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DE102023210867A1 - Cooler with two largely parallel plates - Google Patents

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DE102023210867A1
DE102023210867A1 DE102023210867.4A DE102023210867A DE102023210867A1 DE 102023210867 A1 DE102023210867 A1 DE 102023210867A1 DE 102023210867 A DE102023210867 A DE 102023210867A DE 102023210867 A1 DE102023210867 A1 DE 102023210867A1
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DE
Germany
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plate
cooler
plates
flow
until
Prior art date
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Pending
Application number
DE102023210867.4A
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German (de)
Inventor
David Rochholz
Peter Friesen
Knut Riemrich
Martin Obermeier
Andreas Emmerich
Felix Girmscheid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hanon Systems Corp
Original Assignee
Hanon Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hanon Systems Corp filed Critical Hanon Systems Corp
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Abstract

Ein Kühler (10) weist zumindest zwei derart geformte und miteinander verbundene, insbesondere verlötete, weitgehend parallele Platten (12, 14, 50, 54) auf und zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein in der einen Platte (50) ausgebildeter Strömungskanal (34) unterbrochen ist und diese Platte zumindest eine Barriere derart aufweist, dass eine erste Fluid-, insbesondere Kältemittelströmung in einen in der anderen Platte (54) ausgebildeten Strömungskanal umgelenkt wird, und zumindest zwei Strömungskanälen (34), bevorzugt jedem Strömungskanal (34) ein separater Ein- (26) und bevorzugt auch Auslass (26) zugeordnet ist, und zwischen den Platten (12, 14, 50, 54) ein geschlossener Strömungsraum (56) für ein zweites Fluid, beispielsweise ein Kühlmittel ausgebildet ist.A cooler (10) has at least two largely parallel plates (12, 14, 50, 54) shaped in this way and connected to one another, in particular soldered, and is characterized in that at least one flow channel (34) formed in one plate (50) is interrupted and this plate has at least one barrier such that a first fluid, in particular coolant flow, is diverted into a flow channel formed in the other plate (54), and at least two flow channels (34), preferably each flow channel (34), are assigned a separate inlet (26) and preferably also an outlet (26), and a closed flow space (56) for a second fluid, for example a coolant, is formed between the plates (12, 14, 50, 54).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft einen Kühler mit zwei weitgehend parallelen Platten.The invention relates to a cooler with two largely parallel plates.

Stand der TechnikState of the art

Beispielsweise aus der DE 10 2021 210 826 A1 ist ein Kühler mit drei weitgehend parallelen Platten bekannt, von denen die äußeren beiden im Wesentlichen eben sind. Die mittlere Platte definiert die Strömungskanäle für Kühlmittel oder Kältemittel und ist mechanisch mit den erstgenannten Platten gefügt, üblicherweise verlötet.For example, from the EN 10 2021 210 826 A1 A cooler with three largely parallel plates is known, of which the outer two are essentially flat. The middle plate defines the flow channels for coolant or refrigerant and is mechanically joined to the first-mentioned plates, usually soldered.

Aus der JP H 11-287580 A geht ein ähnlicher Kühler hervor, der von Luft umströmt wird.From the JP H 11-287580 A A similar cooler emerges, which is surrounded by air.

Schließlich betrifft die DE 11 2021 004 917 T5 einen Wärmeübertrager zwischen zwei Flüssigkeiten, bei dem jede Flüssigkeit innerhalb des Wärmeübertragers auf mehrere Strömungskanäle oder -räume aufgeteilt wird.Finally, the EN 11 2021 004 917 T5 a heat exchanger between two fluids, in which each fluid within the heat exchanger is divided into several flow channels or spaces.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kompakten und/oder im Hinblick auf den Wärmeübergang verbesserten Kühler zu schaffen.Against this background, the object of the invention is to create a compact and/or improved cooler with regard to heat transfer.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch den Gegenstand des Anspruchs 1.This problem is solved by the subject matter of claim 1.

Demzufolge weist dieser zwei derart geformte und miteinander verbundene, insbesondere verlötete, weitgehend parallele Platten auf, dass zumindest ein in der einen Platte ausgebildeter Strömungskanal unterbrochen ist und diese Platte zumindest eine Barriere derart aufweist, dass eine Fluid-, insbesondere Kältemittelströmung in einen in der anderen Platte ausgebildeten Strömungskanal umgelenkt wird.Accordingly, it has two largely parallel plates which are shaped and connected to one another, in particular soldered, in such a way that at least one flow channel formed in one plate is interrupted and this plate has at least one barrier such that a fluid, in particular coolant flow, is diverted into a flow channel formed in the other plate.

Mit anderen Worten sind die Strömungskanäle abschnittsweise und alternierend in der einen und der anderen Platte ausgebildet. Die Platten sind im Hinblick auf die ebenen Bereiche zwischen jeglichen Strömungskanälen parallel zueinander und miteinander verbunden. Um die beschriebene Umlenkung von einem Strömungskanal in der einen Platte in einen Strömungskanal der anderen Platte zu gewährleisten, überlappen sich die in der jeweiligen Platte ausgebildeten Strömungskanäle. Die vorangehend erwähnten Barrieren, die im Wesentlichen das Ende eines in einer Platte ausgebildeten Strömungskanalabschnitts bilden, wirken somit als Leitelemente für die Umleitung sowie als Turbulatoren, die den Wärmeübergang verbessern. Gleichzeitig kann der Kühler oder allgemein Wärmeübertrager kompakt gehalten werden. Wie nachfolgend genauer beschrieben, können die Platten darüber hinaus derart miteinander verbunden werden, dass sie einer besonders hohen Belastung durch Innendruck standhalten.In other words, the flow channels are formed in sections and alternately in one and the other plate. The plates are parallel to one another and connected to one another with regard to the flat areas between any flow channels. In order to ensure the described deflection from a flow channel in one plate to a flow channel in the other plate, the flow channels formed in the respective plate overlap. The previously mentioned barriers, which essentially form the end of a flow channel section formed in a plate, thus act as guide elements for the diversion and as turbulators that improve the heat transfer. At the same time, the cooler or heat exchanger in general can be kept compact. As described in more detail below, the plates can also be connected to one another in such a way that they can withstand a particularly high load due to internal pressure.

Wenn üblicherweise ein Zwischenraum zwischen zwei Platten als Ebene definiert wird, kann eine konventionelle Fluid-, insbesondere Kältemittelströmung als zweidimensional bezeichnet werden. Demgegenüber stellt sich die in dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager ausgebildete Strömung insofern als dreidimensional dar, als das Fluid, insbesondere Kältemittel, zumindest abschnittsweise in einer Vertiefung, einem Kanal oder einer Erhebung einer ersten Platte, begrenzt durch einen anliegenden ebenen Bereich der zweiten Platte strömt, und in einem anderen Abschnitt in einer Erhebung, Vertiefung oder einem Kanal der zweiten Platte und begrenzt durch einen daran anliegenden ebenen Bereich der ersten Platte.If a gap between two plates is usually defined as a plane, a conventional fluid flow, in particular a coolant flow, can be described as two-dimensional. In contrast, the flow formed in the heat exchanger according to the invention is three-dimensional in that the fluid, in particular a coolant, flows at least in sections in a depression, a channel or a protrusion of a first plate, delimited by an adjacent flat region of the second plate, and in another section in a protrusion, depression or a channel of the second plate and delimited by an adjacent flat region of the first plate.

Anders betrachtet, wenn ein Layout des einen oder der mehreren Strömungskanäle mit unterschiedlichen Farben entsprechend einer Strömung in einer Vertiefung oder dergleichen der einen Platte einerseits und der anderen Platte andererseits mit unterschiedlichen Farben gekennzeichnet wird, zeigen sich unterschiedliche Farben im Verlauf des Strömungskanals. Ein zweites Fluid, beispielsweise ein Kühlmittel, das Wärme an das in den Platten alternierend strömende Kältemittel abgibt, strömt in den verbleibenden Plattenzwischenräumen, die durch einen umlaufenden seitlichen Steg begrenzt sind. Hier kann in dem Wärmeübertrager sowohl ein Gleich-, als auch ein Gegen-, als auch ein Kreuz-Gegenstrom ausgebildet werden.Viewed differently, if a layout of the one or more flow channels is marked with different colors corresponding to a flow in a recess or the like of one plate on the one hand and the other plate on the other hand, different colors appear in the course of the flow channel. A second fluid, for example a coolant, which gives off heat to the coolant flowing alternately in the plates, flows in the remaining plate spaces, which are delimited by a circumferential lateral web. Here, both a cocurrent, countercurrent, and cross-countercurrent flow can be formed in the heat exchanger.

