CH414704A - Wärmeaustauscher - Google Patents

Description

      Wärmeaustauscher       Es sind     Wärmeaustauscher    bekannt, die aus einer  Mehrzahl     achsenparallel    nebeneinander angeordneter  Rohrelemente bestehen, die an ihren     Endteilen    durch  Verschweissen oder Verlöten flüssigkeitsdicht mit  einander verbunden sind, wobei die aneinander  gefügten Rohrelemente an beiden Enden     in    je einen  senkrecht zu ihren Längsachsen verlaufenden Ver  bindungskanal einmünden.  



  Bei einer bekannten Ausführungsform sind die  einzelnen Rohrelemente an ihren Enden kopfförmig  erweitert, wozu diese aus zwei Schalen mit ent  sprechend     angeformten    Kopfteilen zusammengefügt  werden. Die Kopfteile sind je an zwei Seiten ab  geflacht und durchbrochen, an welchen     Stirnseiten     die nächstfolgenden Rohrelemente zum Anliegen  kommen und miteinander verschweisst werden, wobei  die     aneinandergereihten    Kopfteile den Verbindungs  kanal bilden.  



  Bei dieser Ausführungsform ist jedoch nachteilig,  dass die für die Verbindung der Rohrelemente bzw.  Kopfteile erforderlichen, den Querschnitt des durch  die Kopfteile gebildeten Verbindungskanals verrin  gernden Flächenteile der Stirnseiten im Kanal Schika  nen bilden, welche höchst unerwünschte korrosions  fördernde Luft- oder Flüssigkeitsstauungen bewirken.

    Ferner verlangt das Verschweissen solcher     Wärme-          austauscher    einen erheblichen Aufwand, da einerseits  erst je zwei Schalen zu einem Rohrelement und dann  die Rohrelemente zu Reihen miteinander verbunden  werden müssen und anderseits das     Aneinander-          schweissen    der Elemente zu Reihen besondere Werk  zeuge erfordert, welche die     Innenschweissung    auch  bei     Wärmeaustauschern    mit einer relativ grossen An  zahl Glieder ermöglicht.  



  Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform  bestehen die Rohrelemente je aus einem einteiligen  Rohrstück, das an seinen Endteilen eingezogen und    zu länglichen Öffnungen verformt ist. Diese Rohr  elemente werden bei der Herstellung von     Wärme-          austauschern    zunächst an den     Schmalkanten    ihrer  länglichen Öffnungen miteinander verschweisst, wor  auf auf die Gliederreihe je ein den Verbindungskanal  bildendes Rohr aufgesetzt und mit den Elementen  verschweisst wird, wobei letztere eine gemeinsame  Längsnut in dem Verbindungskanal     durchdringen.     



  Es ist aber auch schon vorgeschlagen worden,  die Endteile der einteiligen Rohrstücke derart zu  verformen, dass diese je eine senkrecht zur Längs  achse der Rohrstücke verlaufende rechteckige oder  quadratische Endfläche     bilden.    Für die Herstellung  von     Wärmeaustauschern    werden die aneinander  gereihten Rohrelemente zunächst an den sich be  rührenden Kanten ihrer     Endflächen    verschweisst, wor  auf der Verbindungskanal durch Aufschweissen eines  sich über alle Rohrelemente erstreckenden     U-förmi-          gen    Profils gebildet wird.  



  Nachteilig bei den beiden letztgenannten. Aus  führungsformen ist aber, dass die     Elementenreihen     vor dem     Aufschweissen    des den     Verbindungskanal     bildenden Rohres     bzw.    U-förmigen Profils ein sehr       labiles        Gefüge-    bilden, was zum Reissen der Schweiss  nähte führen kann und     wodurch    die Fertigstellung  der     Wärmeaustauscher    sehr erschwert     wird.    Bei der  letztgenannten Ausführungsform kommt noch hinzu,

    dass der verlangte     Verformungsgrad    für die Aus  bildung der Endflächen an den     Rohrelementen    sehr  hoch ist, was bei Stahlrohren zu einer Veränderung  des Korngefüges führt, wodurch die Korrosions  empfindlichkeit erhöht wird.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die  Nachteile der bekannten Ausführungsformen zu ver  meiden und einen     Wärmeaustauscher    zu schaffen,  welcher insbesondere eine     vereinfachte    Fabrikation  und somit eine verbilligte Herstellung     ermöglicht.         Der erfindungsgemässe     Wärmeaustauscher    zeich  net sich dadurch aus,

   dass an den beiden Enden jedes  Rohrelementes mindestens je zwei zur Längsachse  des Verbindungskanals parallel verlaufende und un  mittelbar selbst einen     Verbindungskanalabschnitt    bil  dende Wandpartien sowie je zwei zur Längsachse  des Rohrelementes     parallel    verlaufende und zur Ver  bindung des Rohrelementes mit dem benachbarten  Rohrelement dienende Stirnseiten aasgeformt sind.  



