Verwirbelunasvorrichtuna für einen Plattenwärmeübertraaer und

Plattenwärmeübertraaer

Die Erfindung betrifft eine Verwirbelungsvorrichtung für einen Wärmeübertrager bzw. Wärmetauscher, sowie einen Wärmeübertrager. Die Erfindung liegt somit

insbesondere auf dem technischen Gebiet des prozesstechnischen Anlagenbaus, insbesondere von Wärmeübertragern, wie etwa Plattenwärmeübertragern.

Im Stand der Technik sind vakuumgelötete Plattenwärmeübertrager bekannt (engl.: plate fin heat exchanger, PFHE), welche diverse technische Vorzüge aufweisen, wie beispielsweise eine vorteilhafte Kompaktheit und/oder Wärmeintegration und/oder kostengünstig herstellbar sind. Derartige Wärmeübertrager weisen im Allgemeinen häufig eine Mehrzahl von Strömungskanälen auf, welche von einem Fluid zum

Übertragen von Wärme durchströmt werden. Die mehreren Strömungskanäle können dabei beispielsweise mittels Trennplatten bzw. Trennblechen (engl.: "seperator plates", "parting sheets") baulich voneinander getrennt sein. Zwischen zwei benachbarten Trennplatten ist dabei je eine Lamelle (engl.: "fin") angeordnet, so dass eine Vielzahl von parallelen Kanälen zwischen benachbarten Platten gebildet wird, die von einem Medium durchfließbar sind. Zu den Seiten hin werden die Lamellen durch sogenannte Sidebars (Randleisten) begrenzt, die mit den angrenzenden Platten verlötet sind. Auf diese Weise wird eine Vielzahl an parallelen Wärmeübertragungspassagen gebildet, so dass Medien z.B. im Gegenstrom aneinander vorbeigeführt werden können, um einen indirekten Wärmeaustausch zu vollziehen.

Durch eine geeignete Ausgestaltung der Lamellen kann zusätzlich der Wärmeübertrag des durch die Strömungskanäle strömenden Fluids mit dem Wärmeübertrager und/oder einem anderen Fluid, welches mit dem Wärmeübertrager in Kontakt ist, beeinflusst werden. Insbesondere können die Lamellen dazu eine vorteilhafte

Oberflächenstrukturierung aufweisen. Beispielsweise können glatte und/oder perforierte und/oder geschnittene Lamellen zum Einsatz kommen und somit die Wärmeübertragungseigenschaften des Wärmeübertragers gezielt beeinflusst werden. Auch sind "Herringbone" Lamellen bekannt, welche mit einer an Fischgräten erinnernden Oberflächenstrukturierung versehen sind. Die Lamellen sind insbesondere deshalb der Verbesserung des Wärmeübertragers dienlich, da diese die thermische Kontaktfläche zwischen dem Strömungskanal bzw. dem Wärmeübertrager und dem durch den Wärmeübertrager strömenden Fluid vergrößern und somit ein Anpassen des Wärmeübertragers an die jeweiligen

Anforderungen ermöglichen. Beispielsweise kann dadurch ein geringer

Wärmeübergang zwischen Fluid und Wand gesteigert werden, wie das beispielsweise bei Niederdruckgasströmen der Fall ist.

Allerdings weist die Verwendung von Lamellen, insbesondere von geschnittenen Lamellen, auch den Nachteil auf, dass diese typischerweise einen Druckverlust bei dem durch den Wärmeübertrager strömenden Fluid signifikant erhöhen, wobei der Druckverlust typischerweise signifikant bei Vergrößerung der thermischen

Kontaktfläche ansteigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Plattenwärmetauscher derart bereitzustellen und/oder anzupassen, dass die Effizienz des Plattenwärmeübertragers gesteigert werden kann, ohne jedoch in gleichem Maße einen damit einhergehenden Druckverlust zu verursachen.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch eine Verwirbelungsvorrichtung für einen

Plattenwärmeübertrager sowie durch einen Plattenwärmeübertrager mit den

Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte

Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, sowie der folgenden Beschreibung.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Verwirbelungsvorrichtung für einen Plattenwärmeübertrager, wobei die Verwirbelungsvorrichtung einen