Ferner weist der Kühler an den Außenseiten typischerweise weitgehend ebene Außenplatten auf, die vorzugsweise Ein- und Auslass für ein Fluid, dass beispielsweise Wärme an ein Kältemittel abgibt, aufweisen. Dies stellt im Wesentlichen eine Anschlussmöglichkeit an das Fluidsystem eines Fahrzeugs bereit. Grundsätzlich kann hierbei an beiden Seiten des Kühlers und an jeder der beiden Außenplatten ein Anschluss ausgebildet sein.Furthermore, the cooler typically has largely flat outer plates on the outside, which preferably have an inlet and outlet for a fluid that, for example, releases heat to a coolant. This essentially provides a connection option to the fluid system of a vehicle. In principle, a connection can be formed on both sides of the cooler and on each of the two outer plates.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die inklusive der Außenplatten zumindest vier Platten in geeigneter Weise mechanisch miteinander verbunden, insbesondere verlötet sind, sodass insgesamt ein Kühler mit hoher Festigkeit entsteht. Dies betrifft sowohl die Festigkeit gegen Innendruck als auch gegen externe mechanische Belastung.For the sake of completeness, it should be mentioned that at least four plates, including the outer plates, are mechanically connected to one another in a suitable manner, in particular soldered, so that overall a cooler with high strength is created. This applies both to the strength against internal pressure and to external mechanical stress.

Ferner kann der Kühler an das Kühlsystem eines Fahrzeugs angeschlossen sein. Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Kühler einen niedrigen Druckverlust und, wie erwähnt, eine hohe Festigkeit auf. Die Außen- und oder jegliche Zwischen- oder Trennplatten können je nach Anforderung vollständig mit den Platten, in denen Strömungskanäle ausgebildet sind, abschließen oder an zumindest einer Seite nach innen versetzt sein.Furthermore, the cooler can be connected to the cooling system of a vehicle. Furthermore, the cooler according to the invention has a low pressure loss and, as mentioned, a high strength. Depending on requirements, the outer and/or any intermediate or separating plates can be completely flush with the plates in which flow channels are formed or can be offset inwards on at least one side.

Im Bereich der Überlappung zwischen zwei Kühlkanalabschnitten in zwei verschiedenen Platten ergibt sich somit eine Strömungskanalhöhe, die doppelt so groß ist wie die Tiefe der in einer Platte ausgebildeten Vertiefung. Gleiches gilt für den Strömungsraum für das Fluid in den verbleibenden Plattenzwischenräumen mit Ausnahme der an die Außenplatten angrenzenden Strömungsräumen für das Fluid.In the area of overlap between two cooling channel sections in two different plates, this results in a flow channel height that is twice as large as the depth of the recess formed in one plate. The same applies to the flow space for the fluid in the remaining plate spaces, with the exception of the flow spaces for the fluid adjacent to the outer plates.

Es sei ferner erwähnt, dass für die Ein- und Auslässe für das Kältemittel, also in die beschriebenen Plattenzwischenräume, bei einer Plattendicke von beispielsweise 0,6 mm ein Durchmesser von 4,0 bis 4,4 mm, und bei einer Plattendicke von 0,4 mm ein Durchmesser von 2,8 bis 3,2 mm bevorzugt wird.It should also be mentioned that for the inlets and outlets for the coolant, i.e. in the described inter-plate spaces, a diameter of 4.0 to 4.4 mm is preferred for a plate thickness of, for example, 0.6 mm, and a diameter of 2.8 to 3.2 mm is preferred for a plate thickness of 0.4 mm.

Besonders druckstabil wird der erfindungsgemäße Kühler dadurch, dass zumindest zwei Strömungskanälen, bevorzugt jedem Strömungskanal in der jeweiligen Platte ein separater Ein- und bevorzugt auch Auslass zugeordnet ist, dass mit anderen Worten die Fluid-, insbesondere Kältemittelströmung bereits außerhalb der Platten, wo die Stabilität leichter gewährleistet werden kann, auf mehrere Kanäle aufgeteilt wird.The cooler according to the invention is particularly pressure-stable in that at least two flow channels, preferably each flow channel in the respective plate, are assigned a separate inlet and preferably also an outlet, in other words that the fluid, in particular coolant flow, is already divided into several channels outside the plates, where stability can be more easily ensured.

In vorteilhafter Weise erfolgt dadurch effizient eine Wärmeübertragung zu einem zweiten, flüssigen Fluid, dass zwischen den Platten ein geschlossener Strömungsraum für ein zweites Fluid, beispielsweise ein Kühlmittel ausgebildet ist.Advantageously, heat transfer to a second, liquid fluid is efficiently achieved by forming a closed flow space for a second fluid, for example a coolant, between the plates.

Derzeit bevorzugte Einsatzgebiete des erfindungsgemäßen Kühlers sind Chiller, also Kühlmittelkühler und Direktkältemittelverdampfer.Currently preferred areas of application of the cooler according to the invention are chillers, i.e. coolant coolers and direct refrigerant evaporators.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.Preferred further developments are described in the further claims.

Das erfindungsgemäße Design kann in vorteilhafter Weise durch eine einzige Art von Platte mit Strömungskanälen realisiert werden, die alternierend um 180° gedreht verwendet bzw. in dem Wärmeübertrager verbaut wird. Hierdurch kann im Inneren des Wärmeübertragers lediglich eine einzige Art von Strömungsverlauf, beispielsweise U- oder mäanderförmig, oder mehrfach U-förmig realisiert werden. Zusammen mit den Außenplatten als weiterem Plattentyp genügen somit zwei Arten von Platten. Da es in bestimmten Anwendungsfällen Vorteile bieten könnte, in einem derartigen Wärmeübertrager eine zweite Art von Strömungsverlauf vorzusehen, kann auch dies in vorteilhafter Weise durch die Verwendung von maximal zwei unterschiedlichen Arten von Platten mit Strömungskanälen in effizienter Weise realisiert werden.The design according to the invention can be advantageously implemented using a single type of plate with flow channels, which is used alternately rotated by 180° or installed in the heat exchanger. This means that only a single type of flow pattern, for example U-shaped or meandering, or multiple U-shaped, can be implemented inside the heat exchanger. Together with the outer plates as a further type of plate, two types of plates are therefore sufficient. Since it could be advantageous in certain applications to provide a second type of flow pattern in such a heat exchanger, this can also be implemented efficiently by using a maximum of two different types of plates with flow channels.

Wie bereits erwähnt, können die erfindungsgemäßen Strömungskanäle durch Miteinanderverbinden ein und derselben Art von Platte, eine davon beispielsweise um 180° gedreht, realisiert werden.As already mentioned, the flow channels according to the invention can be realized by connecting one and the same type of plate together, one of them, for example, rotated by 180°.

Gleichzeitig kann in vorteilhafter Weise die Dicke zumindest einer Platte auf 0,6 mm oder weniger reduziert werden, ohne die Festigkeit zu stark zu verringern. In Abhängigkeit von der Vorgehensweise bei der Fertigung sowie den jeweiligen Anforderungen können sich die Plattendicken zueinander unterscheiden. Als Minimaldicke wird derzeit 0,4 mm bevorzugt, und für die Tiefe eines in einer Platte ausgebildeten Strömungskanals haben sich bei ersten Simulationen und Versuchen 0,65 bis 0,8 mm als vorteilhaft erwiesen. Im Bereich der Überlappungen von zwei Strömungskanalabschnitten in zwei aufeinanderliegenden Platten ergibt sich somit eine Gesamthöhe oder -tiefe von 1,3 bis 1,6 mm. Derartige Maße werden derzeit als Optimum im Hinblick auf einen robusten Lötprozess, den Druckverlust, die Wärmeübertragungsleistung und die Festigkeit angesehen.At the same time, the thickness of at least one plate can be advantageously reduced to 0.6 mm or less without reducing the strength too much. Depending on the manufacturing process and the respective requirements, the plate thicknesses can differ from one another. 0.4 mm is currently preferred as the minimum thickness, and 0.65 to 0.8 mm have proven to be advantageous for the depth of a flow channel formed in a plate in initial simulations and tests. In the area of overlap between two flow channel sections in two plates lying on top of one another, this results in a total height or depth of 1.3 to 1.6 mm. Such dimensions are currently considered to be optimum with regard to a robust soldering process, pressure loss, heat transfer performance and strength.

