gehäuse 12 offen ist und an welche Bereiche jeweils Leitungskanäle für das oder die Medien angeflanscht werden können. Die gas- und flüssigkeitsdichte Trennung der beiden Kanalsysteme an den Längskanten des Stapels 13 erfolgt dadurch, daß die betreffenden Rahmenschenkl 18 des Gehäuses 12 diese Kanten des Stapels 13 winklig und dicht übergreifen. Zur ausreichenden Festigkeit kann das Gehäuse 12 an den Schmalseiten Versteifungsstäbe 19 besitzen.front and back or top and bottom, in which areas the frame-like housing 12 is open and to which areas each line ducts can be flanged for the media or media. The gas and liquid tightness Separation of the two channel systems at the longitudinal edges of the stack 13 takes place by that the relevant frame members 18 of the housing 12 these edges of the stack 13 overlap at an angle and tightly. For sufficient strength, the housing 12 have stiffening rods 19 on the narrow sides.
Die zum Aufbau des Wärmetauschers beider Ausführungsformen verwendeten einzelnen Stapelelemente 14, die handelsübliche, in der Verpackungstechnik verwendete hohle Ratten aus Kunststoff sein können, die ähnlich der ebenfalls aus der Verpackungstechnik her bel-anntenWelipappe aufgebaut sind, besitzen zwei im wesentlichen parallele Wände 21,22, die mlttels im wesentlichen senkrecht zu ihnen verlaufender Stege 23 auf gleichm&Rigem Abstand gehalten sind, welche Stege 23 über die Breite oder Länge der Platte 14 in etwa gleichmäßigem und regelmäßigem Abstand parallel zueinander verlaufen. Jede hohle Kunststoffplatte 14 besitzt damit mehrere nebeneinander angeordnete, etwa rechteckförmige Einzelkanäle 24, die zusammen je einen Durchflußkanal 16 des ersten Kanalsystemsbilden. Die wellpappenartige Platte 14 ist aus'einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise PVC , Polyäthylen oder Polyprophylen usw. im Spritz- oder Strangpressverfahren hergestellt. Der verwendete Kunststoff ist entsprechend widerstandsfähig und von den den Wärmetauscher 11 durchströmenden Medien nicht angreifbar. Durch den besonderen, einstückigen, wellpappenartigen Aufbau besitzen die Platten 14 eine ausreichende Eigensteifigkeit in beiden Flächenausdehnungen. Aus den großflächig hergestellten doppelwandigen Platten können Stapelelemente 14 nahezu beliebigen Formats geschnitten werden, wobei dann jeweils zwei der Stege 23 die schmalen, parallelen und den Kanal 16 begrenzenden Seitenwände 26 und 27 bilden. Bei beiden Ausführungsbeispielen besitzen die Stapelplatten 14 eine Material stärke von etwa 0,2 mm, wobei die Dicke der Wände 21,22 und die der Stege 23 etwa gleich ist.The ones used to build the heat exchanger in both embodiments individual stacking elements 14, the commercially available, used in packaging technology Hollow rats made of plastic can be similar to those used in packaging technology her bel-anntenWelipappe are constructed, have two essentially parallel Walls 21,22, which are essentially perpendicular to them running away Web 23 are kept at the same distance, which webs 23 across the width or length of the plate 14 in approximately uniform and regular spacing parallel run towards each other. Each hollow plastic plate 14 thus has several side by side arranged, approximately rectangular individual channels 24, which together each have a flow channel 16 of the first channel system. The corrugated cardboard-like plate 14 is made of a suitable one Plastic, for example PVC, polyethylene or polypropylene, etc. in the injection or extrusion processes. The plastic used is accordingly resistant and not attackable by the media flowing through the heat exchanger 11. Due to the special, one-piece, corrugated cardboard-like structure, the panels have 14 sufficient rigidity in both areas. From the large area produced double-walled plates can stack elements 14 almost any Format are cut, then two of the webs 23 are the narrow, parallel and side walls 26 and 27 delimiting the channel 16. In both embodiments The stacking plates 14 have a material thickness of about 0.2 mm, the thickness of the walls 21, 22 and that of the webs 23 is approximately the same.