Verwirbelungsvorsprung aufweist und derart an dem Plattenwärmeübertrager anbringbar ist, dass der Verwirbelungsvorsprung in und/oder an einem

Strömungskanal des Plattenwärmeübertrager angeordnet ist. Dabei ist der

Verwirbelungsvorsprung dazu ausgebildet, ein in den Strömungskanal strömendes Fluid derart zu verwirbeln, dass das Fluid unter Ausführung zumindest einer

Wirbelbewegung stromabwärts vollständig durch denselben Strömungskanal strömt.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Plattenwärmeübertrager, welcher zumindest eine erfindungsgemäße Verwirbelungsvorrichtung aufweist. Die

Verwirbelungsvorrichtung kann dabei vorzugsweise an dem Plattenwärmeübertrager befestigt sein und/oder in den Plattenwärmeübertrager integriert sein.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Plattenwärmeübertrager, der einen Strömungskanal aufweist, welcher dazu ausgelegt ist, von einem Fluid in einer Strömungsrichtung stromabwärts durchströmt zu werden, sowie einen

Verwirbelungsvorsprung, welcher in dem Strömungskanal und/oder stromaufwärts des Strömungskanals angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, zumindest einen Teil des über den Verwirbelungsvorsprung strömenden Fluids derart zu verwirbeln, dass das Fluid unter Ausführung zumindest einer vorzugsweise spiralförmigen Wirbelbewegung stromabwärts vollständig durch denselben Strömungskanal strömt.

Dass der Verwirbelungsvorsprung in und/oder an einem Strömungskanal des

Plattenwärmeübertrager angeordnet ist, bedeutet dabei, dass der

Verwirbelungsvorsprung innerhalb des Strömungskanals ausgebildet sein kann, d.h. in einem Innenraum des Strömungskanals, welcher von einem Fluid zur

Wärmeübertragung durchströmt werden kann, und/oder außerhalb des

Strömungskanals an dem Plattenwärmeübertrager angeordnet sein kann. Sofern der Verwirbelungsvorsprung an dem Strömungskanal, d.h. außerhalb des

Strömungskanals, angeordnet ist, kann es vorteilhaft sein, wenn dieser an einem Fluideinlass des Plattenwärmeübertrager angeordnet ist, durch welchen das Fluid in den Strömungskanal hineinströmen kann.

Dass das Fluid unter Ausführung zumindest einer spiralförmigen Wirbelbewegung stromabwärts durch den Strömungskanal strömt, bedeutet dabei, dass sich das Fluid nicht ausschließlich geradlinig durch den Strömungskanal bewegt, sondern auch eine Bewegungskomponente aufweist, welche sich senkrecht zu einer Längsachse des Strömungskanals, welche die bevorzugte Strömungsrichtung durch den

Strömungskanal vorgibt, erstreckt. Dass das Fluid unter Ausführung zumindest einer Wirbelbewegung stromabwärts vollständig durch den gesamten Strömungskanal strömt, bedeutet dabei insbesondere, dass das gesamte durch den Strömungskanal unter Ausführung der zumindest einer Wirbelbewegung strömende Fluid durch ein und den selben Strömungskanal strömt. In anderen Worten ist der Wärmeübertrager und/oder die Verwirbelungsvorrichtung derart ausgebildet, dass das gesamte durch den Strömungskanal strömende Fluid bzw. das in eine Wirbelbewegung versetzte Fluid weiterhin durch den Strömungskanal strömt, nicht jedoch durch die Verwirbelungsvorrichtung und/oder durch den