Im Hinblick auf die Strömungsgeometrie hat sich bei ersten Simulationen eine Mäander- und/oder gegebenenfalls mehrfache, insbesondere dreifache U-Form und/oder eine geradlinige Strömung als vorteilhaft erwiesen. Die Mäander können vergleichsweise komplex und hierdurch in besonderer Weise den Anforderungen angepasst sein. Eine U-Form weist im Wesentlichen rechtwinklig verbundene Abschnitte auf.With regard to the flow geometry, initial simulations have shown that a meander and/or possibly multiple, in particular triple U-shape and/or a straight-line flow are advantageous. The meanders can be relatively complex and thus be adapted to the requirements in a special way. A U-shape essentially has sections connected at right angles.

Im Hinblick auf die mechanische Innendruckbeständigkeit des Kühlers wird derzeit bevorzugt, dass dieser gegen einen Innendruck entsprechend maximalem Betriebsdruck von Kältemittel R744 beständig ist, um einen besonders stabilen Kühler auszubilden. Dieser Wert kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass freie überspannte Flächen zwischen dem Platten durch die Verbindung der Platten zueinander an zahlreichen Punkten und/oder parallel zu zahlreichen Strömungskanälen minimiert werden. Die Innendruckbeständigkeit kann dann trotz Plattendicken von 0,6 mm oder weniger sichergestellt werden.With regard to the mechanical internal pressure resistance of the cooler, it is currently preferred that it is resistant to an internal pressure corresponding to the maximum operating pressure of refrigerant R744 in order to form a particularly stable cooler. This value can be achieved in particular by minimizing free spanning areas between the plates by connecting the plates to one another at numerous points and/or parallel to numerous flow channels. The internal pressure resistance can then be ensured despite plate thicknesses of 0.6 mm or less.

Die Wärmeübertragung kann in vorteilhafter Weise zusätzlich durch Turbulatoren verbessert werden, die bevorzugt außerhalb der Strömungskanäle, mit anderen Worten, in dem Strömungsraum für ein Kühlmittel ausgebildet sind. Die Turbulatoren können durch Ausklinkungen, die rund oder oval sein können, gebildet werden, und es können mehrere derartige Turbulatoren in Reihe im Wesentlichen parallel zu den Strömungskanälen vorgesehen werden. Die Turbulatoren sind bevorzugt einstückig in den Platten, wie erwähnt als Ausklinkungen oder Stanzungen und/oder Biegungen vorgesehen. Eine maximale Höhe derartiger Turbulatoren kann der Höhe des Strömungsraumes entsprechen, sodass diese mit anderen Worten an die obere Begrenzung eines Strömungsraumes anstoßen.The heat transfer can be advantageously improved by turbulators, which are preferably formed outside the flow channels, in other words, in the flow space for a coolant. The turbulators can be formed by notches, which can be round or oval. , and several such turbulators can be provided in series essentially parallel to the flow channels. The turbulators are preferably provided in one piece in the plates, as mentioned as notches or punched sections and/or bends. A maximum height of such turbulators can correspond to the height of the flow space, so that in other words they abut the upper boundary of a flow space.

Im Hinblick auf einen effizienten Wärmeübergang wird ferner bevorzugt, dass das zweite Fluid in einer V-Form und/oder bogenförmig durch einen Plattenzwischenraum geleitet wird. Wie oben bereits angedeutet, kann es vorteilhaft sein, in unterschiedlichen Bereichen eines Wärmeübertragers eine unterschiedliche Strömung vorzusehen, sodass in einer ersten Gruppe von Platten, die Strömungskanäle in einer ersten Form, beispielsweise geradlinig, und in einer zweiten Gruppe von Platten, die Strömungskanäle in einer zweiten Form, beispielweise U-förmig ausgebildet sind. Dies kann insbesondere die Leistung verbessern und es gleichzeitig ermöglichen, jegliche Anschlüsse oder möglichst viele Anschlüsse an einer einzigen Seite des Wärmeübertragers auszubilden.With regard to efficient heat transfer, it is further preferred that the second fluid is guided in a V-shape and/or arcuate manner through a space between plates. As already indicated above, it can be advantageous to provide a different flow in different areas of a heat exchanger, so that in a first group of plates, the flow channels are designed in a first shape, for example straight, and in a second group of plates, the flow channels are designed in a second shape, for example U-shaped. This can in particular improve performance and at the same time make it possible to form any connections or as many connections as possible on a single side of the heat exchanger.

Schließlich hat es sich für die stabile Verbindung der Platte als vorteilhaft erwiesen, diese im Bereich von Ein- und Auslässen und/oder an dem Außenrand miteinander zu verbinden, insbesondere zu verlöten. Ferner kann alternativ oder ergänzend zumindest eine Versteifungsplatte und/oder an zumindest einem Außenrand zumindest abschnitts- oder stellenweise eine Umfalzung vorgesehen sein. Eine Versteifungsplatte kann insbesondere im Bereich des Ein- und Auslasses für das Kältemittel vorgesehen sein und/oder ein Zuganker kann derart ausgebildet sein, dass er durch zusätzliche, mit einem Kragen ausgebildete Löcher gesteckt und mit jeder Platte verlötet wird. Somit wird eine Zugkraft von der obersten Platte auf mehrere Platten, bis hin zu sämtlichen Platten inklusive einer untersten Platte verteilt. Ein derartiger Zuganker kann rund, oval oder rechteckig sein oder eine beliebige andere Form aufweisen. Ferner können mehrere derartige Zuganker vorgesehen werden. Alternativ oder ergänzend kann der den Wärmeübertrager bildende Plattenstapel, insbesondere in einem am stärksten mechanisch belasteten Bereich von einem Band, beispielsweise aus Aluminium umschlossen sein, das mit dem Plattenstapel verlötet sein kann. Schließlich können außen an dem Plattenstapel eine oder mehrere C-förmige Klammern vorgesehen sein, die den Plattenstapel zusammenhalten. Zumindest eine derartige Klammer kann einen oder mehrere Anschlüsse enthalten, in jedem Fall ist bevorzugt zumindest eine derartige Klammer im Bereich der Anschlüsse vorgesehen, weil diese Bereiche im Hinblick auf die auftretenden Druckbelastungen kritisch sind.Finally, it has proven advantageous for the stable connection of the plate to connect them together, in particular to solder them, in the area of inlets and outlets and/or on the outer edge. Furthermore, alternatively or additionally, at least one stiffening plate and/or a fold can be provided at least in sections or places on at least one outer edge. A stiffening plate can be provided in particular in the area of the inlet and outlet for the coolant and/or a tie rod can be designed in such a way that it is inserted through additional holes formed with a collar and soldered to each plate. In this way, a tensile force is distributed from the top plate to several plates, down to all plates including a bottom plate. Such a tie rod can be round, oval or rectangular or have any other shape. Furthermore, several such tie rods can be provided. Alternatively or additionally, the plate stack forming the heat exchanger can be enclosed, in particular in an area subject to the greatest mechanical stress, by a band, for example made of aluminum, which can be soldered to the plate stack. Finally, one or more C-shaped clamps can be provided on the outside of the plate stack to hold the plate stack together. At least one such clamp can contain one or more connections; in any case, at least one such clamp is preferably provided in the area of the connections because these areas are critical with regard to the pressure loads that occur.

Bevorzugt wird ferner im Hinblick auf günstige Eigenschaften, dass sämtliche Ein- und Auslässe für das erste Fluid einen Durchmesser von 4,0 bis 4,4 mm, insbesondere bei einer Plattendicke von etwa 0,6 mm, oder einen Durchmesser von 2,8 bis 3,2 mm, insbesondere bei einer Plattendicke von etwa 0,4 mm, aufweisen.In view of favorable properties, it is further preferred that all inlets and outlets for the first fluid have a diameter of 4.0 to 4.4 mm, in particular with a plate thickness of about 0.6 mm, or a diameter of 2.8 to 3.2 mm, in particular with a plate thickness of about 0.4 mm.

