Wärmeaustauscherelement Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeaus tauscherelement, das aus zwei langen Blechteilen zusammengesetzt ist, von denen jeder mit mindestens einer Reihe von nacheinander angebrachten trogähn- lichen Eindrücken über die Länge des Bleches verse hen ist, wobei die beiden Blechteile einander zuge kehrt und entlang ihrer Seitenkanten miteinander verbunden sind.
Das Wärmeaustauscherelement ist dadurch ge kennzeichnet, dass in jedem Blechteil die Erstreckung der quer zur Längsrichtung des Bleches angeordneten einzelnen Eindrücke in der Längsrichtung des Ble ches grösser ist als der Abstand zwischen zwei auf- einanderfolgenden Eindrücken, wobei die Eindrücke in den beiden Blechteilen untereinander derart ver setzt sind, dass jeder Eindruck des einen Blechteiles zwei Eindrücke ides anderen Blechteiles überlappt zur Bildung eines kontinuierlichen,
wellenartig ver laufenden Kaualls zur Aufnahme eines kühlenden oder erwärmenden Mediums.
Die Erfindung wird anhand von zwei in der beige fügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie len beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 den Grundriss einer bevorzugten Ausfüh rungsform .eines Wärmeaustauscherelementes nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt ides Elementes nach der Linie 11-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht des Elementes in Fig. 1,
Fig. 4 eine Draufsicht einer praktischen Gestal tung für einen Wärmeaustauscher, der Elemente nach Fig. 1-3 enthält.
Das in Fig. 1-3 gezeigte Wärmeaustauscherele- ment ist aus zwei Blechen 1 und 2, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, aufgebaut. In jedem Blech sind zwei parallele Reihen von zu der Längsrichtung des Bleches rechtwinklig verlaufenden trogähnlichen Eindrücken 3 mit im wesentlichen kreisbogenförmi gem Querschnitt ausgeführt, wobei sowohl die Rän der 4 der Bleche als auch der die Eindrücke 3 tren nende Teil 5 plan und unverändert geblieben sind.
Die auf diese Weise geformten Bleche sind sich weitgehend ähnlich mit Ausnahme der Endpartien. Die beiden ganz nach links in Fig. 1 rund 3 fliegenden Eindrücke 3a und 3b des Bleches 1 sind jeweils mit Öffnungen 6a und 6b und mit an diesen anschliessen- @den Rohrstutzen 7a bzw. 7b versehen. An dem ent gegengesetzten Ende ödes Wärmeaustauscherelementes ist ein die beiden Reihen von Eindrücken 3 über brückender Eindruck 8 vorgesehen.
Die Ränder 9a und 9b des Bleches 2 sind ebenfalls plan.
Aus Fig. 3 geht hervor, dass die beiden Bleche an ihren Rändern, vorzugsweise durch Schweissung zusammengefügt sind, ideren Eindrücke 3 um eine halbe Breite gegeneinander verschoben zur Bildung von zwei parallelen, wellenartig verlaufenden Ka nälen in der Längsrichtung des Blechpaares.
Ein Kühl- oder Wärmemittel kann dann durch den einen Rohrstutzen 7 zugeführt und nach Passieren der um den wechselseitig überlappenden Eindrücken 3 ge bildeten Kanäle über (den überbrückenden Teil 8 idem anderen benachbarten Stutzen 7b entnommen wer den.
Durch diese Anordnung wird somit eine in der Konstruktion einfache und stabile, selbsttragende Wärmeaustauscheinheit mit einer turbulenzbefördern- den und damit effektbegrenzenden Kanalstreckung sowie leicht zugäugigem Ein- .und Auslaufstutzen erhalten.
Hierüber hinaus wird ider grosse Vorteil erzielt, dass das Element auf Grund seiner in der Längsrich tung des Elementes flexiblen Segmente ohne Schwie rigkeit in seiner Längsrichtung gebogen werden kann, ohne dass das Material zusätzlichen Beanspruchungen oder Faltenverformungen ausgesetzt wird (die bei- spielsweise bei einem Versuch, ein äquivalentes, fla ches Rohr zu biegen, entstehen würden).
Eine Bie gung bedeutet nur eine Abflachung der Wölbung der Eindrücke auf der Aussenseite der Biegung und eine entsprechend sich vergrössernde Wölbung der Eindrücke auf der Innenseite. Als Beispiel kann vorgebracht werden, dass bei Elementen der darge stellten Art aus 1 mm starkem Stahlblech und etwa 20 cm Breite Biegungsradien bis zu 15 cm mit gutem Ergebnis angewendet worden sind.
In Fig. 4 wird gezeigt, wie diese Biegungsmöglich- keit praktisch ausgenutzt werden kann zur Bildung eines äusserst gedrungenen .und stabilen Wärmeaus- tauschers. Dieser ist ganz einfach durch Spiralwickeln eines einzigen Elementes der in Fig. 1-3 gezeigten Art hergestellt.
Ein geeignetes Kühl- oder Wärme mittel wird über die .am Spiralaussenende liegenden Rohrstutzen (nur der eine 7b ist sichbar) zugeführt und entnommen.
Vermöge der selbsttragenden Kon struktion des Elementes wird der Zusammenhalt (des spiraligen Wärmeaustauschers auf einfache Weise mit Hilfe einiger weniger geeignet angebrachter, die Kan ten der Elementwindungen gegenseitig verbindender radialer Versteifungsdrähte oder Bänder 10 sicher gestellt.<B>Je</B> nach Bedarf können mehrere Element spiralen konzentrisch übereinander gestapelt und der Auslauf der einen mit dem Einlauf der nächstfolgen den mir Bildung einer einzigen Kühl- oder Wärme schlange verbunden werden.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die oben angegebenen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern verschiedene Abänderungen und Erweiterungen sind innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich je nach dem Zwecke und den Umständen. Es können mehr als zwei parallele Reihen trog'ähnlicher Ein drücke in einer Blechrichtung vorgenommen wer den.