Verwirbelungsvorsprung und/oder durch die Wirbelbewegung selbst aus dem

Strömungskanal herausgeleitet wird. In anderen Worten ändert die

Verwirbelungsvorrichtung und/oder der Verwirbelungsvorsprung und/oder die

Wirbelbewegung nichts daran, dass das durch den Strömungskanal strömende Fluid auch weiterhin durch den Strömungskanal strömt, bis das Fluid den Auslass des Strömungskanals erreicht. Vorzugsweise führt die Verwirbelungsvorrichtung und/oder der Verwirbelungsvorsprung und/oder die Wirbelbewegung nicht dazu, dass das durch den Strömungskanal strömende Fluid vorzeitig, d.h. vor Erreichen des regulären Auslasses des Strömungskanals, aus dem Strömungskanal herausgeleitet wird und/oder daras entweicht. Vorzugsweise sind demnach die Verwirbelungsvorrichtung und/oder der Verwirbelungsvorsprung derart ausgebildet, dass diese keine Öffnungen und/oder Ausnehmungen und/oder Durchlässe in den Begrenzungen des

Strömungskanals aufweisen, welche ein Herausführen des Fluides aus dem

Strömungskanal ermöglichen würden. Dies bietet den Vorteil, dass keine Umverteilung des durch eines oder mehrere Kanäle strömenden Fluid erfolgt und somit ein in einem bestimmten Strömungskanal hineinströmendes Fluid auch wieder aus dem

Strömungskanal an dessen Auslass herausströmt.

Die Erfindung bietet den Vorteil, dass keine Umverteilung des Fluides in dem

Plattenwärmeübertrager aufgrund der Verwirbelungsvorrichtung bzw. des

Verwirbelungsvorsprungs bzw. der Wirbelbewegung erfolgt und demnach der

Plattenwärmeübertrager weiterhin seine Funktion ausüben kann.

Die Erfindung bietet zudem den Vorteil, dass durch die verursachte Wirbelbewegung des Fluid beim Strömen durch den Strömungskanal die Wärmeübertragung von dem Fluid auf den Plattenwärmeübertrager oder umgekehrt ohne Vergrößerung der thermischen Kontaktfläche verbessert werden kann. Somit kann durch die Erfindung die Realisierung von Plattenwärmeübertragern ermöglicht werden, welche ein hohes Maß an Wärmeübertragung erlauben und dennoch kompakt hergestellt werden können.

Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Wärmeübertragung von dem Fluid auf den Plattenwärmeübertrager oder umgekehrt vergrößert werden kann, ohne dass notwendigerweise in gleichem Maße ein Druckverlust des durch den

Plattenwärmeübertrager strömenden Fluid auftritt. Insbesondere erlaubt die Erfindung, einen Wärmeübertrag mit effizientem Plattenwärmeübertrager auch mit solchen Lamellen zu realisieren, die zwar einen geringen Druckverlust (im Vergleich zu anderen Lamellen, wie etwa geschnittenen Lamellen) verursachen, jedoch

herkömmlicherweise auch einen geringeren Wärmeübertrag bewirken. Durch das Bereitstellen eines Plattenwärmeübertragers mit Lamellen, welche einen geringen Wärmeübertrag aufweisen, wie etwa glatte und/oder perforierte Lamellen mit großer Teilung, sowie mit einer erfindungsgemäßen Verwirbelungsvorrichtung, kann der Wärmeübertrag signifikant vergrößert werden, ohne signifikant den Druckverlust zu erhöhen, wie dies beispielsweise bei der Verwendung von geschnittenen Lamellen der Fall wäre. Somit ist die Erfindung besonders vorteilhaft für den Wärmeübertrag von Niederdruck-Fluiden, wie etwa Niederdruck-Gasströmen, bei welchen ein großer Druckverlust bzw. eine signifikante Reduktion des Ausgangsdrucks am Ausgang des Plattenwärmeübertragers besonders nachteilhaft sein kann.

Mit anderen Worten bietet die Erfindung die Möglichkeit, einen Plattenwärmeübertrager mit einem hohen Wärmeübertragungskoeffizienten zu realisieren und dabei dennoch den auftretenden Druckverlust zu minimieren. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sich dadurch ein Plattenwärmeübertrager mit besonders gutem effektivem Leistungsparameter (engl.: Effective Performance Parameter, EPP) realisieren lässt, wobei der effektive Leistungsparameter durch ein Verhältnis der

Wärmeübergangserhöhung und des Druckverlusts definiert ist. Der effektive

Leistungsparameter EEP ist durch die folgende mathematische Beziehung gegeben:

wobei Nu _yy die Wärmeübertragung eines Wärmeübertragers mit

Verwirbelungsvorrichtung, Nu _oVV die Wärmeübertragung eines Wärmeübertragers ohne Verwirbelungsvorrichtung, D Pu _vv den Druckverlust in einem Wärmeübertrager mit Verwirbelungsvorrichtung und APu _oVV den Druckverlust in einem Wärmeübertrager ohne Verwirbelungsvorrichtung darstellen.