Für die Stabilität des Plattenstapels bietet es ferner Vorteile, wenn sämtliche Ein- und Auslässe für das erste Fluid von einer aus dem Plattenmaterial gebildeten Erhebung oder Vertiefung umgeben sind.It is also advantageous for the stability of the plate stack if all inlets and outlets for the first fluid are surrounded by an elevation or depression formed from the plate material.

Dies gilt gleichermaßen für die bevorzugte Maßnahme, wonach sich an die Erhebung oder Vertiefung eine Erhebung oder Vertiefung anschließt, die einen Strömungskanal bildet. Sämtliche Erhebungen und Vertiefungen können dabei effizient ausgebildet werden, und die genannten Strukturen begünstigen die Strömung zu und in den Kanälen.This also applies to the preferred measure, whereby the elevation or depression is followed by an elevation or depression that forms a flow channel. All elevations and depressions can be formed efficiently, and the structures mentioned promote the flow to and in the channels.

Die Herstellung und Verbindung der Platten gestaltet sich besonders einfach, wenn sämtliche Erhebungen oder Vertiefungen gleich hoch bzw. tief sind.The production and connection of the panels is particularly easy if all elevations or depressions are the same height or depth.

Dies gilt auch für die bevorzugte Maßnahme, dass in verschiedenen Platten ausgebildete Abschnitte von Strömungskanälen zumindest abschnittsweise gleich lang sind. Dies verbessert darüber hinaus den Strömungsverlauf.This also applies to the preferred measure that sections of flow channels formed in different plates are at least partially the same length. This also improves the flow pattern.

Besonders gute Eigenschaften werden ferner erwartet, wenn sich in jeder Platte an jeden Ein- und Auslass ein Strömungskanal anschließt, so dass mit anderen Worten der Fluidstrom nicht unmittelbar nach dem Eintritt in eine benachbarte Platte umgelenkt wird.Particularly good properties are also expected if a flow channel is connected to each inlet and outlet in each plate, so that in other words the fluid flow is not diverted immediately after entering an adjacent plate.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von beispielhaft dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 den grundsätzlichen Aufbau des erfindungsgemäßen Kühlers,
  • 2 eine erste Art von Platte in dem in 1 gezeigten Kühler in einer Draufsicht,
  • 3 eine zweite Art von Platte in dem in 1 gezeigten Kühler in einer Draufsicht,
  • 4 einen Teil einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlers,
  • 5 einen Teil einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlers,
  • 6 einen Teil einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlers,
  • 7 einen Teil einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlers,
  • 8-12 die in den Ausführungsformen von 4-7 verwendeten Platten,
  • 13 ein Detail des erfindungsgemäßen Kühlers,
  • 14 eine weitere Ausführungsform einer in dem Kühler verwendeten Platte,
  • 15 die in 14 gezeigte Platte um 180° gedreht,
  • 16 bis 18 Schnitte durch zwei Plattenpaare mit den enthaltenen Volumina gemäß 14 und 15, wobei 16 einen Schnitt senkrecht zu einem Strömungskanal zeigt, und 17 und 18 Schnitte parallel zu einem Strömungskanal,
  • 19 einen Schnitt durch zwei Plattenpaare zusammen mit Außenplatten,
  • 20-22 die Strömung in der ersten, der zweiten und in den beiden Platten kombiniert,
  • 23 eine weitere Ausführungsform einer Platte,
  • 24 einen ersten Schnitt durch einen Plattenstapel mit mehreren der in 23 gezeigten Platten, und
  • 25 einen zweiten Schnitt durch den Plattenstapel mit mehreren der in 23 gezeigten Platten.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments. They show:
  • 1 the basic structure of the cooler according to the invention,
  • 2 a first type of plate in the 1 shown cooler in a top view,
  • 3 a second type of plate in the 1 shown cooler in a top view,
  • 4 a part of another embodiment of a cooler according to the invention,
  • 5 a part of another embodiment of a cooler according to the invention,
  • 6 a part of another embodiment of a cooler according to the invention,
  • 7 a part of another embodiment of a cooler according to the invention,
  • 8-12 which in the embodiments of 4-7 used plates,
  • 13 a detail of the cooler according to the invention,
  • 14 another embodiment of a plate used in the cooler,
  • 15 in the 14 shown plate rotated by 180°,
  • 16 to 18 Sections through two pairs of plates with the contained volumes according to 14 and 15 , where 16 shows a section perpendicular to a flow channel, and 17 and 18 Cuts parallel to a flow channel,
  • 19 a section through two pairs of plates together with outer plates,
  • 20-22 the flow in the first, the second and in the two plates combined,
  • 23 another embodiment of a plate,
  • 24 a first section through a stack of plates with several of the 23 shown plates, and
  • 25 a second section through the plate stack with several of the 23 plates shown.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der ErfindungDetailed description of preferred embodiments of the invention

Wie aus 1 hervorgeht, besteht der erfindungsgemäße Kühler 10 aus zahlreichen Platten, die nachfolgend genauer beschrieben sind. Sämtliche Platten sind typischerweise im Wesentlichen rechteckig, und die Außenplatten 14 sind zumindest an ihren Außenseiten im Wesentlichen eben. Die Zwischenplatten 12 weisen nachfolgend genauer beschriebene Strukturen zur Ausbildung von Strömungskanälen auf. In dem gezeigten Fall weist die die in der Figur oberer Außenplatte ferner Ein- und Auslässe 16-22 auf, die ebenfalls nachfolgend genauer beschrieben sind und an kundenseitige Vorgaben angepasst sein können.As from 1 As can be seen, the cooler 10 according to the invention consists of numerous plates, which are described in more detail below. All plates are typically substantially rectangular, and the outer plates 14 are substantially flat at least on their outer sides. The intermediate plates 12 have structures for forming flow channels, which are described in more detail below. In the case shown, the upper outer plate in the figure also has inlets and outlets 16-22, which are also described in more detail below and can be adapted to customer specifications.

Im Einzelnen weist in dem gezeigten Fall die obere Außenplatte 14 einen Einlass 16 und einen Auslass 18 beispielsweise für Kühlmittel auf, das durch den erfindungsgemäßen Kühler 10 zu kühlen ist. Wie durch die Pfeile A und B angedeutet, strömt das Kühlmittel im Wesentlichen bei der gezeigten Ausrichtung von oben nach unten durch sämtliche nachfolgend genauer beschriebene Plattenzwischenräume und von der Unterseite des Kühlers 10 nach oben zu dem Auslass 18. Im Einzelnen verteilt sich das Kühlmittel durch die in sämtlichen Platten ausgebildeten Durchtritte 36 auf sämtliche Plattenzwischenräume und strömt hier U-förmig, im Wesentlichen von links vorne nach rechts hinten, von dort nach rechts vorne und schließlich nach links vorne, um durch die wiederum zu erkennenden Durchtritte 36 zu dem Auslass 18 zu gelangen. In den 2 und 3 sind diesbezüglich unterbrochen und nachfolgend genauer beschrieben die Strömungskanäle 34 für das Kältemittel zu erkennen. Dazwischen strömt im Wesentlichen das Kühlmittel und zwar insbesondere infolge der mittleren Abgrenzung 58 U-förmig. Der Ein- 16 und Auslass 18 sind im Wesentlichen zylindrisch mit einem sich verjüngenden Abschnitt in etwa in der Mitte und können an die Außenplatte 14 gelötet sein.In detail, in the case shown, the upper outer plate 14 has an inlet 16 and an outlet 18, for example for coolant, which is to be cooled by the cooler 10 according to the invention. As indicated by the arrows A and B, the coolant essentially flows in the orientation shown from top to bottom through all the plate gaps described in more detail below and from the underside of the cooler 10 upwards to the outlet 18. In detail, the coolant is distributed through the passages 36 formed in all the plates to all the plate gaps and flows here in a U-shape, essentially from the front left to the back right, from there to the front right and finally to the front left, in order to reach the outlet 18 through the passages 36 which can again be seen. In the 2 and 3 In this respect, the flow channels 34 for the coolant are interrupted and described in more detail below. The coolant essentially flows between them, in particular in a U-shape due to the central boundary 58. The inlet 16 and outlet 18 are essentially cylindrical with a tapering section approximately in the middle and can be soldered to the outer plate 14.

