[go: up one dir, main page]

DE102023004600A1 - Cross-flow heat exchanger - Google Patents

Cross-flow heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
DE102023004600A1
DE102023004600A1 DE102023004600.0A DE102023004600A DE102023004600A1 DE 102023004600 A1 DE102023004600 A1 DE 102023004600A1 DE 102023004600 A DE102023004600 A DE 102023004600A DE 102023004600 A1 DE102023004600 A1 DE 102023004600A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
cross
component
flow heat
exchanger according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102023004600.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Benjamin Theobald
Giorgio BASSANI
Giuseppe CANDIANI
Alessandro Ferrarese
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.)
Hydac SA
Original Assignee
Hydac SA
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydac SA filed Critical Hydac SA
Priority to DE102023004600.0A priority Critical patent/DE102023004600A1/en
Priority to PCT/EP2024/081329 priority patent/WO2025103838A1/en
Publication of DE102023004600A1 publication Critical patent/DE102023004600A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0366Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by spaced plates with inserted elements
    • F28D1/0375Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by spaced plates with inserted elements the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0366Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by spaced plates with inserted elements
    • F28D1/0383Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by spaced plates with inserted elements with U-flow or serpentine-flow inside the conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/04Fastening; Joining by brazing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/06Fastening; Joining by welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

1. Kreuzstromwärmetauscher in Platten- und Leistenbauweise
2. Kreuzstromwärmetauscher in Platten- und Leistenbauweise, bestehend aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten (12, 14, 16), die einen Stapelverbund (10) miteinander bilden, mit mindestens
- einer ersten Komponente (12), die einen Fluiddurchlass eines Mediums in einer Richtung ermöglicht,
- einer zweiten Komponente (14), die einen Fluiddurchlass dieses oder eines anderen Mediums in einer weiteren Richtung ermöglicht,
- einer dritten Komponente (16), die zwischen der ersten (12) und der zweiten (14) Komponente angeordnet einen festen Verbund zwischen diesen herstellt, und
- fluidführenden Kanälen (18), die zumindest abschnittsweise den Stapelverbund (10) endseitig durchgreifen und von denen zumindest ein Kanalabschnitt (20) der Zufuhr und ein anderer Kanalabschnitt (20) der Abfuhr des Mediums für die erste Komponente (12) dient.

Figure DE102023004600A1_0000
1. Cross-flow heat exchanger in plate and strip design
2. Cross-flow heat exchanger in plate and strip construction, consisting of a plurality of individual components (12, 14, 16) which form a stack (10) with each other, with at least
- a first component (12) which allows fluid passage of a medium in one direction,
- a second component (14) which allows fluid passage of this or another medium in a further direction,
- a third component (16) arranged between the first (12) and the second (14) component to form a firm bond between them, and
- fluid-conducting channels (18) which extend at least partially through the stack assembly (10) at the end and of which at least one channel section (20) serves to supply and another channel section (20) to remove the medium for the first component (12).
Figure DE102023004600A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Kreuzstromwärmetauscher in Platten- und Leistenbauweise, bestehend aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten, die einen Stapelverbund miteinander bilden.The invention relates to a cross-flow heat exchanger in plate and strip construction, consisting of a plurality of individual components which form a stacked assembly.

Ein Kreuzstromwärmetauscher führt die Stoffströme derart, dass sich ihre Richtungen kreuzen. Dahingehende Wärmetauscher bilden im Ergebnis etwas zwischen einem Gegenstrom- und einem Gleichstrom-Wärmetauscher. Mittels eines Kreuzstromes kann beispielsweise ein Fluidstrom auf eine bestimmte, festgelegte Temperatur gebracht werden.A cross-flow heat exchanger directs the material flows in such a way that their directions intersect. These heat exchangers are essentially something between a countercurrent and a cocurrent heat exchanger. Cross-flow heat exchangers, for example, can be used to heat a fluid flow to a specific, fixed temperature.

Wärmetauscher dieser Art, auch Lamellenkühler genannt, sind Stand der Technik, vergleiche DE 20 208 748 U1 . Mit Luft als Kühlmedium werden solche Wärmetauscher vielfach zur Kühlung von Hydraulikflüssigkeiten für die Arbeitshydraulik maschineller Anlagen, wie Baumaschinen oder dergleichen, für hydrostatische Fahrantriebe oder als Ölkühler für hochbelastete Getriebe, namentlich bei Windkraftanlagen, eingesetzt. Beim Betrieb derartiger Anlagen sind die Wärmetauscher nicht nur mechanischen Belastungen, sondern wegen der hohen Betriebstemperatur abzukühlender Fluide in besonderem Maße auch thermischen Belastungen ausgesetzt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn sich durch intermittierende Betriebsweisen einzelne Temperatursprünge ergeben, was aufgrund von Werkstoffdehnungen zu starken Spannungen in dem Paket der Komponenten führt, die regelmäßig durch Löten zu einem starren Block verbunden sind. Die Folge sind Spannungsrisse, insbesondere im Bereich der Lötnähte, mit der Gefahr des Versagens des Wärmetauschers und damit der Gefährdung des zugehörigen angeschlossenen Systems.Heat exchangers of this type, also called finned coolers, are state of the art, compare DE 20 208 748 U1 . With air as the cooling medium, such heat exchangers are often used to cool hydraulic fluids for the working hydraulics of mechanical systems such as construction machinery or the like, for hydrostatic travel drives or as oil coolers for heavily loaded gearboxes, particularly in wind turbines. During operation of such systems, the heat exchangers are not only exposed to mechanical loads, but also to a particularly high degree of thermal loads due to the high operating temperature of the fluids to be cooled. This is particularly the case when intermittent operating modes result in individual temperature jumps, which, due to material expansion, lead to severe stresses in the package of components that are usually joined to form a rigid block by soldering. The result is stress cracks, particularly in the area of the solder joints, with the risk of failure of the heat exchanger and thus a threat to the associated connected system.