Vorzugsweise weist die Verwirbelungsvorrichtung mehrere Verwirbelungsvorsprünge auf, welche dazu ausgebildet sind, ein in den Strömungskanal strömendes Fluid zu verwirbeln. Die mehreren Verwirbelungsvorsprünge können dabei nebeneinander, insbesondere senkrecht zur Längsachse des Strömungskanals angeordnet sein und mit einer Querschnittsfläche eines einzigen Strömungskanals überlappen. Dies bietet den Vorteil, dass das Maß an Verwirbelung bzw. ein Ausmaß der Wirbelbewegung des durch den Strömungskanal strömenden Fluid vergrößert werden kann. Besonders bevorzugt bildet der Verwirbelungsvorsprung relativ zum Strömungskanal eine entlang der Strömungsrichtung ansteigende Rampe.

Alternativ oder zusätzlich kann die Verwirbelungsvorrichtung vorzugsweise mehrere Verwirbelungsvorsprünge aufweisen und derart an einem Plattenwärmeübertrager anbringbar sein, dass die mehreren Verwirbelungsvorsprünge an mehreren

Strömungskanälen des Plattenwärmeübertragers angeordnet sind. Dabei kann beispielsweise an jedem Strömungskanal ein einziger Verwirbelungsvorsprung angeordnet sein und/oder an jedem Strömungskanal eine Mehrzahl von

Verwirbelungsvorsprünge angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass in mehreren oder gar in allen Strömungskanälen eines Plattenwärmeübertragers mindestens eine Wirbelbewegung des durch die jeweiligen Strömungskanäle strömenden Fluids verursacht werden kann. Vorzugsweise weist somit der Plattenwärmeübertrager mehrere Strömungskanäle auf, wobei zumindest ein Teil der Strömungskanäle jeweils zumindest einen Verwirbelungsvorsprung aufweist. Diese Verwirbelungsvorsprünge können dabei nebeneinander angeordnet sein.

Alternativ oder zusätzlich können mehrere Verwirbelungsvorsprünge hintereinander in einem Strömungskanal angeordnet sein. In anderen Worten weist somit der zumindest eine Strömungskanal vorzugsweise mehrere Verwirbelungsvorsprünge auf, wobei die mehreren Verwirbelungsvorsprünge in dem zumindest einen Strömungskanal stromabwärts nacheinander angeordnet sind. Dadurch kann beispielsweise eine Längserstreckung und/oder eine Zeitdauer der Wirbelbewegung des durch den Strömungskanal strömenden Fluid vergrößert bzw. verlängert werden und somit der Wärmeübertrag entlang der Längsachse des Strömungskanals vergrößert werden. Besonders bevorzugt können die mehreren hintereinander angeordneten

Verwirbelungsvorsprünge derart angeordnet sein, dass diese eine Spiralbewegung des durch den Strömungskanal strömenden Fluid verursachen und/oder aufrechterhalten und somit einen besonders effizienten Wärmeübertrag über vorzugsweise die gesamte Länge des Strömungskanals ermöglichen.

Bevorzugt ist die Verwirbelungsvorrichtung dazu ausgelegt, an einem Fluideinlass des Plattenwärmeübertragers angeordnet und/oder befestigt zu werden. Dies bietet den Vorteil, dass bereits vor und/oder bei dem Eintritt des Fluid in den Strömungskanal bzw. in den Wärmeübertrager eine Wirbelbewegung verursacht wird und somit zu Beginn der Wärmeübertragung ein hoher Wärmeübergangskoeffizient erzielt werden kann.