Dies gilt gleichermaßen für den zu erkennenden Block 24, der Ein- 20 und Auslass 22 für ein Kältemittel aufweist. Der Block 24 kann aufgrund der höheren Druckbelastung in diesem Bereich beispielsweise durch Fräsen ausgebildet sein.This also applies to the block 24 which can be seen and which has an inlet 20 and an outlet 22 for a coolant. Due to the higher pressure load in this area, the block 24 can be formed by milling, for example.

Im rechten Bereich der Außenplatte 14 sind zahlreiche Öffnungen 26 zu erkennen, durch die das Kältemittel in zahlreiche, nachfolgend genauer beschriebene Strömungskanäle eintritt. Anhand der 1 sei erläutert, dass das Kältemittel zunächst entsprechend den Pfeilen C im linken Bereich des zu erkennenden Plattenstapels 28 nach links vorne strömt. Wie anhand des vertikalen Pfeils C zu erkennen ist, geschieht dies parallel in dem gesamten Plattenstapel 28. Zur Verdeutlichung sind lediglich die beiden untersten Platten dieses Plattenstapels 28 voneinander getrennt gezeigt. Der darüber zu erkennende Teil des Plattenstapels 28 besteht aus identischen Platten, die jedoch gestapelt gezeigt sind.In the right-hand area of the outer plate 14, numerous openings 26 can be seen through which the coolant enters numerous flow channels, which are described in more detail below. 1 It should be explained that the coolant initially flows to the front left in accordance with the arrows C in the left area of the plate stack 28 that can be seen. As can be seen from the vertical arrow C, this happens in parallel in the entire plate stack 28. For clarity, only the two lowest plates of this plate stack 28 are shown separated from each other. The part of the plate stack 28 that can be seen above consists of identical plates, which are shown stacked.

Dies gilt gleichermaßen für den unteren Plattenstapel 30, der von dem oberen Plattenstapel 28 durch eine Trenn- oder Zwischenplatte 32 getrennt ist. Für den oberen Plattenstapel 28 wurde eine geradlinige Strömung entsprechend den von rechts hinten nach links vorne gerichteten Pfeilen C beschrieben. Demgegenüber ist in dem unteren Plattenstapel 30 eine U-förmige Strömung dahingehend ausgebildet, dass das Kältemittel in sämtlichen Strömungskanälen dieses Plattenstapels 30 parallel zunächst gemäß den Pfeilen D von links vorne nach rechts hinten strömt, dann entsprechend den Pfeilen E von links hinten nach rechts hinten und anschließend entsprechend den Pfeilen F von rechts hinten nach links vorne. Von hier strömt das Kältemittel nach oben, nunmehr in den rechten Teil des oberen Plattenstapels 28 und hier, wiederum in sämtlichen Strömungskanälen parallel entsprechend den Pfeilen G von links vorne nach rechts hinten, somit geradlinig und von dort entsprechend dem Pfeil H zu seinem Auslass 22.This also applies to the lower plate stack 30, which is separated from the upper plate stack 28 by a separating or intermediate plate 32. For the upper plate stack 28, a straight-line flow was described in accordance with the arrows C pointing from the right rear to the left front. In contrast, in the lower plate stack 30, a U-shaped flow is formed in such a way that the coolant flows in all flow channels of this plate stack 30 in parallel, first according to the arrows D from the left front to the right rear, then according to the arrows E from the left rear to the right rear and then according to the arrows F from the right rear to the left front. From here, the coolant flows upwards, now into the right part of the upper plate stack 28 and here, again in all flow channels in parallel according to the arrows len G from left front to right rear, thus in a straight line and from there according to the arrow H to its outlet 22.

Nachdem das durch den Einlass 16 eintretende Kühlmittel im oberen Plattenstapel, in dessen linken Bereich von links vorne nach rechts hinten strömt, ergibt sich hier eine Gegenströmung zu dem Kältemittel. Im unteren Plattenstapel ergibt sich eine parallele, U-förmige Strömung. Ferner bildet sich auch in dem rechten Teil des oberen Plattenstapels 28 eine Gegenströmung. Dies verlängert in vorteilhafter Weise die Strömungswege und verbessert den Wärmeübergang. Dies gilt in besonderer Weise für die Gegenströmung im rechten Bereich des oberen Plattenstapels 28, was für die Kühlung des den Kühler 10 anschließend verlassenden Kühlmittels besonders vorteilhaft ist. Gleichzeitig können bei dem in 1 gezeigten Kühler 10 in vorteilhafter Weise sämtliche Ein- und Auslässe 16, 18, 20 und 22 an einer Seite angeordnet werden, was Vorteile für den Anschluss des Kühlers an das Kühlsystem beispielsweise eines Fahrzeugs bietet.After the coolant entering through the inlet 16 flows in the upper plate stack, in its left area from the front left to the rear right, a counterflow to the coolant occurs here. In the lower plate stack, a parallel, U-shaped flow occurs. Furthermore, a counterflow also forms in the right part of the upper plate stack 28. This advantageously lengthens the flow paths and improves the heat transfer. This applies in particular to the counterflow in the right area of the upper plate stack 28, which is particularly advantageous for the cooling of the coolant subsequently leaving the cooler 10. At the same time, with the 1 In the cooler 10 shown, all inlets and outlets 16, 18, 20 and 22 can advantageously be arranged on one side, which offers advantages for connecting the cooler to the cooling system of a vehicle, for example.

Wie in 2 gezeigt ist, weisen die Platten 12 des oberen Plattenstapels 28 zum einen Öffnungen 26 für das Kältemittel, zum anderen unterbrochene und nachfolgend genauer beschriebene, bspw. vier bis sechs parallele Strömungskanäle 34 und Durchtritte 36 für das Kältemittel einerseits und das Kühlmittel andererseits auf. Die in 2 gezeigte Platte ist hierbei für eine geradlinige Strömung, in dem gezeigten Fall oben von rechts nach links und unten von links nach rechts im Hinblick auf das Kältemittel ausgebildet. Ferner sind bei dem gezeigten Beispiel im oberen Bereich zwischen den Strömungskanälen ausgebildete Turbulatoren 38 gezeigt, die nachfolgend noch genauer beschrieben sind. Wie in 2 erkennbar ist, sind sie in diesem gezeigten Fall länglich entsprechend der Strömungsrichtung des Kältemittels und in Reihe zu dem Strömungskanälen 34 für das Kältemittel ausgebildet.As in 2 As shown, the plates 12 of the upper plate stack 28 have openings 26 for the coolant on the one hand, and interrupted and described in more detail below, for example four to six parallel flow channels 34 and passages 36 for the coolant on the one hand and the coolant on the other hand. 2 The plate shown is designed for a straight-line flow, in the case shown from right to left at the top and from left to right at the bottom with regard to the coolant. Furthermore, in the example shown, turbulators 38 are shown in the upper area between the flow channels, which are described in more detail below. As in 2 As can be seen, in this case they are elongated according to the flow direction of the refrigerant and in series with the flow channels 34 for the refrigerant.

Dies gilt gleichermaßen für die in 3 gezeigte Platte 40 des unteren Plattenstapels 30. Wie insbesondere im rechten Bereich zu erkennen ist, erfolgt hier eine Umlenkung des Kältemittels in dessen Strömungskanälen 34 und damit eine insgesamt U-förmige Strömung.This applies equally to the 3 shown plate 40 of the lower plate stack 30. As can be seen particularly in the right-hand area, a deflection of the coolant takes place here in its flow channels 34 and thus an overall U-shaped flow.

Bei der in 4 gezeigten alternativen Ausführungsform erfolgt die Strömung, wie nachfolgend genauer erläutert, im Wesentlichen dreifach U-förmig. Hierbei steht das mittlere U auf dem Kopf und seine beiden Schenkel fallen mit den inneren Schenkeln der äußeren Us zusammen. Ein- 20 und Auslass 22 für das Kältemittel sind in diesem Fall getrennt, und das Kältemittel strömt zunächst entsprechend Pfeil C in die einzelnen Strömungskanäle, dort, wie beschrieben, dreifach U- oder mäanderförmig entsprechend dem Pfeil D nach rechts und von dort zu dem Auslass 22. Ein- und Auslass für das Kühlmittel sind wiederum als im Wesentlichen zylinderförmig zu erkennen und können sowohl in Parallel- als auch in Gegenströmung zu dem Kältemittel verwendet werden.At the 4 In the alternative embodiment shown, the flow is essentially triple U-shaped, as explained in more detail below. Here, the middle U is upside down and its two legs coincide with the inner legs of the outer U. Inlet 20 and outlet 22 for the coolant are separate in this case, and the coolant initially flows into the individual flow channels according to arrow C, then, as described, in a triple U-shape or meandering shape according to arrow D to the right and from there to the outlet 22. The inlet and outlet for the coolant can again be seen as essentially cylindrical and can be used both in parallel and counterflow to the coolant.