Um solchen Spannungsrissen wirksam zu begegnen, ist in DE 10 2010 046 913 A1 bereits ein Kreuzstromwärmetauscher vorgeschlagen worden, insbesondere für Fluidkühlvorrichtungen, mit einem Paket aus planparallelen Platten, wobei zwischen Paaren übereinanderliegender Platten im Wechsel Durchströmbereiche für ein heißes Medium und für ein Kühlmedium gebildet sind, die jeweils durch die Platten auf Abstand haltende Profilleisten seitlich begrenzt sind, die an den Platten anliegende Lötflächen bilden, wobei sich die Profilleisten an den Durchströmbereichen des einen Mediums und des anderen Mediums entlang von im Winkel aneinanderstoßender Ränder der Platten erstrecken und wobei zumindest die Profilleisten der Durchstömbereiche des Kühlmediums einen Grundkörper, zwei sich von diesem entlang der Lötflächen erstreckende Schenkel sowie zwischen diesen eine zum angrenzenden Durchströmbereich offene Ausnehmung aufweisen, die zumindest in dem an ihren inneren Endabschnitt angrenzenden Bereich von ebenflächigen Wandteilen begrenzt ist. Dadurch, dass bei dieser bekannten Lösung die Ausnehmung, ausgehend vom inneren Endabschnitt, ebenflächige Wandteile aufweist, lässt sich eine zumindest näherungsweise lineare Änderung der Biegefestigkeit über die Länge der Profilschenkel erreichen, so dass durch Wahl der Länge und/ oder der Neigung dieser ebenflächigen Wandteile relativ zur Lötflächenebene ein optimales Biegeverhalten der Schenkel erreicht ist. Neben Spannungsrissen aufgrund thermischer Beanspruchung ist die Lebensdauer durch wechselnde Betriebsdrücke vorgegeben.In order to effectively counteract such stress cracks, DE 10 2010 046 913 A1 A cross-flow heat exchanger has already been proposed, in particular for fluid cooling devices, with a package of plane-parallel plates, wherein flow areas for a hot medium and for a cooling medium are formed alternately between pairs of superimposed plates, which are each laterally delimited by profile strips which keep the plates at a distance and which form soldering surfaces adjacent to the plates, wherein the profile strips extend at the flow areas of one medium and the other medium along edges of the plates which abut one another at an angle, and wherein at least the profile strips of the flow areas of the cooling medium have a base body, two legs extending from this along the soldering surfaces and between these a recess which is open to the adjacent flow area and which is delimited by flat wall parts at least in the area adjacent to its inner end section. Because this known solution features flat wall sections starting from the inner end portion of the recess, an at least approximately linear change in flexural strength can be achieved over the length of the profile legs. By selecting the length and/or inclination of these flat wall sections relative to the soldering surface plane, optimal bending behavior of the legs is achieved. In addition to stress cracks due to thermal stress, the service life is determined by changing operating pressures.

Um den dahingehenden Stapelverbund mit dem zu kühlenden Medium zu versorgen, sind von außen her kastenförmige Kammern angelötet, die als Einström- bzw. Ausströmkammer für das strömungsfähige Medium dienen, regelmäßig in Form von zu kühlendem Hydrauliköl eines an den Wärmetauscher angeschlossenen Hydraulikkreises. Eine dahingehende Einströmkammer sowie eine Ausströmkammer für den Stapelverbund eines Kreuzstromwärmetauschers ist in DE 102 30 042 A1 gezeigt.In order to supply the stacked assembly with the medium to be cooled, box-shaped chambers are soldered on from the outside. These serve as inflow and outflow chambers for the flowable medium, usually in the form of hydraulic oil to be cooled from a hydraulic circuit connected to the heat exchanger. An inflow chamber and an outflow chamber for the stacked assembly of a cross-flow heat exchanger are provided in DE 102 30 042 A1 shown.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Wärmetauscher zu verbessern, insbesondere eine kostengünstige Herstellung zu ermöglichen. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Kreuzstromwärmetauscher mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.Based on this prior art, the invention is based on the object of improving known heat exchangers, in particular enabling cost-effective production. This object is achieved by a cross-flow heat exchanger having the features of patent claim 1 in its entirety.

Der erfindungsgemäße Kreuzstromwärmetauscher besteht aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten, die einen Stapelverbund miteinander bilden, mit mindestens

  • - einer ersten Komponente, die einen Fluiddurchlass eines Mediums in einer Richtung ermöglicht,
  • - einer zweiten Komponente, die einen Fluiddurchlass dieses oder eines anderen Mediums in einer weiteren Richtung ermöglicht,
  • - einer dritten Komponente, die zwischen der ersten und der zweiten Komponente angeordnet einen festen Verbund zwischen diesen herstellt, und
  • - fluidführenden Kanälen, die zumindest abschnittsweise den Stapelverbund endseitig durchgreifen und von denen zumindest ein Kanalabschnitt der Zufuhr und ein anderer Kanalabschnitt der Abfuhr des Mediums für die erste Komponente dient.
The cross-flow heat exchanger according to the invention consists of a plurality of individual components which form a stacked assembly with each other, with at least
  • - a first component which allows fluid passage of a medium in one direction,
  • - a second component that allows fluid passage of this or another medium in a further direction,
  • - a third component arranged between the first and second components to form a firm bond between them, and
  • - fluid-carrying channels which at least partially pass through the stack assembly at the end and of which at least one channel section serves to supply and another channel section to remove the medium for the first component.

Dadurch, dass die angesprochenen fluidführenden Kanäle im Wesentlichen integraler Bestandteil des Stapelverbundes, gebildet aus den einzelnen Komponenten, sind, brauchen diese nicht wie im Stand der Technik aufgezeigt von außen her als Ein- oder Ausströmkammern konzipiert auf den Stapelverbund seitlich aufgesetzt und mit diesem fest verbunden, insbesondere verlötet oder verschweißt, werden, was die Herstellung des Wärmetauschers deutlich erleichtert und Herstellkosten einsparen hilft. Des Weiteren lassen sich die freien Querschnitte der fluidführenden Kanäle im Rahmen der Innenführung reduzieren, sodass Strömungsverluste im Betrieb, insbesondere durch Turbulenz, innerhalb der Medienströmung vermieden sind. Da der erfindungsgemäße Kreuzstromwärmetauscher aufgrund der integralen Fluidführung in Summe gesehen auch weniger Lötstellen respektive Lötflächen für seinen Aufbau benötigt, ist der insoweit damit in Verbindung stehende thermische Eintrag entsprechend reduziert, sodass der Eintrag übermäßiger Wärmespannungen vermieden ist und somit der Gefahr des Auftretens von Spannungsrissen innerhalb der Lötverbindungen des starren Wärmetauscherblockes wirksam begegnet ist. Dergestalt ist ein lang andauernder Betrieb des erfindungsgemäßen Kreuzstromwärmetauschers ermöglicht.Due to the fact that the fluid-carrying channels mentioned are essentially an integral part of the stacked assembly, formed from the individual components, they do not need to be designed from the outside as inlet or outlet chambers, placed laterally onto the stacked assembly and firmly connected to it, in particular soldered or welded, as shown in the prior art, which significantly simplifies the manufacture of the heat exchanger and helps to save manufacturing costs. Furthermore, the free cross sections of the fluid-carrying channels can be reduced within the internal guide, so that flow losses during operation, in particular due to turbulence, within the media flow are avoided. Since the cross-flow heat exchanger according to the invention also requires fewer soldering points or soldering surfaces for its construction due to the integral fluid guide, the associated thermal input is correspondingly reduced, so that the introduction of excessive thermal stresses is avoided and thus the risk of stress cracks occurring within the soldered connections of the rigid heat exchanger block is effectively counteracted. In this way, long-term operation of the cross-flow heat exchanger according to the invention is enabled.