Vorzugsweise weist der Plattenwärmeübertrager zumindest eine Lamelle auf. Dies bietet den Vorteil, dass der Wärmeübertrager besonders kompakt und/oder besonders kosteneffizient bereitgestellt werden kann. Besonders bevorzugt ist dabei die Lamelle derart ausgebildet, dass diese zumindest zwei Strömungskanäle, insbesondere aneinander angrenzende Strömungskanäle, räumlich voneinander trennt, wobei die Lamelle vorzugsweise glatt und/oder perforiert und/oder geschnitten ausgebildet ist. Besonders bevorzugt kann einPlattenwärmeübertrager, welcher glatte und/oder perforierte Lamellen aufweist, mit einer Verwirbelungsvorrichtung ausgestattet werden, da dies zu einem einem größeren Wärmeübertrag bei einem besonders geringen Druckverlust des durch den Plattenwärmeübertrager strömenden Fluids führt.

Vorzugsweise kann die zumindest eine Lamelle des Plattenwärmeübertragers den zumindest einen Verwirbelungsvorsprung aufweisen. Der Verwirbelungsvorsprung kann beispielsweise als ein integraler Teil der zumindest eine Lamelle ausgebildet sein und/oder daran befestigt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die gesamte

Verwirbelungsvorrichtung als eine Lamelle und/oder als eine Lamellenanordnung, welche beispielsweise mehrere Lamellen umfassen kann, ausgebildet sein. Dies bietet den Vorteil, dass die Verwirbelungsvorrichtung und/oder der zumindest einen Verwirbelungsvorsprung auf besonders einfache Weise hergestellt und/oder in den Plattenwärmeübertrager integriert werden kann.

Bevorzugt ragt der zumindest einen Verwirbelungsvorsprung zumindest 2 mm, mehr bevorzugt zumindest 5 mm, noch mehr bevorzugt zumindest 1 cm, viel mehr bevorzugt zumindest 2 cm, am meisten bevorzugt zumindest 5 cm senkrecht zur Längsachse des Strömungskanals in den Strömungskanal hinein. Bevorzugt erstreckt sich der zumindest einen Verwirbelungsvorsprung in eine Richtung senkrecht zur Längsachse des Strömungskanals über zumindest 5% der Breite des Strömungskanals, mehr bevorzugt zumindest 10% der Breite des Strömungskanals, noch mehr bevorzugt zumindest 15% der Breite des Strömungskanals, viel mehr bevorzugt zumindest 20% der Breite des Strömungskanals, sehr viel mehr bevorzugt zumindest 25% der Breite des Strömungskanals. Als Breite des Strömungskanals wird dabei die Breite der Innenabmessungen des Strömungskanals senkrecht zur Längsachse angesehen. Bevorzugt erstreckt sich der zumindest einen Verwirbelungsvorsprung in einer

Richtung senkrecht zur Längsachse des Strömungskanals über nicht mehr als 75% der Breite des Strömungskanals, mehr bevorzugt über nicht mehr als 50% der Breite des Strömungskanals, noch mehr bevorzugt über nicht mehr als 40% der Breite des Strömungskanals, am meisten bevorzugt über nicht mehr als 30% der Breite des Strömungskanals. Dadurch wird vorzugsweise ein geeignetes Maß an Verwirbelung des über den zumindest einen Verwirbelungsvorsprung strömenden Fluids erzielt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der

Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Figurenbeschreibung Figur 1 zeigt schematisch und perspektivisch eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertragers vor (Fig. 1A) und nach dem Anbringen von Ein- und Auslassaufsätzen (Fig. 1 B).

Figur 2 zeigt schematisch eine Verwirbelungsvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform.

Figur 3 zeigt schematisch eine Verwirbelungsvorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform.

Figur 4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Lamellenanordnung, an welcher in einem Bearbeitungsschritt Verwirbelungsvorsprünge ausgebildet werden.

Figuren 5 und 6 zeigen jeweils in schematischen Darstellungen

Verwirbelungsvorrichtungen, welche als Lamellenanordnung ausgebildet sind.

Figur 7 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Verwirbelungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung der Figuren

In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen

Plattenwärmeübertragers schematisch und perspektivisch dargestellt und mit 1 bezeichnet.

