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PATENTANSPRÜCHE Wärmetauscher mit mindestens einem Verteilrohr und mit verrippten Wärmetauschrohren, die nebeneinander jeweils mit einer Querschnittfläche an umfangsseitig ausmündende Abzweigungen des Verteilrohres angeschlossen sind, wobei eine Verbindung zwischen einer Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres und einem sich längs des Verteilrohres erstreckenden abstehenden Fortsatz des Verteilrohres ausgebildet ist, und wobei sich die Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres unter Überlappung mit dem Fortsatz parallel zu diesem erstreckt, gekennzeichnet durch eine Verbindung des Fortsatzes (50) mit der parallel zu diesem verlaufenden Rippe (28) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48).
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Nietverbindung (54) ausgebildet ist, die sich sowohl durch die Rippe (28) als auch durch den Fortsatz (50) hindurch erstreckt (Fig. 6).
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (54) als punktförmige Durchschweissung ausgebildet ist.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Verbindungsmittel versehene Rippe (28) im wesentlichen längs einer gedachten gemeinsamen Ebene der Achsen (24) der Wärmetauschrohre (48) verläuft.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gedachte Ebene eine Grenzfläche (26) von Rippe (28) und Fortsatz (50) beschreibt.
6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit längs des Verteilrohres verlaufenden Frontplatten der Wärmetauschrohre, dadurch gekennzeichnet, dass die der Frontplatte (4) abgewandte Seite der Steganordnung (6) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48) offen ausgebildet ist.
7. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche (26) die der Frontplatte (4) abgewandte Seitenfläche der Rippe (28) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48) ist.
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Abzweigungen (44) des Verteilrohres (36) anschliessenden Querschnittflächen (40) der Wärmetauschrohre (48) relativ zu deren benachbarten Stirnflächen derart zurückgesetzt sind, dass das Verteilrohr (36) in den Enden der Wärmetauschrohre eingebettet verläuft.
9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 8, bei dem die Verbindung eine Schweissverbindung ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (50) zwei Lappen (50a, 50b) aufweist, die zwischen sich die Rippe (28) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48) aufnehmen, und dass die Schweissverbindung (54) die beiden Lappen (50a, 50b) durch die Rippe (28) hindurch verbindet.
10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gedachte Mittelebene (22) der Rippe (28) sich durch die Achse (52) des Verteilrohres (36) erstreckt.
11. Wärmetauscher nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lappen (50a, 50b) unterschiedliche Erstreckungsweite vom Verteilrohr (36) fort haben und dass die Schweissverbindung (54) vom Rand des Lappens (50a) mit kleinerer Erstreckungsweite ausgeht.
12. Wärmetauscher nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (28) mit einer Durchbrechung (58) versehen ist, die von dem einen Lappen (50a) überdeckt ist und über die der andere Lappen (50b) nur teilweise hinwegreicht, und dass der über die Durchbrechung (58) ragende Bereich des letztgenannten Lappens (50b) in die Durchbrechung hinein geschweisst und mit dem erstgenannten Lappen (50a) verschweisst ist.
13. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (58) mit Schweisszusatzmaterial aufgefüllt ist.
14. Verfahren zum Herstellen des Verteilrohres eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durch Strangpressen unter integraler Anformung eines kontinuierlich längs des Verteilrohres verlaufenden Fortsatzes, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziger Fortsatz ausgebildet und dieser mindestens im Bereich der anzuschliessenden Auflageflächen der Wärmetauschrohre wenigstens teilweise abgetragen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen des Verteilrohres zugleich mit dem Abtragen dessen Fortsatzes ausgebildet werden.
16. Verwendung des Wärmetauschers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13 als Raumheizkörper.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher gemäss dem Gattungsbegriff von Anspruch 1. Bei derartigen Wärmetauschern erfolgt der Wärmetausch zwischen einem die Wärmetauschrohre durchströmenden, meist flüssigen, gegebenenfalls aber auch gasförmigen, z.B. dampfförmigen, ersten Wärmetauschfluid und einem die äussere Verrippung der Wärmetauschrohre beaufschlagenden zweiten Wärmetauschfluid, bei Raumheizkörpern der Raumluft. Der Wärmetausch erfolgt dabet,teils durch Wärmestrahlung, teils durch Konvektion. Raumheizkörper dieser Art sind auch als Radiatoren für Raumtemperierung bekannt. Verteilrohre dienen dazu, das erste Wärmetauschfluid den Wärmetauschrohren zuzuführen und/oder von diesen wieder abzuführen.
Vorzugsweise wird der Wärmetauscher so angeordnet, dass die Wärmetauschrohre parallel zueinander vertikal verlaufen und oben und unten anje ein Verteilrohr angeschlossen sind.