5 zeigt im Wesentlichen eine Doppelung der in 4 gezeigten Strömung, wonach in den beiden oberen Platten die Strömung im Wesentlichen von links nach rechts, und in den beiden unteren Platten von rechts nach links erfolgt, nachdem die Strömung von der zweiten Platte von oben in die dritte Platte von oben geleitet wurde. Die nach einem weiteren Plattenpaar, beispielsweise entsprechend dem in 4 unten gezeigten, erfolgende Rückströmung zum Auslass 22 ist durch den Pfeil H angedeutet. 5 essentially shows a duplication of the 4 shown flow, according to which in the two upper plates the flow is essentially from left to right, and in the two lower plates from right to left, after the flow has been directed from the second plate from above into the third plate from above. The flow after another pair of plates, for example according to the 4 The return flow to the outlet 22 shown below is indicated by the arrow H.

In 6 ist angedeutet, wie in vorteilhafter Weise Ein- 20 und Auslass 22 für das Kältemittel an einer Seite des Kühlers angeordnet sein können, indem nämlich in einer obersten Platte für den Einlass eine untere Gruppe 42 (vgl. 8) von Öffnungen verwendet wird, und das Kältemittel in dem in 7 zu erkennenden oberen Plattenpaar von links nach rechts, in dem mittleren Plattenpaar von rechts nach links und in dem untersten Plattenpaar von 7 wiederum von links nach rechts strömt. Die sich insgesamt ergebende Rückströmung nach dem Durchströmen des in 6 unten gezeigten Plattenpaares zu dem Auslass 22 ist mit dem Pfeil H angedeutet. Für die Konzepte gemäß 4-7 sei betont, dass sie in vorteilhafter Weise die Anordnung sämtlicher Ein- und Auslässe 16-22 an einer Seite ermöglichen. Dies vereinfacht die Einbindung des Kühlers in das Kühlsystem beispielsweise eines Fahrzeugs, ohne dass eine externe Umlenkung beispielsweise des Kältemittels erforderlich ist. Eine Kombination der 4 und 5 ermöglicht eine ungerade Anzahl an Umlenkungen, und eine Kombination der 6 und 7 eine gerade Anzahl an Umlenkungen.In 6 It is indicated how inlet 20 and outlet 22 for the coolant can advantageously be arranged on one side of the cooler, namely by providing a lower group 42 (cf. 8th ) of openings is used, and the refrigerant in the 7 to be recognized upper pair of plates from left to right, in the middle pair of plates from right to left and in the bottom pair of plates from 7 again flows from left to right. The total resulting backflow after flowing through the 6 The connection of the plate pair shown below to the outlet 22 is indicated by the arrow H. For the concepts according to 4-7 It should be emphasized that they advantageously allow the arrangement of all inlets and outlets 16-22 on one side. This simplifies the integration of the cooler into the cooling system of a vehicle, for example, without the need for external redirection of the coolant, for example. A combination of the 4 and 5 allows an odd number of deflections, and a combination of the 6 and 7 an even number of deflections.

Wie anhand von 8 genauer zu erkennen ist, entspricht die obere Platte in jedem Plattenpaar gemäß 7 dem in 8 gezeigten ersten Plattentyp. Der in 9 gezeigte zweite Plattentyp bildet die untere Platte des oberen und untersten Plattenpaares, und der in 10 gezeigte Plattentyp die untere Platte des mittleren Plattenpaares. Mit Pfeilen I ist in den 8 bis 12, 14 und 15 die in der gezeigten Ausrichtung im Wesentlichen umgekehrt V-förmige Strömung des zweiten Fluids in dem Strömungsraum zwischen zwei Platten von dem einen zu dem anderen Durchtritt 36 gezeigt. Der Strömungsraum erstreckt sich an allen Seiten bis zu der äußeren Begrenzung 60. Das zweite Fluid, typischerweise ein Kühlmittel, insbesondere Wasser, wird dabei gekühlt und gibt Wärme an das in diesem Fall im Gegenstrom und im Wesentlichen gemäß der Figur von links oben dreifach U-förmig nach rechts oben strömende Kältemittel ab, so dass dieses verdampft. Der Wärmeübergang erfolgt hierbei idealerweise gleichmäßig über den jeweiligen Strömungsweg.As shown by 8th As can be seen more precisely, the upper plate in each plate pair corresponds to 7 the in 8th The first plate type shown in 9 The second plate type shown forms the lower plate of the upper and lower plate pair, and the one in 10 The plate type shown is the lower plate of the middle plate pair. Arrows I are indicated in the 8 to 12, 14 and 15 the essentially inverted V-shaped flow of the second fluid in the flow space between two plates from one to the other passage 36 is shown in the orientation shown. The flow space extends on all sides up to the outer boundary 60. The second fluid, typically a coolant, in particular water, is cooled and gives off heat to the in this case in countercurrent and essentially according to the figure The coolant flows in a U-shape from the top left to the top right, causing it to evaporate. The heat transfer ideally takes place evenly along the respective flow path.

Die verbleibenden Plattentypen gemäß 11 und 12 entsprechen den in 4 und 6 unten dargestellten Platten, wobei der Plattentyp gemäß 12 die obere Platte bildet. Im Übrigen entsprechen die beiden oberen Plattenpaare von 7 den in 5 zu erkennenden Plattenpaaren, und in 4, unten befindet sich der Plattentyp gemäß 11 als obere, und derjenige gemäß 12 als untere Platte. Wie in 8-12 zu erkennen ist, sind in verschiedenen Plattentypen unterschiedliche Öffnungen 26 verschlossen, um unter Verwendung der gezeigten Platten die vorangehend beschriebenen Strömungswege zu realisieren. Gruppen von Öffnungen, wie beispielsweise die in 8 angedeutete Gruppe 42 bilden Sammlerbereiche, die in vorteilhafter Weise für die Wärmeübertragung genutzt werden können. Für sämtliche Plattentypen ist zu erkennen, dass ihre jeweiligen Strömungskanäle für das Kältemittel unterbrochen sind, und die Wirkungsweise des dadurch gebildeten Kühlers wird nachfolgend genauer beschrieben. Das Kühlmittel strömt infolge der jeweiligen mittleren Abgrenzung 58 im Wesentlichen umgekehrt V- oder bogenförmig von einem Durchtritt 36 zum anderen.The remaining plate types according to 11 and 12 correspond to the 4 and 6 plates shown below, whereby the plate type according to 12 The two upper pairs of plates of 7 the in 5 to be recognized plate pairs, and in 4 , below is the plate type according to 11 as upper, and the one according to 12 as the lower plate. As in 8-12 As can be seen, different openings 26 are closed in different plate types in order to realize the flow paths described above using the plates shown. Groups of openings, such as those in 8th The group 42 indicated form collector areas which can be used advantageously for heat transfer. For all plate types, it can be seen that their respective flow channels for the coolant are interrupted, and the operation of the cooler formed in this way is described in more detail below. Due to the respective central boundary 58, the coolant flows essentially in an inverted V or arc shape from one passage 36 to the other.