Beim ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die einzelnen Stapelelemente 14 unmittelbar aneinandergrenzend nebeneinander geschichtet, wobei jedes Stapelelement gegenüber dem benachbarten um 900 verdreht ist. Es sind also abwechselnd bzw. intermittierend die einen Stapelelemente 14 so angeordnet, daß ihre Einzelkanäle 24 in Richtung des Pfeiles A zeigen, und die anderen Stapelelemente 14 so, daß ihre Einzelkanäle gemäß Pfeil B, also senkrecht dazu gerichtet sind. Die einen Stapelelemente 14 bilden also die Kanäle 16 des ersten Kanalsystems und die anderen dazwischenliegenden Stapelelemente 14 die Ka-Kanäle 17 des zweiten Kanalsystems. Dabei können die Platten mit ihren aneinanderliegenden Wänden zumindest punktweise verklebt oder verschweißt werden.In the first embodiment of FIG. 1, the individual stack elements 14 layered directly adjacent to one another, with each stack element is rotated by 900 compared to the neighboring one. So they are alternating or intermittent the one stacking elements 14 arranged so that their individual channels 24 in the direction of the arrow A show, and the other stack elements 14 so that their individual channels according to arrow B, so directed perpendicular to it. Which form a stacking element 14 that is, the channels 16 of the first channel system and the other stack elements lying in between 14 the Ka channels 17 of the second channel system. The plates with their adjacent walls are at least point-wise glued or welded.
Beim in den Fig. 2a,b dargestellten anderen Ausführungsteispiel sind die Stapelelemente 14 nur in einer Richtung angeordnet, also entweder gemäß Pfeil A oder Pfeil B gerichtet, und zur Bildung beispielsweise des zweiten Kanaistes in gleichmäßigem Abstand nebeneinander angeordnet. Dabei sind außer einer an einer Seite des Stapels 13 angeordneten AbschluE-platte 14' alle Stapelelemente 14 an der Außenseite einer ihrer Wände 21 oder 22 mit zwei hohlen Pandabstandleisten 28 und 29 und ggf. weiteren dazwischen mit gleichmäßigem Abstand versehenen angeordneten hohlen Abstandleisten 31 verbunden (ein.In the other exemplary embodiment shown in FIGS. 2a, b the stacking elements 14 are only arranged in one direction, that is, either according to the arrow A or arrow B directed, and to form, for example, the second channel in evenly spaced next to each other. There are except one at one Side of the stack 13 arranged closure plate 14 'all stack elements 14 the outside of one of its walls 21 or 22 with two hollow pand spacing strips 28 and 29 and, if necessary, further equidistantly spaced therebetween hollow spacer strips 31 connected (a.
3a,b). Die Abstandleisten 28 und 29 verlaufen nahe denjenigen Rändern 32 und 33 der Elemente 14, von denen die Einzelkanale 24 ausgehen, bzw. an denen sie enden, also quer zum Kanal 16.3a, b). The spacer strips 28 and 29 run close to those edges 32 and 33 of the elements 14, from which the individual channels 24 start, or on which they end, i.e. across channel 16.
Sämtliche Abstandleisten 28,29,31 sind aus demselben Kunststoff wie die Platten 14 gefertigt, besitzen einen etwa rechteckförmigen Querschnitt und sind mit den Platten 14 gas- und flCissigheitsdicht verklebt oder mitihnen einstückig hergestellt bzw. stranggepresst. Alle Abstandleisten 28,29,31 verlaufen im wesentlichen parallel zueinander und über die gesamte Breite der Elemente 14 und sind etwas dicker als die Stapelplatten 14.All spacer bars 28,29,31 are made of the same plastic as the plates 14 made, have an approximately rectangular cross-section and are glued to the plates 14 in a gas- and liquid-tight manner or as one piece with them manufactured or extruded. All spacer strips 28, 29, 31 essentially run parallel to each other and over the entire width of the elements 14 and are somewhat thicker than the stacking plates 14.