Bei dem bekannten Wärmetauscher verläuft die parallel mit dem Fortsatz verlaufende Rippe in der gemeinsamen Ebene der Achsen des Verteilrohres und der Wärmetauschrohre und greift in eine längs des Verteilrohres verlaufende Nut ein. Im Verteilrohr sind zu beiden Seiten dieser Rippe zwei längs des Verteilrohres durchlaufende Fortsätze vorgesehen. Diese greifen jeweils in eine Nut an je einer Rippe jedes Wärmetauschrohres ein, die rechtwinklig zur Erstrekkungsrichtung des Verteilrohres verläuft. Von der Seite des Verteilrohres aus ist jeweils dieser Nuteingriff aussenseitig verschweisst, wofür aufwendige Lichtbogentechnik vorzusehen ist. Ferner behindern die abstehenden Fortsätze an den Verteilrohren die konvektive Wärmeabgabe durch Querscnittsverengung der Konvektionsschächte.
Wenn der Wärmetauscher von oben einblickbar ist, ergibt sich dabei auch ein unansehnlicher Anblick des Aufbaus infolge der breitflächig verlaufenden Schweissstelle. Ferner ist diese Art der Verschweissung dann aufwendig, wenn Verteilrohre an beiden Enden der Wärmetauschrohre angeschweisst werden müssen und daher beim Verschweissen entweder von beiden Stirnseiten der Wärmetauschrohre her geschweisst werden muss oder das Schweissen in zwei Etappen vorgenommen werden muss, wobei der Wärmetauscher zwischen den Etappen um 1800 zu drehen ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ohne Einbusse der Qualität der Verbindung, insbesondere auch Schweissverbindung, zwischen Verteilrohr(en) und Wärmetauschrohren eine solche Anordnung vorzusehen, bei der zum Zusammenbau des Wärmetauschers auch mit zwei Verteilrohren nur von einer Seite her gearbeitet, z.B. geschweisst zu werden braucht, und die erforderlichen Verbindungs
stellen in einem ästhetisch unbedenklichen Bereich vorgesehen sind.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem gattungsgemässen Wärmetauscher gemäss dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung macht dabei die schon beim gattungsgemässen Wärmetauscher vorhandene, sich zu dem Fortsatz des Verteilrohres überlappend parallel erstrekkende Rippe am Wärmetauschrohr für die Verbindung nutzbar. Dabei wird es entbehrlich, am Verteilrohr zwei parallele Fortsätze auszubilden; vielmehr kann man mit einem einzigen Fortsatz pro Wärmetauschrohr auskommen, der sich zur Schaffung der Verbindung hinreichend nahe neben der sich längs des Verteilrohres entsprechenden Rippe am Wärmetauschrohr befindet. Da ferner die Verbindung von der Rückseite des Wärmetauschers aus hergestellt werden kann, erübrigt es sich auch bei Wärmetauschern mit Verteilrohren an beiden wirksamen Enden der Wärmetauschrohre, von verschiedener Seite her die Verbindung herstellen zu müssen.
Dabei kann man im Grenzfall sogar mit einer einzigen Verbindungsstelle an der Verbindung Wärmetauschrohr-Verteilrohr auskommen.
Da zwischen zwei hintereinander liegenden und nicht, wie im bekannten Fall, zwischen zwei einander kreuzenden Bauelementen eine Verbindung herzustellen ist, kann man mit einfacherer Verbindungstechnik, insbesondere Schweisstechnik, arbeiten, insbesondere auch weit verlaufende äussere Schweissstellen vermeiden. Die Verbindungsstellen lassen sich im übrigen im inneren Bereich des Wärmetauschers so anordnen, dass sie gegen äussere Betrachtung selbst dann weitgehend durch das Verteilrohr abgedeckt sind, wenn sich auf dem Wärmetauscher keine stirnseitige Verkleidung befindet.
Vorteilhaft ist es, die Schweissstelle sowohl durch die Rippe als auch durch den Fortsatz hindurch auszubilden.
Hierfür eignet sich besonders eine Nietverbindung gemäss Anspruch 2 oder die Ausbildung eines Schweisspunktes gemäss Anspruch 3.
Wie im Falle des gattungsgemässen Wärmetauschers kann jedes Wärmetauschrohr mit einer Rippe versehen sein, die im wesentlichen längs einer gedachten gemeinsamen Ebene der Achsen der Wärmetauschrohre verläuft. Anders als bei dem bekannten Wärmetauscher ist dabei jedoch diese Rippe die Rippe, die für die Verbindung nutzbar gemacht wird.