In 13 ist zunächst die Verbindung des Blocks 24 mit dem Ein- 20 und/oder Auslass 22 für das Kältemittel mit der Außenplatte 14, sowie letzterer mit einer Zwischenplatte 12 sowie die Verbindung mehrerer Zwischenplatten 12 miteinander gezeigt. Diese erfolgt in vorteilhafter Weise durch Löten, und es ist zu betonen, dass die sich ergebende umlaufende und doppelte Verlötung der Platten in den mit 44 bezeichneten Bereichen für eine besondere Festigkeit sorgt. Wie durch die Abkantungen 46 angedeutet, kann die Festigkeit optional weiter durch seitliche Umfalzungen erhöht werden. Die doppelt umlaufende Verlötung in den mit 44 bezeichneten Bereichen sorgt für zusätzlichen Schutz gegen Korrosion, da sie außerhalb, gemäß 13 links von der für die Funktion des Kühlers ausreichenden Verlötung im Bereich der zueinander gerichteten Wölbungen der Platten 12 vorgesehen ist. Korrosion in den Bereichen 44 kann nämlich nicht zu Kältemittel- oder Fluidleckage führen, da die für die Funktion des Kühlers notwendige, vorangehend erwähnte Verlötung weiter innerhalb als diese Bereiche 44 vorgesehen ist.In 13 Firstly, the connection of the block 24 with the inlet 20 and/or outlet 22 for the coolant to the outer plate 14, as well as the latter with an intermediate plate 12 and the connection of several intermediate plates 12 to one another is shown. This is advantageously done by soldering, and it should be emphasized that the resulting circumferential and double soldering of the plates in the areas marked 44 ensures particular strength. As indicated by the folds 46, the strength can optionally be further increased by lateral folds. The double circumferential soldering in the areas marked 44 ensures additional protection against corrosion, since it is outside, according to 13 to the left of the soldering sufficient for the cooler to function is provided in the area of the mutually directed curvatures of the plates 12. Corrosion in the areas 44 cannot lead to coolant or fluid leakage, since the previously mentioned soldering necessary for the cooler to function is provided further inside than these areas 44.

Dies gilt in gleicher Weise für die in 14 angedeutete Maßnahme, wonach in einer oder mehreren Ecken der Platten 12 lokale Dimpel 48 vorgesehen sein können, die für alle Platten durchgängig miteinander verlötet sein können.This applies equally to the 14 indicated measure, according to which local dimples 48 can be provided in one or more corners of the plates 12, which can be soldered together continuously for all plates.

In 15 ist die in 14 gezeigte Platte um 180° um eine gemäß der Figur vertikale Achse parallel zur Plattenebene gedreht dargestellt, die dementsprechend ebenfalls unterbrochene Strömungskanäle aufweist. Wenn jedoch die in 14 gezeigte Platte in dieser Orientierung mit der in 15 gezeigten Platte, ebenfalls in der gezeigten Orientierung, verlötet wird, ergeben sich insgesamt durchgehende Strömungskanäle, die bereichsweise nur in einer der beiden Platten ausgebildet sind. Hierbei kann das Kältemittel im Bereich von Überlappungen von Strömungskanälen beider Platten von der einen in die andere Platte strömen. Die Enden der Strömungskanalabschnitte bilden Barrieren für die Umlenkung in die jeweils andere Platte.In 15 is the 14 The plate shown is shown rotated by 180° around a vertical axis parallel to the plate plane, which accordingly also has interrupted flow channels. However, if the 14 shown plate in this orientation with the one in 15 shown plate, also in the orientation shown, is soldered, resulting in continuous flow channels, which are partially formed in only one of the two plates. The coolant can flow from one plate to the other in the area of overlapping flow channels of both plates. The ends of the flow channel sections form barriers for the deflection into the other plate.

In 16 ist diesbezüglich beispielhaft anhand des Schnitts zu erkennen, dass das Kältemittel nach dem Eintritt in die zweite Öffnung 26 von links zunächst nur in der oberen Platte 50 strömt. Im weiteren Verlauf endet jedoch der darin ausgebildete Strömungskanal 34, und das Kältemittel tritt im Bereich der Überlappung in einen in der unteren Platte 54 in Form einer Vertiefung ausgebildeten Strömungskanal 34. In dem gezeigten Fall ist jedem Strömungskanal 34 eine Öffnung 26 zugeordnet, die jeweils in weiteren Platten 50, 54 ausgebildet ist und insoweit als Verteiler auf die Strömungskanäle 34 mehrerer Plattenpaare 50, 54 wirkt.In 16 In this regard, it can be seen from the section, for example, that the coolant initially flows only in the upper plate 50 after entering the second opening 26 from the left. However, as it continues, the flow channel 34 formed therein ends and the coolant enters a flow channel 34 formed in the lower plate 54 in the form of a recess in the area of the overlap. In the case shown, each flow channel 34 is assigned an opening 26 which is formed in further plates 50, 54 and in this respect acts as a distributor for the flow channels 34 of several pairs of plates 50, 54.

Diese Überlappung ist in 16 beispielhaft für den zweiten Strömungskanal 34 von rechts sowie den am weitesten links befindliche Strömungskanal 34 angedeutet. In diesem Bereich strömt das Kältemittel somit in den Kanälen beider Platten 50, 54. Für den am weitesten rechts angeordneten Strömungskanal 34 ist zu erkennen, dass in diesem Bereich das Kältemittel lediglich in einem in der unteren Platte 54 ausgebildeten Kanal 34 strömt, während darüber der begrenzt in der oberen Platte 50 ausgebildete Strömungskanal 34 zu erkennen ist.This overlap is in 16 by way of example, the second flow channel 34 from the right and the flow channel 34 located furthest to the left are indicated. In this area, the coolant thus flows in the channels of both plates 50, 54. For the flow channel 34 located furthest to the right, it can be seen that in this area the coolant only flows in a channel 34 formed in the lower plate 54, while above this the flow channel 34 formed to a limited extent in the upper plate 50 can be seen.

Wie in 17 somit ergänzend erkennbar, wechselt das Kältemittel in dem gezeigten Fall ausgehend von einer Strömung lediglich in der oberen Platte 50 im Bereich der Überlappung 52 in den Strömungskanal der unteren Platte 54, und von dort im Bereich einer weiteren Überlappung 52 wieder in den Strömungskanal in der oberen Platte 50.As in 17 Thus, it can be seen in addition that in the case shown, the coolant changes from a flow only in the upper plate 50 in the region of the overlap 52 into the flow channel of the lower plate 54, and from there in the region of a further overlap 52 back into the flow channel in the upper plate 50.

Dies ist ergänzend in 18 zu erkennen und mit den identischen Referenznummern bezeichnet. Hier ist zusätzlich die in den verbleibenden Plattenzwischenräumen 56 zu erkennende Strömung des zu kühlenden Kühlmittels angedeutet.This is complementary in 18 and are marked with the identical reference numbers. The flow of the coolant to be cooled, which can be seen in the remaining plate gaps 56, is also indicated here.

In 19 ist zusätzlich beispielhaft gezeigt, wie eine Anordnung von zwei Plattenpaaren mit jeweils oberer Platte 50 und unterer Platte 54 durch die im Wesentlichen ebenen Außenplatten 14 abgeschlossen werden kann, und sich angrenzend an die Außenplatten 14 weitere Strömungsräume 56 für das Kühlmittel befinden. Für den in dem gezeigten Schnitt am weitesten links befindlichen Strömungskanal 34 ist zu erkennen, dass er sich nur in der jeweils oberen Platte 50 befindet, der zweite Strömungskanal 34 von links nur in der unteren Platte 54, und der dritte von links in beiden Platten 50, 54.In 19 is additionally shown as an example how an arrangement of two pairs of plates, each with an upper plate 50 and a lower plate 54, is separated by the essentially flat outer plates 14. can be closed, and there are further flow spaces 56 for the coolant adjacent to the outer plates 14. For the flow channel 34 located furthest to the left in the section shown, it can be seen that it is only located in the upper plate 50, the second flow channel 34 from the left only in the lower plate 54, and the third from the left in both plates 50, 54.

Aus 20 ergeben sich entsprechend den in 14 zu erkennenden Strömungskanälen der oberen Platte 50 diejenigen unterbrochenen Bereiche, in denen das Kältemittel in dieser oberen Platte 50 strömt.Out of 20 arise according to the 14 The flow channels of the upper plate 50 which can be recognized are those interrupted regions in which the refrigerant flows in this upper plate 50.

21 zeigt Entsprechendes für die Strömung in der unteren Platte 54 entsprechend den in 15 zu erkennenden Strömungskanälen, und 22 zeigt die sich ergebende, insgesamt entstehende und zwischen den beiden Platten alternierende Strömung durch die unterschiedliche Schraffierung des Strömungskanals in unterschiedlichen Platten. 21 shows the same for the flow in the lower plate 54 according to the 15 to be recognized flow channels, and 22 shows the resulting overall flow alternating between the two plates through the different hatching of the flow channel in different plates.