Die genannten Komponenten im Stapelverbund lassen sich in der Art von Gleichteilen ausbilden, was der Funktionssicherheit zugutekommt. Auch lassen sich die Komponenten als Gleichteile in der Art eines Baukastensystems konzipieren, sodass mit nur wenigen, voneinander verschiedenen Komponenten sich von der Baugröße her unterschiedliche Wärmetauscher in kostengünstiger Weise aufbauen und insoweit realisieren lassen. Es versteht sich, dass in einer größeren Stapelabfolge alternierend die dritte Komponente zwischen der ersten und der zweiten Komponente und nachfolgend zwischen der zweiten und der ersten Komponente angeordnet ist usw. Auf der Oberseite und der Unterseite einer ersten oder zweiten Komponente ist in der Stapelfolge also immer eine dritte Komponente eingebracht. The components mentioned in the stack can be designed as identical parts, which benefits functional reliability. The components can also be designed as identical parts in the form of a modular system, so that heat exchangers of different sizes can be constructed and implemented cost-effectively using only a few, differently sized components. It goes without saying that in a larger stack sequence, the third component is arranged alternately between the first and second components and subsequently between the second and first components, and so on. In the stack sequence, a third component is therefore always incorporated on the top and bottom of a first or second component.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzstromwärmetauschers ist vorgesehen, dass die erste Komponente außenumfangsseitig von einem Rahmen umfasst ist, dessen Bauhöhe der Bauhöhe mindestens eines Strömungsleitkanals entspricht, der sich fluidführend zwischen zwei an diesen angrenzenden Kanalabschnitten erstreckt, die von diesem Rand zumindest teilweise mit umfasst sind. Dabei kann der Rahmen durchgehend einstückig ausgebildet sein, beispielsweise als Stanzteil, oder der Rahmen ist aus einzelnen leistenförmigen Rahmenteilen zusammengesetzt, die zum Aufbau unterschiedlicher Wärmetauschergrößen in unterschiedlichen Längen zur Verfügung stehen, was der Grundkonzeption des Wärmetauschers als Baukasten zugutekommt. Vorzugsweise grenzen dabei die leistenförmigen Rahmenteile in einer horizontalen Einbaulage derart aneinander, dass jeweils ein Eckbereich freigelassen ist, wobei vorzugsweise die den Rahmenteilen benachbart nachfolgenden Komponenten im Stapelverbund eine dem jeweiligen Eckbereich nachfolgende Konturausnehmung aufweisen. Die derart freigelassenen Eckbereiche können der Aufnahme von Montagestäben als Montagehilfe dienen, wobei eine Art kastenförmiger Montagehilfsrahmen entsteht, der von der freien Oberseite her mit den Komponenten in vorgebbarer Reihenfolge beschickt den Stapelverbund ergibt, der dann mittels entsprechendem Wärmeeintrag zu festen Verbindungen zwischen den Komponenten führt und damit zu dem gesamten blockartigen Wärmetauscher. Unabhängig hiervon besteht auch die Möglichkeit die freigelassenen Eckbereiche im Stapelverbund für das Einbringen einer Schweißnaht vorzusehen, um dergestalt den Stapelverbund als Wärmetauscherblock zu erhalten.In a preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger according to the invention, the first component is enclosed on the outer circumference by a frame whose overall height corresponds to the overall height of at least one flow guide channel which extends in a fluid-conducting manner between two channel sections adjacent to it, which are at least partially enclosed by this edge. The frame can be formed as a single piece, for example as a stamped part, or the frame can be composed of individual strip-shaped frame parts which are available in different lengths for constructing different heat exchanger sizes, which benefits the basic concept of the heat exchanger as a modular system. The strip-shaped frame parts are preferably adjacent to one another in a horizontal installation position such that a corner region is left free in each case, wherein the components adjacent to the frame parts in the stack preferably have a contour recess following the respective corner region. The corner areas left free in this way can serve as assembly aids for mounting rods, creating a kind of box-shaped auxiliary assembly frame. Loaded with the components in a predefined sequence from the free top side, the stacked assembly then forms a rigid connection between the components through appropriate heat input, thus forming the entire block-like heat exchanger. Independently of this, it is also possible to use the left-free corner areas in the stacked assembly for the insertion of a weld seam, thus creating the stacked assembly as a heat exchanger block.

In jedem Fall ist es von Vorteil, wenn die dritte Komponente aus einer eben verlaufenden Platte gebildet ist, die endseitig Ausnehmungen in der Größe der benachbarten Kanalabschnitte aufweist und die mit lötfähigen Materialien beschichtet ist. Durch thermischen Wärmeeintrag schmilzt dann das Lot der Platte, welches auf beiden gegenüberliegenden Seiten flächig aufgetragen ist, das feste Verbindungen mit den benachbarten Komponenten unter Bildung des Stapelverbundes eingeht.In any case, it is advantageous if the third component is formed from a flat plate with recesses at the ends the size of the adjacent channel sections and is coated with solderable materials. Thermal heat input then melts the solder of the plate, which is applied flatly on both opposite sides, forming strong connections with the adjacent components and forming the stacked assembly.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzstromwärmetauschers ist vorgesehen, dass die in der Stapelfolge zuoberst und zuunterst angeordnete Komponente jeweils aus einer eben verlaufenden Abschlussplatte gebildet ist, von denen mindestens eine den Zu- und/ oder Ablauf für das eine Medium aufweist, der aus einem separaten Anschlussstück gebildet ist, das auf die eine Seite der Abschlussplatte aufgesetzt mit dieser fest verbunden ist. Dergestalt lassen sich insoweit auch die Anschlussstücke standardisieren und als weitere Baukomponente an den Abschlussplatten des Stapelverbundes anbringen respektive anlöten.In a further preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger according to the invention, the components arranged at the top and bottom in the stacking sequence are each formed from a flat end plate, at least one of which has the inlet and/or outlet for one medium, which is formed from a separate connecting piece that is placed on one side of the end plate and firmly connected to it. In this way, the connecting pieces can also be standardized and attached or soldered to the end plates of the stack as additional components.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzstromwärmetauschers ist vorgesehen, dass die freien Querschnitte für die einzelnen Kanalabschnitte rechteckförmig, vorzugsweise quadratisch sind. Die dahingehenden Kanalabschnitte lassen sich auf einfache und kostengünstige Weise herstellen und benötigen durch die direkte Aufnahme in den Stapelverbund wenig Bauraum, was einem platzsparenden Aufbau des Wärmetauschers, zugutekommt.In a preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger according to the invention, the free cross-sections for the individual channel sections are rectangular, preferably square. These channel sections can be manufactured simply and cost-effectively and, due to their direct integration into the stacked assembly, require little installation space, which benefits a space-saving design of the heat exchanger.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzstromwärmetauschers ist vorgesehen, dass bei Einsatz mehrerer Strömungsleitkanäle für das eine Medium diese jeweils aus einem Längskanal gebildet sind, die sich von einem Kanalabschnitt an einem Ende zum gegenläufigen Kanalabschnitt am anderen Ende erstrecken. Dergestalt ist ein maximaler Wärmeübertrag zwischen der Medienführung der einen Komponente und der zweiten Komponente erreicht, die vorzugsweise über die wärmeführende dritte, plattenartige Komponente voneinander mediendicht separiert sind.In a further preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger according to the invention When using multiple flow guide channels for one medium, each of these is formed from a longitudinal channel extending from a channel section at one end to the opposite channel section at the other end. This achieves maximum heat transfer between the media guide of one component and the second component, which are preferably separated from each other in a media-tight manner by the heat-conducting third, plate-like component.