Die mit den Abstandleisten 28,29,31 versehenen Platten 14 werden also derart aufeinandergeschichtet, daß sie jeweils zwischen zwei benachbarten Platten 14 angeordnet sind. Die Verbindung zweier aufeinander bzw. nebeneinander liegender Platten 14 folgt mittels eines Klebe- und Dichtmittels, wobei es ausreicht, wenn die Randabstandleisten 28 und 29 mit der Oberseite der Wand 21 oder 22 der benachbarten Platte verklebt sind. Es versteht sich, daß es auch möglich ist, zwischen zwei ebene, handelsübliche Stapelplatten getrennt vorhandene Abstandleisten zu legen oder auch nur die Zwischenabstandleisten 31 getrennt einzulegen und die Randabstandleisten 28 und 29 anzuformen. Die getrennten Einzelteile werden dann miteinander gas- und flüssigkeitsdicht verklebt. Durch die parallel zueiander verlaufenden Abstandleisten 28,29,31 werden zwischen je zwei Platten 14 Einzelkanäle 34 gebildet, die zusammen jeweils einen Kanal 17 des zweiten Kanalsystems bilden und die quer zu den Einzelkanclen ^4 verlaufen.The plates 14 provided with the spacer strips 28,29,31 are thus stacked so that they are each between two adjacent plates 14 are arranged. The connection between two or next to each other Plates 14 follows by means of an adhesive and sealant, it being sufficient if the edge spacer strips 28 and 29 with the top of the wall 21 or 22 of the neighboring Plate are glued. It goes without saying that it is also possible to switch between two levels, commercially available stacking plates to place or separate existing spacer bars insert only the spacer bars 31 separately and the edge spacer bars 28 and 29 to be molded. The separate items are then gas and gas together glued liquid-tight. Thanks to the spacer strips that run parallel to one another 28.29.31 14 individual channels 34 are formed between each two plates, which together each form a channel 17 of the second channel system and transverse to the individual channels ^ 4 run.
Wesentlich ist, daß die Randabstandsleisten 28 und 29 die Einzelkanäle bzw. den Durchflußkanal 17 zur Seite hin dicht abschließen wie dies beim Kanal 16 aufgrund der einstückigen Seitenwände 26 und 27 der Fall ist. Dadurch ist auch gewährleistet, daß die beiden Kanalsysteme voneinander getrennt sind. Da die Abstandleisten 28,29,31 dicker sind als die Stege 23 hoch, besitzen die Einzelkanäle 34 eine größere lichte Weite als die Einzelkanäle 24. Es vei steht sich, daß diese je nach Anwendungsfall auch gleich ausgebildet sein können. Gegenüber dem ersten Ausffihrungsheicspiel sind hier nur halh so viel Stapelplatten notwendig.It is essential that the edge spacer strips 28 and 29 form the individual channels or close off the throughflow channel 17 tightly to the side, as is the case with channel 16 due to the one-piece side walls 26 and 27 is the case. This also ensures that the two channel systems are separated from each other. Since the spacer bars 28,29,31 Are thicker than the webs 23 high, the individual channels 34 have a greater clearance Width than the individual channels 24. It goes without saying that this depends on the application can also be designed the same. Compared to the first execution game only half as many stacking plates are necessary here.
Patentansprüche: Patent claims:
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19762611399 DE2611399A1 (en) | 1976-03-18 | 1976-03-18 | Heat-exchanger comprising pack of flat plates - employing standard hollow plastic sheets to facilitate assembly |
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DE19762611399 DE2611399A1 (en) | 1976-03-18 | 1976-03-18 | Heat-exchanger comprising pack of flat plates - employing standard hollow plastic sheets to facilitate assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2611399A1 true DE2611399A1 (en) | 1977-09-22 |
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ID=5972768
Family Applications (1)
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DE19762611399 Pending DE2611399A1 (en) | 1976-03-18 | 1976-03-18 | Heat-exchanger comprising pack of flat plates - employing standard hollow plastic sheets to facilitate assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2611399A1 (en) |
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- 1976-03-18 DE DE19762611399 patent/DE2611399A1/en active Pending
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