In manchen Fällen kann auch eine einzige Reihe mit Einlauf und Auslauf an entgegengesetzten Enden des Elementes vorzuziehen sein. Gleichfalls kann natürlich das Element (oder die Elemente) in einer anderen Form als in der gezeigten spiraligen Gestaltung gebogen werden, beispielsweise zylin drisch, quadratisch, zickzack usw. Ein grosser Vor teil des Wärmaausbauscherelementes nach der Erfin dung ist gerade seine grosse Anpassungsfähigkeit an erwünschten oder gegebenen Räumen der verschie densten Formen und Grössen.
Das beschriebene Wärmeaustauscherelement hat auch herstellungstechnisch den grossen Vorteil, dass beliebige Längen mit Hilfe eines Drückwerkzeuges; das nur eine ,einzige Teilung umfasst, hergestellt wer den können. Die Herstellung wird in hohem Grade dadurch erleichtert, dass die Schweissnähte in einer einzigen Ebene liegen.
Heat exchanger element The invention relates to a heat exchanger element, which is composed of two long sheet metal parts, each of which is provided with at least one series of successively attached trough-like impressions over the length of the sheet metal, the two sheet metal parts facing each other and along their side edges are connected to each other.
The heat exchanger element is characterized in that in each sheet metal part the extent of the individual impressions arranged transversely to the longitudinal direction of the sheet in the longitudinal direction of the sheet is greater than the distance between two successive impressions, the impressions in the two sheet metal parts being so different from one another presupposes that each impression of one sheet metal part overlaps two impressions of the other sheet metal part to form a continuous,
wavelike ver running Kaualls for receiving a cooling or warming medium.
The invention is described with reference to two Ausführungsbeispie len shown in the accompanying drawing. 1 shows the outline of a preferred embodiment of a heat exchanger element according to the invention, FIG. 2 shows a cross section of the element along the line 11-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a side view of the element in FIG.
Fig. 4 is a plan view of a practical Gestal device for a heat exchanger containing the elements of Figs. 1-3.
The heat exchanger element shown in FIGS. 1-3 is made up of two metal sheets 1 and 2, for example made of stainless steel. In each sheet, two parallel rows of trough-like impressions 3 running at right angles to the longitudinal direction of the sheet are executed with a substantially circular arc-shaped cross-section, with both the edges of the 4 of the sheets and the part 5 trening the impressions 3 remaining flat and unchanged.
The sheets formed in this way are largely similar with the exception of the end sections. The two impressions 3a and 3b of the sheet metal 1, which are around 3 to the left in FIG. 1, are each provided with openings 6a and 6b and with pipe sockets 7a and 7b that are connected to them. At the opposite end of the dull heat exchanger element, the two rows of impressions 3 over bridging impression 8 is provided.
The edges 9a and 9b of the sheet 2 are also flat.
From Fig. 3 it can be seen that the two sheets are joined at their edges, preferably by welding, ideren impressions 3 shifted by half a width against each other to form two parallel, wave-like channels in the longitudinal direction of the pair of sheets.
A coolant or heating medium can then be supplied through one pipe socket 7 and after passing the channels formed around the mutually overlapping impressions 3 ge via (the bridging part 8 idem other adjacent socket 7b removed who the.
With this arrangement, a self-supporting heat exchange unit with a simple and stable construction with a turbulence-promoting and thus effect-limiting duct extension and easily accessible inlet and outlet connections is obtained.
In addition, the great advantage is achieved that the element, due to its flexible segments in the longitudinal direction of the element, can be bent in its longitudinal direction without difficulty, without the material being subjected to additional stresses or crease deformations (e.g. during an experiment to bend an equivalent flat tube).
A bend means only a flattening of the curvature of the impressions on the outside of the bend and a correspondingly increasing curvature of the impressions on the inside. As an example, it can be submitted that in elements of the type shown made of 1 mm thick sheet steel and about 20 cm wide, bending radii of up to 15 cm have been used with good results.
In FIG. 4 it is shown how this possibility of bending can be used in practice to form an extremely compact and stable heat exchanger. This is made quite simply by spiral winding a single element of the type shown in Figures 1-3.
A suitable cooling or heating medium is supplied and removed via the pipe socket located at the outer end of the spiral (only the one 7b is visible).
Due to the self-supporting construction of the element, the cohesion of the spiral heat exchanger is ensured in a simple manner with the help of a few less suitably attached radial stiffening wires or strips 10 that mutually connect the edges of the element windings. <B> Depending </B> as required several element spirals are stacked concentrically on top of each other and the outlet of one is connected to the inlet of the next, forming a single cooling or heating coil.
The invention is of course not limited to the embodiments given above, but various modifications and expansions are possible within the scope of the invention depending on the purposes and circumstances. More than two parallel rows of trough-like impressions can be made in one sheet direction.
In some cases a single row with inlet and outlet at opposite ends of the element may be preferable. Likewise, of course, the element (or elements) can be bent in a different shape than in the spiral configuration shown, for example cylindrical, square, zigzag, etc. A major advantage of the Wärmaausausbauscherelementes according to the inven tion is its great adaptability to desired or given spaces of various shapes and sizes.
The heat exchanger element described also has the great advantage in terms of production technology that any length can be produced with the aid of a spinning tool; that includes only one, single division can be produced. Manufacture is made much easier by the fact that the weld seams lie in a single plane.