Für einen dahingehend verbesserten Wärmeübergang ist vorgesehen, dass die zweite Komponente mindestens ein Leitblech aufweist, das durch seine Ausformung sowohl die Wärmeübertragungsfläche vergrößert als auch die Strömung hinsichtlich eines besseren Wärmeübergang steuert. Eine typische Ausführung ist zick-zackförmig gewellt. Das Leitblech mündet an den freien Stirnseiten des Wärmetauschers ins Freie und verläuft quer oder kreuzförmig zu den Längskanälen der jeweils ersten Komponenten. Das dahingehende Leitblech der zweiten Komponente dient insbesondere der Strömungsführung von Luft, die vorzugsweise mittels eines motorangetriebenen Lüfters bei hoher Strömungsgeschwindigkeit hindurchgeführt wird.To improve heat transfer in this regard, the second component is provided with at least one baffle, which, through its shape, both increases the heat transfer surface and controls the flow for better heat transfer. A typical design is corrugated in a zigzag pattern. The baffle opens into the open air at the free end faces of the heat exchanger and runs transversely or crosswise to the longitudinal channels of the respective first components. The baffle of the second component serves in particular to guide the flow of air, which is preferably passed through by a motor-driven fan at high flow velocity.

Neben der Kühlung von Hydrauliköl besteht auch die Möglichkeit Wasser-Glykolmischungen oder weitere Flüssigkeiten und Gase zu kühlen, wie Wasser als Betriebsmedium oder Ladeluft eines Kompressors.In addition to cooling hydraulic oil, it is also possible to cool water-glycol mixtures or other liquids and gases, such as water as an operating medium or charge air of a compressor.

Insgesamt ist mit dem erfindungsgemäßen Kreuzstromwärmetauscher ein Aufbau geschaffen, der dem Grunde nach mit nur einem einzigen Lötvorgang die Herstellung eines platten- und leistenbasierten Kreuzstromwärmetauschers als Ganzes erlaubt, was so keine Entsprechung im Stand der Technik hat.Overall, the cross-flow heat exchanger according to the invention creates a structure that essentially allows the production of a plate and strip-based cross-flow heat exchanger as a whole with only a single soldering process, which has no equivalent in the prior art.

Im Folgenden wird der erfindungsgemäße Kreuzstromwärmetauscher anhand von zwei Ausführungsbeispielen nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

  • 1 eine perspektivische Teilansicht auf einen hälftigen Wärmetauscher gemäß einem ersten Ausführungsbespiel;
  • 2 in der Art eine Explosionszeichnung, eine der 1 entsprechende Ansicht auf Komponenten des Wärmetauschers;
  • 3 in der Art eine Explosionszeichnung, eine perspektivische Seitenansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kreuzstromwärmetauschers mit Fluidführung gemäß Pfeildarstellung;
  • 4 eine Draufsicht auf eine Komponente des Wärmetauschers nach der 3 in Form einer Wärmetauscherplatte; und
  • 5 in perspektivischer Seitenansicht den aus den Komponenten nach den 3 und 4 zusammengesetzten Wärmetauscher als Ganzes.
In the following, the cross-flow heat exchanger according to the invention is explained in more detail using two exemplary embodiments according to the drawing. In a schematic representation and not to scale, the
  • 1 a perspective partial view of a half heat exchanger according to a first embodiment;
  • 2 in the style of an exploded view, one of the 1 corresponding view of heat exchanger components;
  • 3 in the manner of an exploded drawing, a perspective side view of a further embodiment of a cross-flow heat exchanger with fluid guidance according to the arrow representation;
  • 4 a top view of a component of the heat exchanger after 3 in the form of a heat exchanger plate; and
  • 5 in perspective side view the one made up of the components according to the 3 and 4 composite heat exchanger as a whole.

Der erfindungsgemäße Kreuzstromwärmetauscher besteht aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten, die einen als Ganzes mit 10 bezeichneten Stapelverbund miteinander bilden, mit ersten Komponenten 12, die einen Fluiddurchlass eines Mediums in einer vorgebbaren Richtung ermöglichen. Ferner sind zweite Komponenten 14 vorhanden, die jeweils einen Fluiddurchlass dieses oder eines anderen Mediums in einer weiteren vorgebbaren Richtung ermöglichen. Dritte Komponenten 16, die zwischen der jeweils ersten Komponente 12 und der zweiten Komponente 14 angeordnet sind, stellen einen festen Verbund unter den genannten Komponenten 12, 14, 16 her.The cross-flow heat exchanger according to the invention consists of a plurality of individual components that form a stacked assembly, designated as a whole by 10, with first components 12 that enable fluid passage of a medium in a predeterminable direction. Furthermore, second components 14 are present, each of which enables fluid passage of this or another medium in a further predeterminable direction. Third components 16, which are arranged between the respective first component 12 and the second component 14, establish a solid assembly among the aforementioned components 12, 14, 16.

Des Weiteren weisen alle Komponenten 12, 14, 16, wie sich dies insbesondere aus der 2 ergibt, fluidführende Kanäle 18 auf, die den Stapelverbund 10 endseitig durchgreifen, wobei die dahingehenden Kanäle 18 nur für die vordere Hälfte des Wärmetauschers dargestellt sind; eine entsprechende Kanalführung ist auch für die zweite Hälfte des Wärmetauschers am anderen Ende entsprechend vorgesehen. Insoweit dienen die vorderen Kanalabschnitte 20, gebildet aus dem vorderen fluidführenden Kanal 18, der Zufuhr des Mediums respektive Fluids und die anderen nicht gezeigten Kanalabschnitte dienen am anderen Ende des Wärmetauschers der Abfuhr des Mediums. Die fluidführenden Kanäle 18 haben gemäß der Darstellung nach der 2 einen rechteckförmigen Öffnungsquerschnitt und im Stapelverbund 10 liegen die derart gebildeten freien Kanalabschnitte 20 in medienführender Übereinanderanordnung.Furthermore, all components 12, 14, 16, as can be seen in particular from the 2 The stack assembly 10 has fluid-carrying channels 18 which extend through the stack assembly 10 at the ends, whereby the relevant channels 18 are only shown for the front half of the heat exchanger; a corresponding channel guide is also provided for the second half of the heat exchanger at the other end. In this respect, the front channel sections 20, formed from the front fluid-carrying channel 18, serve to supply the medium or fluid, and the other channel sections not shown serve to remove the medium at the other end of the heat exchanger. The fluid-carrying channels 18 have, according to the illustration according to the 2 a rectangular opening cross-section and in the stack assembly 10 the free channel sections 20 formed in this way are arranged one above the other in a media-carrying arrangement.