Bei dem bekannten gattungsgemässen Wärmetauscher beschreibt die gedachte Ebene die Mittelebene der betreffenden Rippe. Nach der Erfindung ist stattdessen vorzugsweise vorgesehen, dass die gedachte Ebene eine Grenzfläche von Rippe und Fortsatz beschreibt. Diese Grenzfläche kann eine Anlagefläche sein. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch allgemein auch möglich, wenn auch nicht im gleichen Masse bevorzugt, dass zwischen Rippe und Fortsatz etwas Abstand verbleibt, solange eine einwandfreie Verbindung, insbesondere Verschweissung, möglich ist. Die Technologien, die dies ermöglichen, sind an sich bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterungen.
Die genannte Anordnung der Grenzfläche hat den Vorteil, dass die wirksame Beanspruchungsfläche der Verbindung in der gemeinsamen Ebene der Achsen der Wärmetauschrohre und des Verteilrohres bzw. der Verteilrohre liegt und so unerwünschte Drehmomentbeanspruchungen der Verbindungsstellen minimal gehalten oder gar gänzlich vermieden werden können.
Die beschriebene Anordnung ist besonders bevorzugt bei solchen Wärmetauschern vorgesehen, bei denen längs des Verteilrohrs verlaufende Frontplatten der Wärmetauschrohre vorhanden sind. Dies ist bereits auch bei den gattungsgemässen bekannten Wärmetauschrohren der Fall; dort jedoch ist die der Frontplatte abgewandte Seite der Verrippung des jeweiligen Wärmetauschrohres durch eine zur Frontplatte jeweils parallel verlaufende Rückplatte geschlossen. Anstelle der auch gegebenen Möglichkeit, eine derartige Rückplatte vom übrigen Wärmetauschrohr abnehmbar auszubilden (vgl. hierzu auch DE-OS 2314 159) oder die Rückplatte mit Ausnehmungen zu versehen. durch welche eine Schweisseinrichtung eingreifen kann. ist nach der Erfindung bevorzugt vorgesehen, dass die der Frontplatte abgewandte Seite der Verrippung des jeweiligen Wärmetauschrohres offen ausgebildet ist.
Eine solche Anordnung ist an sich bei Wärmetauschrohren ohne Offenbarung einer Verschweissung zwischen Wärmetauschrohr und Verteilrohr bekannt (DE-OS 2 412 735).
In solchen Fällen ist es zweckmässig, wenn die die Verschweissungsebene oder sonstige Verbindungsebene definierende Grenzfläche, welche mit der gedachten gemeinsamen Ebene der Achsen der Wärmetauschrohre und damit meist auch der Achse des Verteilrohres zusammenfällt. die der Frontplatte abgewandte Seitenfläche der Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres ist.
Es ist nicht erforderlich, dass zum Ausführen der Erfindung das Verteilrohr oder die Verteilrohre auf die freien Enden der Wärmetauschrohre aufgelegt ist bzw. sind. Vielmehr kann man in an sich bekannter Weise auch im Rahmen der Erfindung die an die Abzweigungen des Verteilrohres anschliessenden Querschnittflächen der Wärmetauschrohre relativ zu deren benachbarten Stirnflächen derart zurücksetzen, dass das Verteilrohr in den Enden der Wärmetauschrohre eingebettet verläuft.
Bekannte Vorbilder zeigen dabei sowohl die Möglichkeit, in den Stirnseiten der Wärmetauschrohre einen offenen Schlitz vorzusehen, in den das Verteilrohr in Achsrichtung der Wärmetauschrohre eingeschoben wird, oder auch die Möglichkeit, an den Enden der Wärmetauschrohre geschlossene Ausnehmungen auszubilden. in die das Verteilrohr zunächst von der Seite her eingeschoben wird, ehe es mit seinen seitlichen Abzweigungen abgedichtet auf freie Enden der Leitungsrohre der Wärmetauschrohre aufgelegt und dann fixiert wird. Zum Fixieren dient hier die im einzelnen besprochene Verbindung nach der Erfindung.
Um für den Fall, dass die Verbindung eine Schweissverbindung ist, eine hinsichtlich der Verdrehung des Verteilrohres zu den Wärmetauschrohren besonders verdrehsteife Schweissverbindung zu erhalten, sind die Merkmale von Anspruch 9 vorgesehen. Durch die Aufnahme der Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres zwischen den beiden Lappen des Fortsatzes kann man das jeweilige Verteilrohr zu den jeweiligen Wärmetauschrohren bereits von vornherein verdrehsicher halten, so dass die Schweissverbindung nur noch Teilfunktionen der Gesamtverbindung übernehmen muss.
Dabei kann man durch passende räumliche Zuordnung der miteinander zu verbindenden Teile der Schweissverbindung im Extremfall nur noch die Aufgabe zukommen lassen, eine Verschiebung des Verbindungsrohres in Achsrichtung der Wärmetauschrohre zu verhindern, während die anderen fünf Freiheitsgrade der Translation und der Rotation durch Formschluss festliegen können.