  Durch das Aasformen der parallelen Flächenteile  an den Rohrelementen ist es nunmehr möglich, die  Rohrelemente infolge der relativ grossen, durch die  Stirnseiten der Kanalabschnitte     gebildeten        Auflage-          und    Verbindungsflächen zu einer starren Elementen  reihe zu verbinden. Die Verbindung kann hierbei  über Kanten     stumpf    oder über in der Ebene der  Stirnseiten liegende Flächenteile erfolgen.

   Ferner ist  durch das Aasformen der     parallelen    Flächenteile die  Möglichkeit gegeben, die an den     Rohrenden    offenen  Kanalabschnitte     durch    die Flächenteile selbst oder  mittels eines sich über mehrere Kanalabschnitte er  streckenden     trogförmigen    Profils zu     verschliessen.     Dies gestattet einerseits vor dem Vervollständigen  des Kanalquerschnittes eine gute Zugänglichkeit zu  den Verbindungsstellen und     gewährleistet    anderseits  einen gleichbleibenden Kanalquerschnitt in den bei  den Extremen des     Wärmeaustauschers,

      so dass beim  Füllen die Luft den oberen und beim Entleeren das  Wasser den unteren Verbindungskanal des     Wärme-          austauschers    ungehindert durchströmen können.  



  Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist  die Länge des aasgeformten     Kanalabschnittes    höch  stens gleich dem halben Umfang des Rohrelementes,  wodurch eine korrosionsfördernde     Reckung    des  Materials bei der Verformung vermieden wird.  



  Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes  sind anhand der Zeichnungen nachfolgend     näher     erläutert. Es zeigen:       Fig.    1 den     Wärmeaustauscher    mit einer Mehr  zahl in Verbindungskanäle mündende Rohrelemente  in Gesamtansicht,       Fig.    2 ein Rohrelement in Teilansicht in perspek  tivischer Darstellung,       Fig.    3, 4, 5 und 6 verschiedene Querschnitts  formen von Verbindungskanälen,       Fig.    7, 8 und 9 weitere Varianten von Rohr  elementen in perspektivischer Darstellung und       Fig.    10 eine Variante eines     Wärmeaustauschers     in Teilansicht in perspektivischer Darstellung.  



  Gemäss     Fig.    1 weist der     Wärmeaustauscher    eine  Mehrzahl von     achsenparallel    nebeneinander angeord  neter Rohrelemente 1 auf, welche in je einen senk  recht zu ihren Längsachsen verlaufenden oberen Ver  bindungskanal 2 und unteren Verbindungskanal 3  einmünden.  



  Gemäss     Fig.    2, welche das obere Ende von zwei       aneinandergefügten    aus je einem einteiligen Rohr  stück gebildeten Rohrelementen 1 zeigt, sind an  jedem Ende jedes Rohrelementes zwei zur Längs  achse des Verbindungskanals 2 parallele Flächen-    teile 4 und 5 aasgeformt, welche einen     Verbindungs-          kanalabschnitt    mit im wesentlichen U-förmigem  Querschnitt bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel  weisen die Stirnseiten der     Verbindungskanalabschnitte     in ihrer Ebene liegende nach innen ragende Flächen  teile 6 auf, welche je einen Rand entlang dem aas  geformten Kanalquerschnitt bilden und welche der  Verbindung mit entsprechenden Flächenteilen be  nachbarter Rohrelemente dienen.

   Der durch die mit  einander verbundenen Kanalabschnitte gebildete       obenseitig    offene Verbindungskanal 2 wird durch ein       trogförmiges    Profil 7 verschlossen, das sich über  sämtliche zu einem     Wärmeaustauscher    zusammen  gefügten Rohrelemente erstreckt, wie dies in     Fig.    2  angedeutet ist und wie dies nachfolgend noch näher  erläutert wird. Auf gleiche vorstehend beschriebene  Weise wird auch der untere Verbindungskanal 3  gebildet. Der Einfachheit halber ist aber hier und in  den nachfolgenden Ausführungsbeispielen nur der  obere Teil des     Wärmeaustauschers    bzw. nur das  obere Ende der Rohrelemente dargestellt und be  schrieben.  



  Die vorstehend beschriebenen Rohrelemente 1  gestatten nunmehr eine leichte Verbindung derselben  zu einer     Rohrelementenreihe    mit beliebig vielen Ele  menten. Bestehen diese beispielsweise aus Metall  und soll die Verbindung durch     Punktschweissung     hergestellt werden, so ermöglichen die nach oben  offenen Kanalabschnitte eine einwandfreie Zufüh  rung der     Punktschweisselektroden    beidseitig der an  einanderliegenden Flächenteile 6. Ebensogut kann  die Verbindung aber auch durch Verkleben, vorzugs  weise bei     Kunststoff-Rohrelementen    erfolgen, wobei  die offenen Kanalabschnitte das Anbringen von bei  spielsweise     Klemmitteln    an den Verbindungsstellen  gestattet.