Wie sich weiter aus der 2 ergibt, ist die erste Komponente 12 außenumfangsseitig von einem Rahmen 22 eingefasst, dessen Bauhöhe der Bauhöhe einer Vielzahl von Strömungsleitkanälen 24 entspricht, die sich fluidführend zwischen zwei an diesen angrenzenden Kanalabschnitten 20 erstrecken, die von diesem Rahmen 22 zumindest teilweise mit umfasst sind. Zur Bildung der einzelnen Strömungsleitkanäle 24 sind kanalartige Längsführungen 26 eingebracht, die beabstandet voneinander jeweils zwischen sich einen Strömungsleitkanal 24 aufnehmen. Insoweit verlaufen die Strömungsleitkanäle 24 in horizontaler Ausrichtung und das über den vorderen Kanal 18 zugeführte heiße Medium, beispielsweise in Form von Hydraulikmedium, gelangt über den vorderen Kanalabschnitt 20 der ersten Komponente 12, über die parallel zueinander verlaufenden Strömungsleitkanäle 24 zum hinteren, nicht näher dargestellten Kanalabschnitt 20 und mithin zu dem fluidführenden Kanal 18, der das dann abgekühlte Medium in Form des Hydrauliköls aus dem Wärmetauscher abführt.As can be seen from the 2 The first component 12 is enclosed on the outer circumference by a frame 22, the overall height of which corresponds to the overall height of a plurality of flow guide channels 24, which extend in a fluid-conducting manner between two channel sections 20 adjacent to said frame 22, which are at least partially enclosed by said frame 22. To form the individual flow guide channels 24, channel-like longitudinal guides 26 are introduced, which, spaced apart from one another, each accommodate a flow guide channel 24 between them. In this respect, the flow guide channels 24 run in a horizontal orientation and the hot medium supplied via the front channel 18, for example in the form of hydraulic medium, passes via the front channel section 20 of the first component 12, via the parallel running flow guide channels 24 to the rear channel section 20 (not shown in detail) and thus to the fluid-carrying channel 18, which then discharges the cooled medium in the form of hydraulic oil from the heat exchanger.

Der Rahmen 22 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 aus einzelnen, leistenförmigen Rahmenteilen 28 zusammengesetzt, die aneinandergrenzend einen Eckbereich 30 frei lassen. Auch die den Rahmenteilen 28 benachbart nachfolgenden Komponenten 14, 16 im Stapelverbund 10 weisen eine dem jeweiligen Eckbereich 30 nachfolgende Konturausnehmung 32 in der Art dieses Eckbereiches 30 auf. Wie sich insoweit aus der 1 ergibt, bilden die in der Stapelfolge übereinander angeordneten Eckbereiche 30 und nachfolgenden Konturausnehmungen 32 eine Eingriffsmöglichkeit für eine stabartige Montagehilfe, entlang der sich die einzelnen Komponenten 12, 14, 16 stapeln lassen, oder wie in 1 gezeigt, dienen gegebenenfalls nach Entfernen oder Weglassen der Montagehilfe die freigelassenen Konturen dem Einbringen einer sich über die gesamte Stapelabfolge erstreckende Schweißnaht 34 (s. 1). Ansonsten werden die im Stapelverbund 10 übereinanderliegenden Komponenten 12, 14, 16 in einer entsprechenden Montageaufnahme (nicht dargestellt) thermisch behandelt und die auf beiden Seiten der dritten Komponente 16 angeordneten Lötmedien als Beschichtungsmaterial verbinden sich mit der jeweils darüberliegenden Komponente 14 und einer darunterliegenden Komponente 12, gemäß der Darstellung nach der 2.The frame 22 is in the embodiment according to the 1 and 2 composed of individual, strip-shaped frame parts 28, which leave a corner area 30 free when adjacent to one another. The components 14, 16 in the stack assembly 10 adjacent to the frame parts 28 also have a contour recess 32 following the respective corner area 30 in the manner of this corner area 30. As can be seen from the 1 The corner regions 30 and the subsequent contour recesses 32 arranged one above the other in the stacking sequence form an engagement possibility for a rod-like assembly aid, along which the individual components 12, 14, 16 can be stacked, or as in 1 As shown, if necessary, after removing or omitting the assembly aid, the exposed contours serve to create a weld seam 34 extending over the entire stacking sequence (see 1 ). Otherwise, the components 12, 14, 16 lying one above the other in the stacked assembly 10 are thermally treated in a corresponding assembly receptacle (not shown) and the soldering media arranged on both sides of the third component 16 as coating material bond to the respective component 14 lying above and a component 12 lying below, as shown in the 2 .

Anstelle einer Vielzahl von Strömungsleitkanälen 24 besteht auch die Möglichkeit, die stabartigen Längsführungen 26 entfallen zu lassen und es erfolgt dann ein freier Fluiddurchtritt vom vorderen Kanalabschnitt 20 zum hinteren Kanalabschnitt 20 entlang eines einzigen Strömungskanales über den gesamten Querschnitt, der von dem Rahmen 22 begrenzt ist. Jeder Rahmen 22 besteht aus vier Leisten 36 oder Längsstäben, deren Baulängen im Wesentlichen frei vorgebbar sind und die an die Größe des jeweils zu realisierenden Wärmetauschers angepasst sind.Instead of a plurality of flow guide channels 24, it is also possible to omit the rod-like longitudinal guides 26, resulting in free fluid passage from the front channel section 20 to the rear channel section 20 along a single flow channel across the entire cross-section defined by the frame 22. Each frame 22 consists of four strips 36 or longitudinal bars, the overall lengths of which are essentially freely definable and adapted to the size of the heat exchanger to be realized.

Wie sich des Weiteren aus den Figuren ergibt, weist die zweite Komponente 14 ein bevorzugt zick-zack-förmiges Leitblech 38 auf, das an den freien Stirnseiten des Wärmetauschers ins Freie mündet und das mit seinen freien, dreieckigen Öffnungsquerschnitten quer zu den Längskanälen 24 der jeweils ersten Komponente 12 verläuft. Das dahingehende Leitblech 38 dient regelmäßig der Strömungsführung von Kühlluft; es ist aber auch denkbar hier ein anderes gasförmiges oder flüssiges Kühlmedium im Bedarfsfall hindurchzuleiten.As further shown in the figures, the second component 14 has a preferably zigzag-shaped baffle 38, which opens into the open air at the free end faces of the heat exchanger and which, with its free, triangular opening cross-sections, runs transversely to the longitudinal channels 24 of the respective first component 12. The baffle 38 generally serves to guide the flow of cooling air; however, it is also conceivable to pass another gaseous or liquid cooling medium through it if necessary.