Der Plattenwärmeübertrager 1 gemäß Figur 1 A weist einen quaderförmigen

Zentralkörper 8 mit einer Länge von beispielsweise mehreren Metern und einer Breite bzw. Höhe von beispielsweise etwa einem bzw. wenigen Metern auf. Im Wesentlichen handelt es sich bei dem Zentralkörper 8 um eine Anordnung aus sich abwechselnden Trennplatten 9 und Lamellen 2, 2a (sog. Fins). Der Zentralkörper 8 des

Plattenwärmeübertragers 1 weist also eine Vielzahl an Trennplatten und eine Vielzahl an Lamellen auf, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Trennplatten eine Lamelle angeordnet ist. Sowohl die Trennbleche als auch die Lamellen können beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein. Zu ihren Seiten sind die Lamellen 2, 2a durch

Randleisten (Sidebars) 4, die ebenfalls aus Aluminium gefertigt sein können, abgeschlossen, so dass durch die Stapelbauweise mit den Trennplatten 9 eine

Seitenwand ausgebildet wird. Die außenliegenden Lamellen (hier 2a) des

Zentralkörpers 8 sind durch eine parallel zu den Lamellen und den Trennblechen liegende Abdeckung 5 (Deckblech) in der Regel ebenfalls aus Aluminium

abgeschlossen.

Zur Herstellung des Plattenwärmeübertragers 1 werden die in der Regel lotplattierten Trennbleche 9, Randleisten 4 und Lamellen (hier nur die Lamellen 2 und 2a

bezeichnet) in einem Stapel zu dem hier dargestellten Zentralkörper 8 aufeinander gelegt, der dann in einem Lötofen unter Vakuum verlötet wird. Anschließend werden die zur Zu- und Ableitung der wärmetauschenden Fluide benötigten Ein- und

Auslassaufsätze 6, 6a angebracht, wie sie in Figur 1 B gezeigt sind.

Oben auf dem Zentralkörper 8, an dessen Seiten und unterhalb des Zentralkörpers 8 erkennt man in Figur 1 B Aufsätze 6 und 6a. Die unterhalb des Zentral körpers 8 und auf der der abgebildeten Seite abgewandten Seite befindlichen Aufsätze 6 und 6a sind teilweise verdeckt.

Durch Stutzen 7 kann dem Plattenwärmeübertrager 1 ein Fluid bzw. Prozessstrom zugeführt bzw. diesem wieder entnommen werden. Die Aufsätze 6 und 6a dienen zur Verteilung des durch die Stutzen 7 eingebrachten Fluids bzw. zum Sammeln und zur Konzentration des aus dem Plattenwärmeübertrager 1 zu entnehmenden Fluids, wobei die Verteilung bzw. das Sammeln über Verteilerlamellen ("distributor fins") 3 (vgl. Figur 1 A) zu bzw. von den Wärmetauscher-Lamellen 2, 2a erfolgt. Innerhalb des

Plattenwärmeübertragers 1 tauschen dann die verschiedenen Fluidströme

Wärmeenergie aus.

Der in Figur 1 gezeigte Plattenwärmeübertrager 1 ist dazu ausgelegt, Fluidströme in getrennten Passagen zum Wärmeaustausch aneinander vorbeizuführen. Ein Teil der Ströme kann gegensinnig aneinander vorbeigeführt werden, ein anderer Teil über Kreuz oder gleichsinnig.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der

Plattenwärmeübertrager 1 zumindest eine Verwirbelungsvorrichtung auf, wie sie im Folgenden näher erläutert wird. Jede Lamelle des Plattenwärmeübertragers 1 trennt jeweils eine Vielzahl von Strömungskanälen voneinander, welche jeweils dazu ausgelegt sind, von einem Fluid in einer Strömungsrichtung stromabwärts durchströmt zu werden. In und/oder an derartigen Strömungskanälen ist jeweils ein

Verwirbelungsvorsprung einer bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verwirbelungsvorrichtung angeordnet, wobei ein derartiger Verwirbelungsvorsprung dazu ausgebildet ist, ein in den jeweiligen Strömungskanal strömendes Fluid derart zu verwirbeln, dass das Fluid unter Ausführung zumindest einer Wirbelbewegung stromabwärts vollständig durch denselben Strömungskanal strömt, wie nachfolgend in Bezug auf die Figuren 2 bis 7 erläutert wird.