   Ferner wird durch die relativ grosse Auf  lagefläche an den Verbindungsstellen der Rohr  elemente gewährleistet, dass die zusammengefügte       Elementenreihe    ein starres Gefüge bildet, auf welches  die die Verbindungskanäle 2 und 3 vervollständigen  den     Profile    7 ohne Schwierigkeiten angeordnet wer  den können, die beispielsweise mittels einer Längs  schweissnaht auf die Flächenteile 4 und 5 auf  geschweisst werden.  



  Durch das Verschliessen der durch die Kanal  abschnitte gebildeten Verbindungskanäle mittels der  Profile 7     wird    ferner erreicht, dass die Kanäle in  ihren äusseren Zonen einen gleichbleibenden Quer  schnitt aufweisen, welcher beim Füllen der Luft im  oberen Kanal 2     (Fig.    1) und beim Entleeren dem  Wasser im unteren Kanal 3 ein ungehindertes Durch  strömen erlaubt.  



  Wie der     Fig.    2 ferner entnommen werden kann,  weisen die für die Rohrelemente 1 verwendeten  Rohrstücke einen ovalen Querschnitt auf, dessen       grössere    Achse rechtwinklig zur Längsachse des     Ver-          bindungskanales    2 verläuft. Es ist aber auch denkbar,  die ovalen Rohrelemente so anzuordnen, dass deren       grössere    Querschnittsachse schräg zur     Verbindungs-          kanalachse    verläuft oder aber Rohrstücke mit einem      anderen, beispielsweise runden Querschnitt zu ver  wenden.

   Dem     angeformten    Kanalabschnitt benach  bart sind die Rohrelemente 1 ferner quer zur Kanal  längserstreckung beidseitig des Kanalabschnittes ein  gezogen, wie dies an der Stelle 8 in     Fig.    2 auf einer  Seite der Rohrelemente sichtbar ist. In Richtung des  Kanals 2 hingegen sind die Rohrelemente kontinuier  lich bis zur Wurzel der     angeformten    Flächenteile 4  und 5 erweitert, so dass sich letztere beidseitig über  die Breite der ovalen Rohrstücke     hinauserstrecken,     wodurch eine Distanzierung der durch die ovalen  Rohrstücke gebildeten     Wärmeaustauschflächen    beim  Aneinanderfügen der Rohrelemente erzielt wird.

    Hierbei wurde gefunden, dass zur Vermeidung von  korrosionsfördernder     Reckung    des Materials bei der  Verformung die Länge 9 des     angeformten    Kanal  abschnittes bzw. der parallelen Flächenteile nicht  grösser als der halbe Umfang des Rohrstückes sein  darf.  



  In     Fig.    3, 4, 5 und 6 sind verschiedene Quer  schnittsformen von durch an den Rohrelementen an  geformte Kanalabschnitte gebildeten und mittels sich  über sämtliche zu einem     Wärmeaustauscher    zusam  mengefügte Rohrelemente erstreckender Profile ver  vollständigten     Verbindungskanälen    dargestellt. Ge  mäss     Fig.    3 ist am Rohrelement la ein Kanalabschnitt  2a mit U-förmigem Querschnitt     angeformt,    der durch  ein Flachprofil 7a verschlossen ist.

   Gemäss     Fig.    4 ist  der U-förmige Kanalabschnitt 2b am Rohrelement     1b     mit einem     U-Profil    7b und gemäss     Fig.    5 der     U-för-          mige    Kanalabschnitt 2c am Rohrelement     1c    mit  einem kreisbogenförmig offenen Rohrprofil 7c ver  vollständigt, wobei die Profile mit den parallelen  Flächenteilen über die Längskanten stumpf verbun  den sind.

   Gemäss     Fig.    6 ist hingegen der am Rohr  element     1d        angeformte    Kanalabschnitt 2d durch ein       U-Profil    7d verschlossen, dessen Längskanten die  Längskanten der parallelen Flächenteile 4d und 5d  überlappen. Bei diesem Ausführungsbeispiel über  decken ferner die     stirnseitig    am Kanalabschnitt an  geformten, der Verbindung dienenden Flächenteile 6d  den unteren Teil des     angeformten    Kanalquerschnittes  vollständig, während der übrige, obere Teil der Sei  tenflächen durch die Seitenkanten der sich über die  Flächenteile<I>6d</I>     hinauserstreckenden    parallelen Flä  chenteile<I>4d</I> und<I>5d</I> gebildet ist.