Zur Vervollständigung des Wärmetauschers ist noch vorgesehen, dass die in der Stapelfolge zuoberst und zuunterst angeordnete vierte Komponente 40 jeweils aus einer eben verlaufenden Abschlussplatte gebildet ist, von denen die obere den Zulauf und die untere den Ablauf (nicht dargestellt) für das eine Medium, beispielsweise in Form von Hydraulikmedium, aufweist. Der dahingehende Zulauf 42 oder Ablauf 44 ist aus einem separaten zylindrischen Anschlussstück 46 gebildet, das auf die eine freie Seite der Abschlussplatte aufgesetzt mit dieser über eine ringförmige Schweißnaht 48 fest verbunden ist. Anstelle einer Schweißnaht 48 könnte auch eine Lötnaht vorgesehen sein, die optisch aber derart unauffällig ist, dass sie in der Zeichnung nicht mehr erkennbar wäre. So sind auch in der 3 bei Verwendung von Lötnahtverbindungen, die einzelnen Verbindungsstellen nicht mehr erkennbar. Für das Ansetzen des dahingehenden Anschlussstückes 46 ist in der plattenförmigen vierten Komponente 40 eine zylindrische Durchgriffsöffnung 50 vorhanden, die in fluidführender Deckung mit dem darunterliegenden vorderen Kanalabschnitt 20 der zweiten Komponente 14 zu liegen kommt. Auf der Unterseite der oberen, vierten Komponente 40 sowie auf der Oberseite der unteren, vierten Komponente 40 ist eine Lötschicht aufgetragen, bei deren Erwärmung diese eine Verbindung mit der darunterliegenden beziehungsweise darüberliegenden zweiten Komponente 14 eingeht.To complete the heat exchanger, it is further provided that the fourth component 40, arranged at the top and bottom in the stacking sequence, is each formed from a flat end plate, of which the upper one has the inlet and the lower one the outlet (not shown) for one medium, for example in the form of hydraulic medium. The respective inlet 42 or outlet 44 is formed from a separate cylindrical connecting piece 46, which is placed on one free side of the end plate and firmly connected to it via an annular weld seam 48. Instead of a weld seam 48, a soldered seam could also be provided, which is visually so inconspicuous that it would no longer be recognizable in the drawing. Thus, in the 3 When using soldered seam connections, the individual connection points are no longer recognizable. For attaching the corresponding connecting piece 46, a cylindrical through-opening 50 is provided in the plate-shaped fourth component 40, which is in fluid-conducting alignment with the underlying front channel section 20 of the second component 14. A solder layer is applied to the underside of the upper, fourth component 40 and to the top side of the lower, fourth component 40; when heated, this solder layer forms a connection with the underlying or overlying second component 14.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach den 3 bis 5 wird nur noch insofern erläutert, als es sich wesentlich von dem vorangehenden Ausführungsbeispiel unterscheidet, wobei dieselben Bauteile mit denselben Bezugszeichen beziffert sind und die insoweit hierzu getroffenen Ausführungen gelten auch für die geänderte Ausführungsform.The second embodiment according to the 3 to 5 will only be explained insofar as it differs significantly from the preceding embodiment, whereby the same components are numbered with the same reference numerals and the statements made in this regard also apply to the modified embodiment.

Bei der Lösung nach der 3 ist die oberhalb der zweiten Komponente 14 angeordnete erste Komponente 12, bezogen auf ihren vorderen Kanalabschnitt 20, nach unten hin von einer Abschlussplatte 52 verschlossen, die vorzugsweise Bestandteil der dritten Komponente 16 ist, wobei die dahingehende Abschlussplatte 52 dann den zugehörigen vorderen Kanalabschnitt 20 der zweiten Komponente 14 überdeckt. Dergestalt wird gemäß der Pfeildarstellung die Strömungsführung durch die Abschlussplatte 52 rechtwinklig umgelenkt und durchströmt in paralleler Ausrichtung die einzelnen Strömungsleitkanäle 24. Am Ende der Strömungsleitkanäle 24 werden dann die hinteren Kanalabschnitte 20 von erster und zweiter Komponente 12, 14 durchströmt mit anschließend rechtwinkliger Umlenkung des Medienstroms durch die Abschlussplatte 52 zwischen darunterliegender erster Komponente 12 und zweiter Komponente 14. Nunmehr in entgegengesetzter Strömungsführung werden wiederum die Strömungsleitkanäle 24 innerhalb der ersten Komponente 12 in Blickrichtung auf die 3 gesehen von rechts nach links durchströmt und am Ende gelangt über zugehörige Kanalabschnitte 20, des insoweit gebildeten fluidführenden Kanales 18 das gekühlte Medium über den Ablauf 44 aus dem Wärmetauscher, der in zusammengebautem Zustand in der 5 dargestellt ist. Während die einzelnen Kanalabschnitte 20 bei der Ausführungsform nach den 1 und 2 im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sind, sind diese bei der Lösung nach den 3 bis 5 im Wesentlichen quadratisch ausgebildet. Insbesondere ist die Kastenhöhe für die Kanalabschnitte 20 der zweiten Komponente 14 in der Art, dass diese bündig mit der zick-zack-förmigen Ausgestaltung des Leitbleches 38 bündig in Anlage kommen.When solving the 3 the first component 12 arranged above the second component 14 is closed at the bottom, with respect to its front channel section 20, by a closure plate 52, which is preferably a component of the third component 16, wherein the closure plate 52 in question then covers the associated front channel section 20 of the second component 14. In this way, according to the arrow representation, the flow is deflected at a right angle by the closure plate 52 and flows through the individual flow guide channels 24 in a parallel orientation. At the end of the flow guide channels 24, the rear channel sections 20 of the first and second components 12, 14 are then flowed through, with subsequent right-angled deflection of the media flow by the closure plate 52 between the underlying first component 12 and the second component 14. Now in the opposite flow direction, the flow guide channels 24 are again component 12 in the direction of the 3 seen from right to left and at the end, via associated channel sections 20 of the fluid-carrying channel 18 formed in this way, the cooled medium passes through the outlet 44 from the heat exchanger, which in the assembled state is in the 5 While the individual channel sections 20 in the embodiment according to the 1 and 2 are essentially rectangular in shape, these are in the solution according to the 3 to 5 is essentially square in shape. In particular, the box height for the channel sections 20 of the second component 14 is such that they are flush with the zigzag-shaped configuration of the guide plate 38.