Figur 2 zeigt eine Verwirbelungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform sowie einen Materialstreifen 12, aus welchem die

Verwirbelungsvorrichtung 10 hergestellt werden kann. Der Materialstreifen 12 kann beispielsweise als ein Flachmetall vorliegen, welches beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens zu der Verwirbelungsvorrichtung 10 geformt werden kann. Die Verwirbelungsvorrichtung 10 weist zwei Verwirbelungsvorsprünge 14 auf, welche gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform aus der Ebene des vorherigen Materialstreifens 12 hervorragen.

Die Verwirbelungsvorsprünge 14 dienen dazu, ein über die Verwirbelungsvorrichtung 10 strömendes Fluid zu verwirbeln, sodass das strömende Fluid stromabwärts der Verwirbelungsvorrichtung 10 eine Wirbelbewegung ausführt.

Figur 3 zeigt eine Verwirbelungsvorrichtung 10 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, welche aus einem Rohling 12a gefertigt werden kann. Die

Verwirbelungsvorrichtung 10 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform weist im Gegensatz zur ersten bevorzugten Ausführungsform ein Rahmenelement 16 auf, welches einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Das Rahmenelement 16 kann dabei derart ausgebildet sein, dass die Verwirbelungsvorrichtung 10 vorzugsweise passgenau an einem Wärmeübertrager angeordnet und befestigt werden kann, sodass die Verwirbelungsvorsprünge 14 zumindest teilweise mit Einlassöffnungen eines Strömungskanals oder von mehreren Strömungskanälen des Wärmeübertragers überlappen. Beispielsweise können die Abmessungen des Rahmenelements 16 im Wesentlichen gleich den Abmessungen einer Seite des Wärmeübertragers

dimensioniert sein, an der die Verwirbelungsvorrichtung 10 angebracht werden soll, und/oder gleich den Abmessungen einer Einlassöffnung eines oder mehrerer

Strömungskanäle. Die Verwirbelungsvorsprünge 14 können beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens aus dem Rohling 12a herausgestanzt werden, sodass sich diese ins Innere des bei dem Stanzvorgang entstehenden Rahmenelements 16 erstrecken.

Figur 4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Lamellenanordnung 18, an welcher in einem Bearbeitungsschritt Verwirbelungsvorsprünge 14 ausgebildet werden, um eine Verwirbelungsvorrichtung 10 zu erhalten. Die Lamellenanordnung 18 ist dabei als ein flächiges Bauteil ausgestaltet, welches mäanderförmig gefaltet ist, um

Trennwände bzw. Lamellen 20 zur Begrenzung von zwischen den Trennwänden 20 angeordneten Kanälen bzw. Strömungskanälen 22 zu bilden. Beispielsweise kann die Lamellenanordnung 18 in einem umgebenden Rahmengebilde (nicht gezeigt) angeordnet werden, welches die Kanäle 22 oben und unten abschließt und auf diese Weise zwischen den Lamellen 20 angeordnete Strömungskanäle zu bilden.

Zur Ausbildung der Verwirbelungsvorrichtung 10 können beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens die Verwirbelungsvorsprünge 14 aus der Lamellenanordnung herausgestanzt bzw. ausgeprägt werden, welche sich sodann in den Querschnitt der Kanäle 22 erstrecken, um bei einem Einströmen von Fluid in einen Kanal 22 bzw. Strömungskanal das Fluid in eine Wirbelbewegung zu versetzen.

Dabei ist zu beachten, dass durch das Ausbilden der Verwirbelungsvorsprünge 14 keine Löcher und/oder Undichtheiten in den Kanälen 22 entstehen, sondern dass auch nach Ausbilden der Verwirbelungsvorsprünge 14 das Fluid durch den Strömungskanal 22 strömen kann, ohne durch etwaige Öffnungen aufgrund der

Verwirbelungsvorsprünge 14 entrinnen zu können. Sofern das Ausbilden der

Verwirbelungsvorsprünge 14 dennoch eine oder mehrere Öffnungen in der

Lamellenanordnung 18 hinterlässt, geschieht dies vorteilhafter Weise an einer Seite, welche durch ein anderes Bauteil ohnehin abgedeckt und/oder abgedichtet wird. In der gezeigten Ausführungsform sind daher die Verwirbelungsvorsprünge 14 nur an der Oberseite und Unterseite der Lamellenanordnung 18 ausgebildet, da diese ohnehin bei dessen Anordnung in einem Wärmeübertrager von einem Rahmen-Bauteil abgedeckt werden und somit keine Gefahr des Entrinnens von Fluid aufgrund der ausgebildeten Verwirbelungsvorsprünge 14 besteht. Hingegen sind in den vertikalen Wänden bzw. Lamellen 20 keine Verwirbelungsvorsprünge 14 ausgebildet, welche eine Öffnung in den Lamellen 20 verursachen würden und zu einer Fluiden Verbindung zweier aneinandergrenzender Strömungskanäle führen würden.

Die Figuren 5 und 6 zeigen in schematischen Darstellungen

Verwirbelungsvorrichtungen 10, welche als Lamellenanordnung 18 ausgebildet sind. Die Verwirbelungsvorrichtungen 10 können dabei integraler Bestandteil des

Plattenwärmeübertragers sein oder zu einer Anordnung in dem dem

Plattenwärmeübertrager ausgebildet sein. Die Lamellenanordnung 18 weist eine Mehrzahl von Lamellen 20 auf, welche sich in vertikaler Richtung senkrecht zur Längsachse 102 der Strömungskanäle 22 erstrecken und benachbarte

Strömungskanäle 22 voneinander abgrenzen bzw. trennen. Die Lamellenanordnung 18 ist dabei dazu ausgelegt, von einem Fluid durchströmt zu werden, welches entlang der Strömungsrichtung 100 über die Fluideinlässe 24 in die Strömungskanäle 22 hineinströmt. Vor dem Einströmen des Fluid die Strömungskanäle 22 strömt das Fluid jedoch über die Verwirbelungsvorsprünge 14, so dass sich das Fluid nicht

ausschließlich entlang der Strömungsrichtung 100 parallel zur Längsachse 102 durch die Strömungskanäle 22 bewegt, sondern auch eine Bewegungskomponente senkrecht zur Längsachse 102 der Strömungskanäle 22 aufweist. In Figur 6 sind beispielhaft Bewegungstrajektorien 104 dargestellt, entlang welcher sich

beispielsweise das Fluid beim Strömen durch die Strömungskanäle 22 bewegen kann. Durch diese Wirbelbewegung wird der Wärmeaustausch des Fluides mit der

Lamellenanordnung 18 und somit mit dem Wärmeübertrager erhöht, ohne jedoch einen deutlich erhöhten Druckabfall während des Strömens durch die Strömungskanäle 22 hervorzurufen.

Figur 7 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Verwirbelungsvorrichtung 10 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, welche zwei in einem

Strömungskanal 22 entlang der Längsachse 102 hintereinander angeordnete

Verwirbelungsvorsprünge 14 aufweist. Diese bewirken, dass vorzugsweise über die gesamte Länge des Strömungskanals 22 die Wirbelbewegung des durch den

Strömungskanal 22 strömenden Fluids aufrechterhalten bleibt. Dies bietet den Vorteil, dass über die gesamte Länge des Strömungskanals eine Verbesserung des

Wärmeübertrags erzielt werden kann. Bezuaszeichen

1 Plattenwärmeübertrager

2 Lamelle

2a Lamelle

3 Verteilerlamellen

4 Randleisten (Sidebars)

5 Abdeckung

6 Aufsatz

6a Aufsatz

7 Stutzen

8 Zentralkörper

9 Trennplatte

10 Verwirbelungsvorrichtung

12 Materialstreifen

12a Rohling

14 Verwirbelungsvorsprung

16 Rahmenelement

18 Lamellenanordnung

20 Lamelle

22 Kanal bzw. Strömungskanal

24 Fluideinlass

100 Strömungsrichtung

102 Längsachse eines Strömungskanals