23 zeigt schließlich beispielhaft für eine Platte mit der beschriebenen dreifachen U-förmigen Strömung, wie auch hier Turbulatoren 38 in Reihe und parallel zu den Strömungskanälen 34 ausgebildet sein können. 23 Finally, shows, by way of example for a plate with the described triple U-shaped flow, how turbulators 38 can also be formed in series and parallel to the flow channels 34.

Wie schließlich in 24 und 25 zu erkennen ist, bei denen es sich um senkrecht zueinander verlaufende Schnitte handelt, können sich die Turbulatoren 38 über die gesamte Höhe des Strömungszwischenraums erstrecken und dementsprechend an die jeweils obere Platte oder eine Außenplatte 14 anstoßen. Wie ergänzend im rechten Bereich der 25 erkennbar ist, können sich die Turbulatoren 38 in beide Richtungen erstrecken und können aus dem Plattenmaterial derart ausgestanzt sein, dass sich bei zwei verbundenen Platten im Bereich der Turbulatoren 38 die einfache Plattendicke ergibt, während in anderen Bereichen und insbesondere zwischen Strömungskanälen 34 die doppelte Plattendicke vorliegt.As finally in 24 and 25 As can be seen in the figures, which are sections running perpendicular to each other, the turbulators 38 can extend over the entire height of the flow gap and accordingly abut against the respective upper plate or an outer plate 14. As can be seen in the right-hand area of the 25 As can be seen, the turbulators 38 can extend in both directions and can be punched out of the plate material in such a way that when two plates are connected, the plate thickness is single in the area of the turbulators 38, while in other areas and in particular between flow channels 34 the plate thickness is double.

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Claims (16)

Kühler (10) mit zumindest zwei derart geformten und miteinander verbundenen, insbesondere verlöteten, weitgehend parallelen Platten (12, 14, 50, 54), wobei zumindest ein in der einen Platte (50) ausgebildeter Strömungskanal (34) unterbrochen ist und diese Platte (50) zumindest eine Barriere derart aufweist, dass eine erste Fluid-, insbesondere Kältemittelströmung in einen in der anderen Platte (54) ausgebildeten Strömungskanal umgelenkt wird, zumindest zwei Strömungskanälen (34), bevorzugt jedem Strömungskanal (34) ein separater Ein- (26) und bevorzugt auch Auslass (26) zugeordnet ist, und zwischen den Platten (12, 14, 50, 54) ein geschlossener Strömungsraum (56) für ein zweites Fluid, beispielsweise ein Kühlmittel ausgebildet ist.Cooler (10) with at least two largely parallel plates (12, 14, 50, 54) shaped in this way and connected to one another, in particular soldered, wherein at least one flow channel (34) formed in one plate (50) is interrupted and this plate (50) has at least one barrier such that a first fluid, in particular coolant flow, is diverted into a flow channel formed in the other plate (54), at least two flow channels (34), preferably each flow channel (34) is assigned a separate inlet (26) and preferably also an outlet (26), and a closed flow space (56) for a second fluid, for example a coolant, is formed between the plates (12, 14, 50, 54). Kühler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass maximal drei, bevorzugt zwei unterschiedliche Arten von Platten (12), zwei, bevorzugt eine Art davon mit Strömungskanälen (34) darin, vorgesehen sind.Cooler (10) after Claim 1 , characterized in that a maximum of three, preferably two different types of plates (12), two, preferably one type thereof with flow channels (34) therein, are provided. Kühler (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Art von Platte (12) in zumindest zwei unterschiedlichen Orientierungen, vorzugsweise um 180° gedreht, verbaut ist.Cooler (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that at least one type of plate (12) is installed in at least two different orientations, preferably rotated by 180°. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Platte (12,14) eine Dicke von 0,4 bis 0,6 mm und/oder zumindest ein Strömungskanal in einer Platte (12, 14) eine Tiefe von 0,65-0,8 mm aufweist.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that at least one plate (12,14) has a thickness of 0.4 to 0.6 mm and/or at least one flow channel in a plate (12, 14) has a depth of 0.65-0.8 mm. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid in Mäander- und/oder in zumindest einfacher, insbesondere dreifacher U-Form und/oder geradlinig durch den Kühler (10) und/oder die Strömungskanäle geleitet wird.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the first fluid is guided in a meandering and/or in at least a simple, in particular triple U-shape and/or in a straight line through the cooler (10) and/or the flow channels. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine mechanische Innendruckbeständigkeit entsprechend einem maximalen Betriebsdruck von Kältemittel R744 aufweist.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that it has a mechanical internal pressure resistance corresponding to a maximum operating pressure of refrigerant R744. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere außerhalb der Strömungskanäle (34) für das Kältemittel Turbulatoren (38) vorgesehen sind.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that turbulators (38) are provided in particular outside the flow channels (34) for the coolant. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid in einer V-Form und/oder bogenförmig durch einen Plattenzwischenraum geleitet wird.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the second fluid is passed in a V-shape and/or arc-shaped through a space between the plates. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Gruppe (28) von Platten (12, 14, 50, 54) die Strömungskanäle in einer ersten Form, beispielsweise geradlinig, und in einer zweiten Gruppe (30) von Platten (12, 14, 50, 54) in einer zweiten Form, beispielsweise U-förmig, ausgebildet sind.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that in a first group (28) of plates (12, 14, 50, 54) the flow channels are formed in a first shape, for example rectilinear, and in a second group (30) of plates (12, 14, 50, 54) in a second shape, for example U-shaped. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (12, 14, 50, 54) im Bereich von Ein- und Auslässen (16-22) und/oder an dem Außenrand miteinander verbunden sind und/oder zumindest eine Versteifungsplatte und/oder an dem Außenrand zumindest eine zumindest abschnitts- oder stellenweise Umfalzung (46) vorgesehen sind.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the plates (12, 14, 50, 54) are connected to one another in the region of inlets and outlets (16-22) and/or at the outer edge and/or at least one stiffening plate and/or at least one fold (46) at least in sections or places is provided on the outer edge. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Ein- und Auslässe (26) für das erste Fluid einen Durchmesser von 4,0 bis 4,4 mm, insbesondere bei einer Plattendicke von etwa 0,6 mm, oder einen Durchmesser von 2,8 bis 3,2 mm, insbesondere bei einer Plattendicke von etwa 0,4 mm, aufweisen.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that all inlets and outlets (26) for the first fluid have a diameter of 4.0 to 4.4 mm, in particular with a plate thickness of approximately 0.6 mm, or a diameter of 2.8 to 3.2 mm, in particular with a plate thickness of approximately 0.4 mm. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Ein- und Auslässe (26) für das erste Fluid von einer aus dem Plattenmaterial gebildeten Erhebung oder Vertiefung umgeben sind.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 11 , characterized in that all inlets and outlets (26) for the first fluid are surrounded by an elevation or depression formed from the plate material. Kühler (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Erhebung oder Vertiefung eine Erhebung oder Vertiefung anschließt, die einen Strömungskanal (34) bildet.Cooler (10) after Claim 12 , characterized in that the elevation or depression is followed by an elevation or depression which forms a flow channel (34). Kühler (10) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Erhebungen oder Vertiefungen gleich hoch bzw. tief sind.Cooler (10) after Claim 12 or 13 , characterized in that all elevations or depressions are of the same height or depth. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in verschiedenen Platten (12, 14, 50, 54) ausgebildete Abschnitte von Strömungskanälen (34) zumindest abschnittsweise gleich lang sind.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 14 , characterized in that sections of flow channels (34) formed in different plates (12, 14, 50, 54) are at least partially of equal length. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich in jeder Platte (12, 14, 50, 54) an jeden Ein- und Auslass (26) ein Strömungskanal (34) anschließt, so dass mit anderen Worten der Fluidstrom nicht unmittelbar nach dem Eintritt in eine benachbarte Platte (12, 14, 50, 54) umgelenkt wird.Cooler (10) according to one of the Claims 1 until 15 , characterized in that in each plate (12, 14, 50, 54) a flow channel (34) is connected to each inlet and outlet (26), so that in other words the fluid flow is not diverted immediately after entering an adjacent plate (12, 14, 50, 54).
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