Wie sich insbesondere aus der 4 ergibt, ist der Rahmen 22 für die erste Komponente 12 wiederum aus Einzelsegmenten aufgebaut, mit nunmehr zwei gegenüberliegenden Längsstäben oder Leisten 36, an die endseitig die rahmenförmigen Kanalabschnitte 20 anschließen, einmal auf der rechten Seite unter Bildung eines durchgehenden fluidführenden Kanales 18; einmal auf der linken Seite von der Abschlussplatte 52 abgeschlossen. Es besteht aber auch die Möglichkeit die rahmenförmige Umfassung für die Kanalabschnitte 20 und die beiden Längsstäbe oder Leisten 36 gemäß der Darstellung nach der 4 durch einen einzigen Rahmen 22 im Rahmen eines Druckguss- oder Spritzgussverfahrens in einem Stück (nicht dargestellt) herzustellen. Bei allen Darstellungen des Stapelverbundes 10 sind der Einfachheit halber aufgrund der dünnwandigen Plattengestaltung die dritten Komponenten 16 nicht explizit dargestellt, dennoch verlaufen diese immer zwischen der ersten und der zweiten Komponente 12, 14 sowie zwischen der zweiten und der nachfolgenden ersten Komponente 14, 12, um einen sicheren Lötverbund zwischen den einzelnen Platten des Wärmetauschers herzustellen. Mit der erfindungsgemäßen Wärmetauscherlösung lassen sich im Sinne des Baukastensystems verschiedenste Wärmetauscherkonstruktionen erreichen, wie sie beispielhaft in DE 10 2014 001 703 A1 aufgezeigt sind. Der Kreuzstromwärmetauscher als Ganzes lässt sich bevorzugt in einem Lötprozessschnitt herstellen, wobei zwischen einzelnen Leisten 36 und den Rahmen 22 eine fluiddichte Verbindung durch den gleichen Lötprozess wie bei der Herstellung des Wärmetauschers entsteht.As can be seen in particular from the 4 The frame 22 for the first component 12 is again constructed from individual segments, with two opposing longitudinal bars or strips 36, to which the frame-shaped channel sections 20 are connected at the ends, once on the right side to form a continuous fluid-carrying channel 18; once on the left side closed by the end plate 52. However, it is also possible to construct the frame-shaped enclosure for the channel sections 20 and the two longitudinal bars or strips 36 according to the illustration according to the 4 by a single frame 22 in a die-casting or injection-molding process in one piece (not shown). In all representations of the stacked assembly 10, for the sake of simplicity, the third components 16 are not explicitly shown due to the thin-walled plate design; nevertheless, they always run between the first and second components 12, 14 as well as between the second and the subsequent first component 14, 12 in order to create a secure soldered connection between the individual plates of the heat exchanger. With the heat exchanger solution according to the invention, a wide variety of heat exchanger designs can be achieved in the sense of the modular system, as can be seen, for example, in DE 10 2014 001 703 A1 The cross-flow heat exchanger as a whole can preferably be manufactured in a brazing process, whereby a fluid-tight connection is created between individual strips 36 and the frames 22 by the same brazing process as in the manufacture of the heat exchanger.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents submitted by the applicant was generated automatically and is included solely for the convenience of the reader. This list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 20 208 748 U1 [0003]DE 20 208 748 U1 [0003]
  • DE 10 2010 046 913 A1 [0004]DE 10 2010 046 913 A1 [0004]
  • DE 102 30 042 A1 [0005]DE 102 30 042 A1 [0005]
  • DE 10 2014 001 703 A1 [0028]DE 10 2014 001 703 A1 [0028]

Claims (12)

Kreuzstromwärmetauscher in Platten- und Leistenbauweise, bestehend aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten (12, 14, 16), die einen Stapelverbund (10) miteinander bilden, mit mindestens - einer ersten Komponente (12), die einen Fluiddurchlass eines Mediums in einer Richtung ermöglicht, - einer zweiten Komponente (14), die einen Fluiddurchlass dieses oder eines anderen Mediums in einer weiteren Richtung ermöglicht, - einer dritten Komponente (16), die zwischen der ersten (12) und der zweiten (14) Komponente angeordnet einen festen Verbund zwischen diesen herstellt, und - fluidführenden Kanälen (18), die zumindest abschnittsweise den Stapelverbund (10) endseitig durchgreifen und von denen zumindest ein Kanalabschnitt (20) der Zufuhr und ein anderer Kanalabschnitt (20) der Abfuhr des Mediums für die erste Komponente (12) dient.A cross-flow heat exchanger in plate and strip construction, consisting of a plurality of individual components (12, 14, 16) that form a stack (10) with one another, with at least - a first component (12) that allows fluid passage of a medium in one direction, - a second component (14) that allows fluid passage of this or another medium in a further direction, - a third component (16) that is arranged between the first (12) and the second (14) components and creates a fixed connection between them, and - fluid-carrying channels (18) that extend at least partially through the stack (10) at its ends, and of which at least one channel section (20) serves to supply the medium for the first component (12) and another channel section (20) serves to remove it. Kreuzstromwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (12) außenumfangsseitig von einem Rahmen (22) umfasst ist, dessen Bauhöhe der Bauhöhe mindestens eines Strömungsleitkanals (24) entspricht, der sich fluidführend zwischen zwei an diesen angrenzenden Kanalabschnitten (20) erstreckt, die von diesem Rahmen (22) zumindest teilweise mit umfasst sind.Cross-flow heat exchanger according to Claim 1 , characterized in that the first component (12) is enclosed on the outer circumference by a frame (22), the overall height of which corresponds to the overall height of at least one flow guide channel (24) which extends in a fluid-conducting manner between two channel sections (20) adjacent to said channel sections, which are at least partially enclosed by said frame (22). Kreuzstromwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (22) durchgehend einstückig ausgebildet ist, oder aus einzelnen leistenförmigen Rahmenteilen (28) zusammengesetzt ist, die aneinandergrenzend, einen Eckbereich (30) freilassen.Cross-flow heat exchanger according to Claim 1 or 2 , characterized in that the frame (22) is formed in one piece throughout, or is composed of individual strip-shaped frame parts (28) which, when adjacent to one another, leave a corner region (30) free. Kreuzstromwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Rahmenteilen (28) benachbart nachfolgenden Komponenten (14, 16) im Stapelverbund (10) eine dem jeweiligen Eckbereich (30) nachfolgende Konturausnehmung (32) aufweisen.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the components (14, 16) adjacent to the frame parts (28) in the stack assembly (10) have a contour recess (32) following the respective corner region (30). Kreuzstromwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Stapelfolge übereinander angeordneten Eckbereiche (30) und Konturausnehmungen (32) eine Eingriffsmöglichkeit für eine stabartige Montagehilfe bilden und/ oder dem Einbringen einer Schweißnaht (34) dienen.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the corner regions (30) and contour recesses (32) arranged one above the other in the stacking sequence form an engagement possibility for a rod-like assembly aid and/or serve to introduce a weld seam (34). Kreuzstromwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Komponente (16) aus einer eben verlaufenden Platte gebildet ist, die Ausnehmungen in der Größe der benachbarten Kanalabschnitte (20) aufweist und die mit lötfähigen Materialien beschichtet ist.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the third component (16) is formed from a flat plate which has recesses in the size of the adjacent channel sections (20) and which is coated with solderable materials. Kreuzstromwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Stapelfolge zuoberst und zuunterst angeordnete vierte Komponente (40) jeweils aus einer eben verlaufenden Abschlussplatte gebildet ist, von denen mindestens eine den Zu (42)- und/ oder Ablauf (44) für das eine Medium aufweist, der aus einem separaten Anschlussstück (46) gebildet ist, das auf die eine Seite der Abschlussplatte aufgesetzt mit dieser fest verbunden ist.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the fourth component (40) arranged at the top and bottom in the stacking sequence is each formed from a flat end plate, at least one of which has the inlet (42) and/or outlet (44) for the one medium, which is formed from a separate connecting piece (46) which is placed on one side of the end plate and is firmly connected to it. Kreuzstromwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Querschnitte für die einzelnen Kanalabschnitte (20) rechteckförmig, vorzugsweise quadratisch sind.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the free cross sections for the individual channel sections (20) are rectangular, preferably square. Kreuzstromwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einsatz mehrerer Strömungsleitkanäle (24) für das eine Medium diese jeweils aus einem Längskanal gebildet sind, die sich von einem Kanalabschnitt (20) an einem Ende zum gegenläufigen Kanalabschnitt (20) am anderen Ende erstrecken.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that when using a plurality of flow guide channels (24) for the one medium, these are each formed from a longitudinal channel which extends from a channel section (20) at one end to the opposite channel section (20) at the other end. Kreuzstromwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (14) mindestens ein Leitblech (38) aufweist, das an den freien Stirnseiten des Wärmetauschers ins Freie mündet und das quer zu den Strömungsleitkanälen (24) der jeweils ersten Komponente (12) verläuft.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the second component (14) has at least one guide plate (38) which opens into the open at the free end faces of the heat exchanger and which runs transversely to the flow guide channels (24) of the respective first component (12). Kreuzstromwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Lötprozessschritt herstellbar ist.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it can be manufactured in one brazing process step. Kreuzstromwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einzelnen Leisten (36) und den Rahmen (22) eine fluiddichte Verbindung durch den gleichen Lötprozess wie bei der Herstellung des Wärmetauschers entsteht.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a fluid-tight connection is created between individual strips (36) and the frames (22) by the same soldering process as in the manufacture of the heat exchanger.
DE102023004600.0A 2023-11-13 2023-11-13 Cross-flow heat exchanger Pending DE102023004600A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023004600.0A DE102023004600A1 (en) 2023-11-13 2023-11-13 Cross-flow heat exchanger
PCT/EP2024/081329 WO2025103838A1 (en) 2023-11-13 2024-11-06 Cross flow heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023004600.0A DE102023004600A1 (en) 2023-11-13 2023-11-13 Cross-flow heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102023004600A1 true DE102023004600A1 (en) 2025-05-15