   Selbstverständlich  wären auch noch andere     Querschnittsformen    der  Verbindungskanäle möglich, was sowohl durch  andere     Querschnittsformen    der     angeformten    Kanal  abschnitte wie auch durch Verwendung weiterer, den  Kanal vervollständigende Profile erreicht werden  kann.  



  Gemäss     Fig.    7     sind    an Rohrelementen 11 parallele  Flächenteile 12 und 13     angeformt,    welche an ihrem  oberen Ende angenähert rechtwinklig nach innen  umgebogen und entlang der sich berührenden Längs  kanten miteinander verbunden sind, wie dies durch  die Naht 14 angedeutet ist. Diese     angeformten    Flä  chenteile umschliessen somit vollständig den Quer  schnitt der     Verbindungskanalabschnitte.    Die Verbin-         dung    der     einzelnen    Rohrelemente erfolgt hierbei über  die durch die     angeformten    Flächenteile gebildeten  stirnseitigen Kanten 15 vorzugsweise durch Stumpf  schweissung.  



  In     Fig.    8 ist ein weiteres Rohrelement 16 dar  gestellt, an welchem zusätzlich zu den einen ersten  Kanalabschnitt bildenden Flächenteilen 17 und 18  weitere Flächenteile 19 und 20     angeformt    sind. Diese  Flächenteile bilden einen     Querkanalabschnitt,    der in  den ersten Kanalabschnitt einmündet, wobei dessen  Längsachse senkrecht zur Längsachse des ersten  Kanalabschnittes verläuft.

   Dieser Querkanal stellt die  Verbindung zu einer zweiten benachbarten     Elemen-          tenreihe    eines mindestens     zweireihigen        Wärmeaus-          tauschers    her, wobei die Verbindung mit den be  nachbarten Rohrelementen in der beschriebenen  Weise erfolgt. Zur Vervollständigung des ersten Ver  bindungskanals ist wiederum ein     U-Profil    21 vor  gesehen, das zur Abdeckung des Querkanals ein  U-förmiges Querstück 22 aufweist.  



  Das Rohrelement 23 gemäss     Fig.    9 weist hin  gegen neben dem     Verbindungskanalabschnitt    24  einen weiteren dem ersten Querkanal 25 gegenüber  liegenden Querkanal 26 auf. Dieses Rohrelement  ist für den Anschluss einer inneren Reihe eines min  destens     dreireihigen        Wärmeaustauschers    bestimmt.  Eine solche Anordnung von mehreren     Rohrelemen-          tenreihen    ist in     Fig.    10 für zwei Reihen mit je zwei  Rohrelementen schematisch dargestellt.

   Hierbei ent  spricht das Rohrelement 23 demjenigen gemäss     Fig.    9,  das     Rohrelement    16 demjenigen gemäss     Fig.    8 und  die übrigen zwei Rohrelemente 1 denen gemäss     Fig.    2.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Wärmeaustauscher mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, an ihren beiden End teilen flüssigkeitsdicht miteinander verbundenen und mit ihnen in je einen Verbindungskanal einmünden den Rohrelementen, die je aus einem an seinen bei den Enden verformten Rohrstück bestehen, dadurch gekennzeichnet,

   dass an den beiden Enden jedes Rohrelementes mindestens je zwei zur Längsachse des Verbindungskanals parallel verlaufende und un mittelbar selbst einen Verbindungskanalabschnitt bil dende Wandpartien sowie je zwei zur Längsachse des Rohrelementes parallel verlaufende und zur Ver bindung des Rohrelementes mit dem benachbarten Rohrelement dienende Stirnseiten angeformt sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Länge des angeform- ten Kanalabschnittes höchstens gleich dem halben Umfang des Rohrelementes ist. 2. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Kanalabschnitte der benachbarten Rohrelemente stirnseitig über Kanten stumpf verbunden sind. 3. Wärmeaustauscher nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Kanalabschnitte durch Stumpfschweissung miteinander verbunden sind.

   4. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Kanalabschnitte der benachbarten Rohrelemente stirnseitig über in der Ebene der Stirnseiten liegende Flächenteile verbunden sind. 5. Wärmeaustauscher nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Kanalabschnitte durch Punktschweissung miteinander verbunden sind.

   6. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal durch ein sich über mehrere Kanalabschnitte er streckendes trogförmiges Profil geschlossen ist. 7. Wärmeaustauscher nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass die Längskanten des Pro- fils die Längskanten der parallelen Flächenteile über lappen. B. Wärmeaustauscher nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass das Profil mit den paralle len Flächenteilen über Längskanten stumpf verbun den ist.

   9. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die angeformten Flächen teile den Querschnitt der Verbindungskanalabschnitte vollständig umschliessen und an den Längskanten miteinander verbunden sind. 10. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Rohrelemente je aus einem einteiligen Rohrstück bestehen.