Wegen der beidseitigen Umfassung der Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres durch beide Lappen ist dabei hier die Anordnung gemäss Anspruch 10 zweckmässig, um die Einwirkung etwa doch noch entstehender Torsionsmomente auf die Schweissverbindung minimal zu halten oder gar ganz auszuschalten.
Wenn gemäss Anspruch 11 sich der eine Lappen weniger weit vom Verteilrohr erstreckt als der andere, ist es zweckmässig, die Schweissverbindung dann vom Rand des Lappens mit kleinerer Erstreckungsweite ausgehen zu lassen.
Dadurch ist es nicht erforderlich, an der Seite des Lappens mit kleinerer Erstreckung eine Durchschweissung durch diesen Lappen vorzunehmen, sondern es ist nur noch erforderlich, den Rand des Lappens in die Schweissung miteinzubeziehen. Dies erleichtert die Schweissarbeiten von einer Seite her, obwohl die Rippe beidseitig von Lappen umgriffen ist.
Ferner ist dabei zu berücksichtigen, dass man Schweisszeit und Erwärmungsaufwand einspart, wenn man den Lappen nicht durchzuschweissen braucht. Dies gilt um so mehr bei Weiterbildung dieses Gedankens gemäss Anspruch 12, da es hierbei nicht mehr erforderlich ist, direkt durch das Material der Rippe hindurchzuschweissen.
Dadurch erhält man im ganzen eine geringere Erwärmung der Schweisszone, eine bessere Begrenzung des Schweissbereichs, eine Vergleichmässigung der Erwärmung der Lappen und der Rippe, eine Sichtkontrolle der Verschweissung des Lappens mit grösserer Erstreckung vom Verbindungsrohr weg von der von der Schweissseite abgewandten Seite her sowie eine Kontrolle der Güte der Verschweissung im Durchbrechungsbereich relativ zur Rippe, wobei man zweckmässig, aber nicht notwendig, mit einem Schweisszusatzmaterial arbeitet und dann im Sinne von Anspruch 13 die Querschnittsverringerung der Rippe im Bereich der Durchbrechung durch Zugabe von Schweisszusatzmaterial mehr oder minder vollständig durch Auffüllung wieder rückgängig machen kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform des beschriebenen Wärmetauschers besteht in dessen Verwendung als Raumheizkörper.
Bereits bei dem gattungsgemässen Wärmetauscher ist das Verteilrohr durch Strangpressen unter integraler Anformung eines kontinuierlich längs des Verteilrohres verlaufenden Fortsatzes hergestellt worden. Genauer gesagt sind zwei derartige mit gegenseitigem Abstand an einer Seite des Verteilrohres ausgebildete Fortsätze ausgebildet worden. Im Rahmen der Erfindung ist es nur noch erforderlich, einen derartigen Fortsatz vorzusehen. Bei dem bekannten Verteilrohr sind die beiden Fortsätze in bezug auf die Wärmetauschrohre exzentrisch angeordnet. Im Rahmen der Erfindung ist es zweckmässiger, die Fortsätze mindestens weitgehend zentriert auf die gemeinsame Ebene der Wärmetauschrohre anzuordnen. Dann wird zweckmässig dieser einzige Fortsatz mindestens zum Bereich der anzuschliessenden Querschnittflächen der Wärmetauschrohre mindestens teilweise abgetragen.
Vorzugsweise erfolgt dieses Abtragen zugleich mit der Ausbildung der Abzweigungen des Verteilrohres mit zwei Werkzeugen, einem Bohr- und einem Stanzwerkzeug, die längs des schrittweise vorgeschobenen Sammelrohres im Abstand benachbarter Wärmetauschrohre versetzt im Gleichtakt arbeiten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Stirnansicht eines ersten Profilrohres für Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper;
Fig. 2 eine Stirnansicht einer ersten Abwandlung des Profilrohres gemäss Fig. 1;
Fig. 3 eine Stirnansicht eines mit einem der Profilrohre gemäss Fig. 1 oder 2 verbindbaren Sammelrohres;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Sammelrohres gemäss Fig. 3;
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Wärmetauscher, bei dem ein Profilrohr gemäss Fig. 1 mit einem Sammelrohr gemäss den Fig. 3 und 4 verbunden ist und der als Raumheizkörper dient;
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Wärmetauscher gemäss Fig. 5 ; sowie
Fig. 7a eine alternativ abgewandelte Darstellung von Fig. 1;
;
Fig. 7b eine abgewandelte Darstellung der Ausführungsform von Fig. 5 in einem Zustand vor Herstellung der Schweissverbindung; und
Fig. 7c eine Ausschnittsdarstellung aus Fig. 7b in dem Zustand nach Herstellung der Schweissverbindung.
Die Profilrohre gemäss den Fig. 1 und 2 stimmen zunächst in folgendem überein:
Ein Leitungsrohr 2 für ein Wärmetauschfluid, insbesondere Heizwasser oder Heizdampf, ist mit einer wärmeleitenden Verrippung in Gestalt von Stegen oder Rippen versehen. Diese Stege bilden eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres 2 erstreckende ebene Frontplatte 4 sowie eine zur entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres 2 hin offene Steganordnung 6. Diese weist einen sich vom Leitungsrohr 2 aus erstreckenden und unter einem rechten Winkel zur Frontplatte 4 verlaufenden geraden zentralen Steg 8 auf, dessen Mittelebene durch die Achse des Leitungsrohres 2 hindurch verläuft und der unmittelbar aus dem Leitungsrohr 2 hervorgeht.
Je zwei gerade Seitenstege 10 und 12 erstrecken sich dabei zu beiden Seiten des zentralen Steges 8 parallel zu diesem und mit gleichen Abständen b untereinander.
Der zentrale Steg 8 sowie die Seitenstege 10 und 12 haben gleichen Abstand a zwischen der Frontplatte 4 und ihren freien Enden 14 auf der der Frontplatte 4 abgewandten Seite des Leitungsrohres 2; die freien Enden 14 liegen in einer zur Frontplatte 4 parallelen Ebene und beschreiben die offene Seite der Steganordnung 6.
Das Verhältnis a:b liegt im Bereich zwischen 10:1 und 2:1 und beträgt vorzugsweise etwa 3:1. Die Achse des Leitungsrohres 2 liegt in diesem vorzugsweisen Fall zweckmässig etwa ein Drittel der Länge a von der Frontplatte 4 entfernt (vgl.
die Bemessungen in den Fig. 1 bis 3). Der Aussendurchmesser des Leitungsrohres 2 ist dabei zweckmässig gleich oder etwas kleiner als der Abstand b der Stege untereinander.
Die Frontplatte 4 ragt beidseitig um etwas weniger als das halbe Mass b über den Seitensteg 12 hinaus, welcher von den Stegen 10, 12 dem zentralen Steg fernerliegt. Die an den Überständen 16 der Frontplatte 4 relativ zum jeweils benachbarten Seitensteg 12 ausgebildeten Aussenränder 18 der Frontplatte 4 verlaufen parallel zum Leitungsrohr 2.
Die Profilrohre der Fig. 1 bis 3 unterscheiden sich in folgendem:
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. list das Leitungsrohr 2 über einen in der Ebene des zentralen Stegs 8 verlaufenden geraden Stegansatz 20 mit der Frontplatte verbunden.
Die dem Leitungsrohr 2 benachbarten Seitenstege 10 erstrecken sich von ihren Enden 14 nur bis geringfügig über eine gedachte Ebene 22 hinaus, welche zur Frontplatte 4 parallel durch die Achse 24 des Leitungsrohres hindurch verläuft. Diese gedachte Ebene 22 beschreibt dabei die der Frontplatte 4 abgewandte Seitenfläche 26 je eines Zwischenstegs 28, der unter einem rechten Winkel an die der Frontplatte 4 benachbarten Enden der Seitenstege 10 anschliesst und als gerader Steg parallel zur Frontplatte 4 verläuft und direkt in die Wandung des Leitungsrohres 2 einmündet.
Der Stegansatz 20 hat eine grössere Stärke als die Stärke der Stege 8, 10 und 12 sowie die Stärke der Frontplatte 4. Vorzugsweise ist dabei die Stärke doppelt so gross wie oder grösser als die Stärke der Stege der Steganordnung 6.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 1 zeigt Wärmeleitungsvorteile wegen der direkten Anbindung der dem zentralen Steg 8 benachbarten Seitenstege 10 an das Leitungsrohr 2.
Die Ausführungsform von Fig. 2 zeigt eine Variante der Ausführungsform von Fig. 1. Bei dieser Variante ist der Stegansatz 20 unter Beibehaltung der Zwischenstege 28 durch geradlinige Verlängerungen 30 der dem zentralen Steg 8 benachbarten Seitenstege 10 bis in rechtwinklige Einmündung in die Frontplatte 4 ersetzt. Dabei wird zwischen der Frontplatte 4, den Verlängerungen 30, den Zwischenstegen 28 und dem Leitungsrohr 2 ein zusätzlicher rings umschlossener Konvektionsschacht 32 gebildet.
Bei Verwendung solcher Profilrohre gemäss den Fig. 1 oder 2 in Wärmetauschern für die Raumheizung verlaufen zweckmässig Profilrohre der beschriebenen Art in mehrfacher Anordnung nebeneinander vertikal derart, dass zwischen ihren Frontplatten 4 jeweils ein kleiner Spalt verbleibt und die Kammer zwischen benachbarten Seitenstegen 12 benachbarter Wärmetauschrohre etwa den gleichen Querabstand b hat wie die Seitenstege der Steganordnung eines einzigen Profilrohres.
Die Steganordnung 6 weist dann zweckmässig am oberen und am unteren Ende jedes Wärmetauschrohres entweder einen rechteckigen stirnseitigen Ausschnitt 34 oder eine entsprechende Ausnehmung auf, in welcher ein Verteilrohr 36 von oben bzw. von der Seite her eingeschoben werden kann.
Derartige Verteilrohre 36 verlaufen horizontal parallel zur Oberkante bzw. Unterkante 38 der Frontplatte 2. Wie dargestellt können die Verteilrohre einen zylindrischen Innenquerschnitt und eine quadratische - oder rechteckige - Aussenform haben. Die der Steganordnung 6 zugewandte Aussenseite des Verteilrohres 36 kann dabei auf dem Grund des Ausschnittes bzw. der Ausnehmung 34 plan aufliegen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Zweckmässig vermeidet man dabei sonst eine Berührung des Verteilrohres 36 mit der Frontplatte 4 sowie den achsferneren Bereichen der Steganordnung entsprechend den in Fig. 5 eingezeichneten Abständen einerseits zur Frontplatte 4 und andererseits zum unausgeschnittenen Bereich des zentralen Steges 8.
Die Auflagefläche der Steganordnung 6 ist mit 40 bezeichnet (Fig. 5), die Auflagefläche des Verteilrohres 36 auf dem jeweiligen Profilrohr ist mit 42 bezeichnet (Fig. 4).
Man erkennt in Fig. 4, dass dabei das Verteilrohr 36 eine umfangsseitig ausmündende Abzweigung 44 aufweist, deren Achse mit der Achse 26 des als Wärmetauschrohr dienenden Profilrohres gemeinsam ist und dazu dient, die Kommunikation des Verteilrohres mit den Wärmetauschrohren herzustellen. An der der Stirnfläche des jeweiligen Leitungsrohres 2 des Profilrohres gegenüberliegenden Fläche des Verteilrohres 36 ist eine Ringnut 46 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Dichtungsringes ausgespart, der mit der planen Stirnfläche des Leitungsrohres 2 des anzuschliessenden Profilrohres zusammenwirkt.
Wenn der Zusammenbau der Profilrohre mit den Verteilrohren erfolgt ist, dienen die Stege der Steganordnung 6 gemeinsam mit der Frontplatte 4 als Verrippung des Leitungsrohres 2. Die einzelnen Stege können daher auch als Rippen bezeichnet werden.
Zur mechanischen Befestigung des Verteilrohres 36 am jeweils als Wärmetauschrohr 48 dienenden Profilrohr der Ausführungsform der Fig. 1 und analog der Fig. 2 dient ein Fortsatz 50, welcher von der dem Wärmetauschrohr 48 zugewandten Flachseite des Verteilrohres 36 rechtwinklig und geradlinig ausgeht. Aus der gestrichelten Darstellung von Fig. 4 kann man entnehmen, dass der Fortsatz 50 ursprünglich Teil eines kontinuierlich mit dem Verteilrohr 36 stranggepressten Seitenstegteils 50a des Verteilrohres war und dessen nicht benötigte Bereiche ausgestanzt werden, so dass nur noch beidseitig der Abzweigung 44 des Verteilrohres 36je ein Lappen des Fortsatzes 50 übrigbleibt.
Gemäss Fig. 3 läuft die eine Seitenfläche des flachen Fortsatzes 50 in einer gedachten Ebene, welche durch die Achse 52 des Verteilrohres 36 hindurch verläuft und im montierten Zustand mindestens annähernd mit der Seitenfläche 26 der vom Zwischensteg 28 gebildeten Rippe des Wärmetauschrohres zusammenfällt. Dies ermöglicht es, die beiden Lappen des Fortsatzes 50 und den Zwischensteg 28 der Profilform gemäss Fig. 1 (dargestellt) oder Fig. 2 unmittelbar nebeneinander in der Vertikalebene 26 anzuordnen und von der offenen Seite der Steganordnung 6 zu verbinden. Als sowohl den Fortsatz 50 als auch den Zwischensteg 28 durchdringendes Verbindungsmittel ist in Fig. 5 ein punktartiges Verbindungsmittel 54 dargestellt, welches eine Niete, eine Punktschweissung oder eine sonstige Verbindung, auch Schweissung anderer Art, sein kann.
Aus Symmetriegründen ist es zweckmässig, wenn jedes Verteilrohr 36 mit beiden Zwischenstegen 26 jeweils durch einen eigenen Lappen des Fortsatzes 50 und je eine punktartige Verbindungsstelle 54 verbunden ist. Die Achse 56 des jeweiligen Verbindungsmittels ist in Fig. 1 sowie in Fig. 5 eingezeichnet und entsprechend in Fig. 2 zu denken.
Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäss Fig. 7c stimmt mit Fig. 1 zunächst folgendes überein:
Ein Leitungsrohr 2 für ein Wärmetauschfluid, insbesondere Heizwasser oder Heizdampf, ist mit einer wärmeleitenden Verrippung in Gestalt von Stegen oder Rippen versehen. Diese Stege bilden eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres 2 erstreckende ebene Frontplatte 4 sowie eine zur entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres 2 hin offene Steganordnung 6. Diese weist einen sich vom Leitungsrohr 2 aus erstreckenden und unter einem rechten Winkel zur Frontplatte 4 verlaufenden geraden zentralen Steg 8 auf, dessen Mittelebene durch die Achse des Leitungsrohres 2 hindurch verläuft und der unmittelbar aus dem Leitungsrohr 2 hervorgeht.
Je zwei gerade Seitenstege 10 und 12 erstrecken sich dabei zu beiden Seiten des zentralen Steges 8 parallel zu diesem und mit gleichen Abständen b untereinander.
Der zentrale Steg 8 sowie die Seitenstege 10 und 12 haben gleichen Abstand a zwischen der Frontplatte 4 und ihren freien Enden 14 auf der der Frontplatte 4 abgewandten Seite des Leitungsrohres 2; die freien Enden 14 liegen in einer zur Frontplatte 4 parallelen Ebene und beschreiben die offene Seite der Steganordnung 6.
Das Verhältnis a:b liegt im Bereich zwischen 10:1 und 2:1 und beträgt vorzugsweise etwa 3:1. Die Achse des Leitungsrohres 2 liegt in diesem vorzugsweisen Fall zweckmässig etwa ein Drittel der Länge a von der Frontplatte 4 entfernt (vgl.
die Bemessungen in Fig. 1). Der Aussendurchmesser des Leitungsrohres 2 ist dabei zweckmässig gleich oder etwas kleiner als der Abstand b der Stege untereinander.
Die Frontplatte 4 ragt beidseitig um etwas weniger als das halbe Mass b über den Seitensteg 12 hinaus, welcher von den Stegen 10, 12 dem zentralen Steg fernerliegt. Die an den Überständen 16 der Frontplatte 4 relativ zum jeweils benachbarten Seitensteg 12 ausgebildeten Aussenränder 18 der Frontplatte 4 verlaufen parallel zum Leitungsrohr 2.
Das Leitungsrohr 2 ist über einen in der Ebene des zentralen Steges 8 verlaufenden geraden Stegansatz 20 mit der Frontplatte verbunden. Die dem Leitungsrohr 2 benachbarten Seitenstege 10 erstrecken sich von ihren Enden 14 nur bis geringfügig über eine gedachte Ebene 22 hinaus. welche zur Frontplatte 4 parallel durch die Achse 24 des Leitungsrohres hindurch verläuft. Diese gedachte Ebene 22 beschreibt dabei die der Frontplatte 4 abgewandte Seitenfläche 26 je eines Zwischenstegs 28, der unter einem rechten Winkel an die der Frontplatte 4 benachbarten Enden der Seitenstege 10 anschliesst und als gerader Steg parallel zur Frontplatte 4 verläuft und direkt in die Wandung des Leitungsrohres 2 einmündet.
Der Stegansatz 20 hat eine grössere Stärke als die Stärke der Stege 8, 10 und 12 sowie die Stärke der Frontplatte 4. Vor zugsweise ist dabei die Stärke doppelt so gross oder grösser als die Stärke der Stege der Steganordnung 6.
Bei Verwendung solcher Profilrohre in Wärmetauschern für die Raumheizung verlaufen zweckmässig Profilrohre der beschriebenen Art in mehrfacher Anordnung nebeneinander vertikal derart, dass zwischen ihren Frontplatten 4jeweils ein kleiner Spalt verbleibt und die Kammer zwischen benachbarten Seitenstegen 12 benachbarter Wärmetauschrohre 48 etwa den gleichen Querabstand b hat wie die Seitenstege der Steganordnung eines einzigen Profilrohres.
Die Steganordnung 6 weist dann zweckmässig am oberen und am unteren Ende jedes Wärmetauschrohres 48 entweder einen rechteckigen stirnseitigen Ausschnitt 34 oder eine entsprechende Ausnehmung auf, in welcher ein Verteilrohr 36 von oben bzw. von der Seite her eingeschoben werden kann.
Derartige Verteilrohre 36 verlaufen horizontal parallel zur Oberkante 38 bzw. Unterkante der Frontplatte 2. Wie dargestellt, können die Verteilrohre einen zylindrischen Innenquerschnitt und eine quadratische - oder rechteckige - Aussenform haben. Die der Steganordnung 6 zugewandte Aussenseite des Verteilrohres 36 kann dabei auf dem Grund 40 des Ausschnittes bzw. der Ausnehmung 34 plan aufliegen, wie dies in Fig. 7b dargestellt ist.
Zweckmässig vermeidet man dabei sonst eine Berührung des Verteilrohres 36 mit der Frontplatte 4 sowie den achsferneren Bereichen der Steganordnung entsprechend den in Fig. Ib eingezeichneten Abständen einerseits zur Frontplatte 4 und andererseits zum unausgeschnittenen Bereich des zentralen Steges 8.
Wenn der Zusammenbau der Profilrohre mit den Verteilrohren erfolgt ist, dienen die Stege der Steganordnung 6 gemeinsam mit der Frontplatte 4 als Verrippung des Leitungsrohres 2. Die einzelnen Stege können daher auch als Rippen bezeichnet werden.
Zur mechanischen Befestigung des Verteilrohres 36 am jeweils als Wärmetauschrohr 48 dienenden Profilrohr dient ein Fortsatz 50, welcher von der dem Wärmetauschrohr 48 zugewandten Flachseite des Verteilrohres 36 rechtwinklig und geradlinig ausgeht. Der Fortsatz 50 ist ursprünglich Teil eines kontinuierlich mit dem Verteilrohr 36 stranggepressten Seitenstegteils des Verteilrohres, und dessen nicht benötigte Bereiche sind ausgestanzt, so dass nur noch beidseitig der Abzweigung 44 des Verteilrohres 36je ein Lappen des Fortsatzes 50 übrigbleibt.
Die gezeigte Ausführungsform der Fig. 7 hat folgende Besonderheiten:
Der Fortsatz 50 ist in zwei zueinander parallele und längs des Verteilrohres 36 verlaufende Lappen 50a und 50b unterteilt, die zwischen sich einen ebenen Spalt bilden. Dessen Weite ist so bemessen, dass die Rippe 28 eines an das Verteilrohr 36 anzuschliessenden Wärmetauschrohres 48 formschlüssig aufgenommen wird. Vorzugsweise, aber nicht notwendig, kommt dabei das freie Ende der Rippe 28 am rechteckigen Körper des Verteilrohres 36 zur Anlage. Eine gedachte Ebene 22, die sich parallel zur Frontplatte 4 durch die Achse 52 des als Verteilrohr dienenden Verbindungsrohres 36 erstreckt, bildet hierbei zugleich die gedachte Mittelebene der Rippe 28 bzw. des Spalts zwischen den beiden vorzugsweise gleich dicken Lappen 50a und 50b des Fortsatzes 50.
Der der Frontplatte 4 benachbarte und zu ihr parallele Lappen 50a erstreckt sich weiter von dem Verteilrohr 36 fort als der näher zur offenen Seite der Steganordnung 6 gelegene Lappen 50b. Die Rippe weist eine Durchbrechung 58 auf, die von dem Lappen 50a überdeckt ist; der Lappen 50a erstreckt sich dabei noch weiter vom Verteilrohr 36 fort, als die Durchbrechung 58 der Rippe 28 reicht. Der andere Lappen 50b erstreckt sich nur teilweise, vorzugsweise bis zur Hälfte, über die Durchbrechung 58. Jedenfalls gilt diese Konfiguration im vormontierten Zustand gemäss Fig. 7b.
Zur Verbindung des Verteilrohres 36 mit dem jeweiligen Wärmetauschrohr 48 wird der über die Durchbrechung 58 ragende Bereich des Lappens 50b von der offenen Seite der Steganordnung 6 aus in die Durchbrechung hinein geschweisst und mit der Rippe 28 sowie dem Lappen 50a verschweisst. Unter Hinzufügung von Schweisszusatzmaterial kann man dabei gemäss Fig. 7c eine knopfartige Schweissverbindung 54 gewinnen, die an beiden Aussenseiten der Lappen 50a und 50b etwas gewölbt hervorsteht, nur geringfügig grössere Ausdehnung als die Durchbrechung 58 hat, massiv ist und deren Achse 56 mit der Achse 56 der Durchbrechung 58 zusammenfällt.
Die Lappen 50a und 50b verlaufen ebenso wie die Rippe 28 im vormontierten Zustand vertikal. Aus Symmetriegründen ist es zweckmässig, wenn gemäss Fig. 7aje eine Durchbrechung 58 in den Rippen 28 zu beiden Seiten des Leitungsrohres 2 vorgesehen ist, dort entsprechend je zwei Lappen 50a und 50b angeordnet sind und entsprechend der obigen Darstellung zu beiden Seiten des Leitungsrohres 2 je eine Schweissverbindung 54 geschaffen ist.
Sinngemäss lässt sich die Verbindung auch bei abgewandelten Formen der Steganordnung schaffen, solange der Rippe 28 äquivalente Rippen oder Stege vorhanden sind.