Family

ID=93456182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102023004600.0A Pending DE102023004600A1 (en) 2023-11-13 2023-11-13 Cross-flow heat exchanger

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102023004600A1 (en)
WO (1) WO2025103838A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1075135B (en) * 1960-02-11 VEB Entwicklungsbau Pirna Pirna/Elbe-Sonnenstem Cross-flow plate heat exchanger with m the flow channels between the plates arranged wave-shaped heat transfer elements and method for its manufacture
DE3037899A1 (en) * 1979-10-08 1981-04-09 Société Anonyme des Usines Chausson, Asnieres, Hauts-de-Seine HEAT EXCHANGER WITH PLATES AND BARS
DE19909881A1 (en) * 1999-03-06 2000-09-07 Behr Gmbh & Co Cross-flow heat exchanger of plate stack between cover plates uses knob or pleat forms of stack plates to define flow path between inlet and outlet using oval knobs and specified flow path dimensions.
DE20208748U1 (en) * 2002-05-31 2003-10-02 Autokühler GmbH & Co. KG, 34369 Hofgeismar Heat exchanger comprises corrugated plates at right angles to each other, hot medium flowing through plates in one set while coolant flows through alternating plates with block profiles at ends
DE10230042A1 (en) * 2002-07-04 2004-01-22 Hydac S.A. Device for heat exchange between flowable media
DE102010046913A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Hydac Cooling Gmbh heat exchangers
DE102014001703A1 (en) * 2014-02-08 2015-08-13 Hydac Cooling Gmbh Heat exchange device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001280883A (en) * 2000-03-30 2001-10-10 Mitsubishi Alum Co Ltd Heat exchanger
JP4621487B2 (en) * 2003-12-02 2011-01-26 昭和電工株式会社 Integrated heat exchanger
EP1700081A4 (en) * 2003-12-22 2013-03-20 Showa Denko Kk Heat exchanger and process for fabricating same
JP2007247976A (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Showa Denko Kk Heat exchanger
DE102014217312A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Intercooler with reinforced bottom plate and / or cover plate
EP3476514B1 (en) * 2017-10-26 2023-01-04 Linde GmbH Method for producing a soldered plate heat exchanger block by means of sectional soldering

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1075135B (en) * 1960-02-11 VEB Entwicklungsbau Pirna Pirna/Elbe-Sonnenstem Cross-flow plate heat exchanger with m the flow channels between the plates arranged wave-shaped heat transfer elements and method for its manufacture
DE3037899A1 (en) * 1979-10-08 1981-04-09 Société Anonyme des Usines Chausson, Asnieres, Hauts-de-Seine HEAT EXCHANGER WITH PLATES AND BARS
DE19909881A1 (en) * 1999-03-06 2000-09-07 Behr Gmbh & Co Cross-flow heat exchanger of plate stack between cover plates uses knob or pleat forms of stack plates to define flow path between inlet and outlet using oval knobs and specified flow path dimensions.
DE20208748U1 (en) * 2002-05-31 2003-10-02 Autokühler GmbH & Co. KG, 34369 Hofgeismar Heat exchanger comprises corrugated plates at right angles to each other, hot medium flowing through plates in one set while coolant flows through alternating plates with block profiles at ends
DE10230042A1 (en) * 2002-07-04 2004-01-22 Hydac S.A. Device for heat exchange between flowable media
DE102010046913A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Hydac Cooling Gmbh heat exchangers
DE102014001703A1 (en) * 2014-02-08 2015-08-13 Hydac Cooling Gmbh Heat exchange device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025103838A1 (en) 2025-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1654508B1 (en) Heat exchanger and method for the production thereof
EP0828980B1 (en) Heat exchanger
DE3752324T2 (en) capacitor
DE202009015586U1 (en) Heat exchanger
EP2843348B1 (en) Plate heat exchanger with heat exchanger blocks connected by metal foam
WO2005071342A1 (en) Heat exchanger, especially oil/coolant cooler
WO2015140040A1 (en) Heating and cooling module
DE19927607A1 (en) Charging air cooler for vehicle engine has air entry end exit pipes coupled via stack of flat rectangular pipe sections enclosed by housing mantle through which cooling medium is passed
EP1273864B1 (en) Heat exchanger
DE10349150A1 (en) Heat exchanger, in particular for motor vehicles
WO2014131756A1 (en) Heat exchanger
EP1910764B2 (en) Plate element for a plate cooler
EP1856734B1 (en) Micro-heat exchanger
DE102004002252B4 (en) Heat exchanger for vehicles
EP2863157B1 (en) Heat exchanger
DE102017214822A1 (en) HEAT EXCHANGERS
EP1477761B1 (en) Plate heat exchanger
DE19547928C2 (en) Plate heat exchanger
DE102023004600A1 (en) Cross-flow heat exchanger
DE69103044T2 (en) Circular flow heat exchanger.
WO2005085737A1 (en) Device for exchanging heat and method for the production of said device
EP2994712B1 (en) Heat exchanger
DE4237672A1 (en) Heat-exchanger with flat tubes in stack - has inlet and outlet plenum chambers formed in stackable shaped components sealed to tube ends and connected to each other
WO2009023883A2 (en) Plate cooler for fluids
EP1923653A1 (en) Heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed