Rohrbündel für Wärmeaustauscher und Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung betrifft ein Rohrbündel für Wärmeaustauscher mit vom umgebenden Strö mungsmittel im Querstrom beaufschlagten Rohren, welche in Rohrplatten eingesetzte En den von Kreisquerschnitt aufweisen.
Handelt es sich, bei Wärmeaustauschern mit solchen Bündeln um die Übertragung der Wärme von zwei Strömungsmitteln mit wesent lich unterscliiedliehen Wärmeübergangszahlen, wie beispielsweise bei Kühlern, in denen ein gasförmiges Strömungsmittel durch Wasser zu kühlen ist, so wird üblicherweise das Wasser durch das Rohrinnere geführt, während die Rohre an der Aussenseite zwecks Vergrösserung der wärmeübertragenden Oberfläche mit Rip pen versehen werden. Die Herstellung solcher Rippenrohre kommt aber oft verhältnismässig teuer zu stehen, und es wird durch die Rippen rohre oft der zur Verfügung stehende Raum nicht hinreichend ausgenützt.
Anderseits ist auch schon vorgeschlagen worden, solche WärmeaustauseUer aus platten artigen Elementen zusammenzubauen, wobei <B>je</B> zwischen zwei gewellten Platten ein Rohr mit einem stark in die Länge gezogenen Quer schnitt eingefügt und mit diesen gewellten Platten verlötet ist. Die Abdichtung der bei den Strömungsmittelwege gegeneinander an den Enden der plattenartigen Elemente be gegnet aber dabei gewissen Schwierigkeiten. Bei in Rohrplatten eingesetzten Rohrenden von Kreisquersehnitt ist die Abdichtung demgegen- über wesentlich einfacher und zuverlässiger.
Die Erfindung bezweckt nun ein Rohr bündel für Wärmeaustauscher der genannten Art mit möglichst niedrigen Herstellungs kosten und auch mit möglichst geringem Raumbedarf für die vorzusehenden Wärme- austausehfläclien unter Beibehaltung der grundsätzlich#en Vorteile von Rohrbündeln der eingangs beschriebenen Art zu erhalten.
Zu diesem Behule werden beim erfindungsge mässen Rohrbündel die Rohre auf dem im Querstrom beaufschlagten Bereich abgeplattet, so dass zwei gegenüberliegende ebene Rohr- aussenfläehen entstehen, und- diese Flächen werden in Längsrichtung des Rohres<B>je</B> mit mindestens einem gewellten Metallband belegt, welches ferner mit der betreffenden Rohr- aussenfläche und einem auf der dem Rohr ab gekehrten Seite des Metallbandes aufgebrach ten Deckband wärmeleitend fest verbunden wird.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Ver fahren zur Herstellung des Rohrbünclels.
In der Zeichnung sind als Beispiel eine Ausführungsform des erlindungsgemässen Rohrbündels und ferner eine Einrichtung für die Herstellung des Wellbandes und dessen Verbindung mit dem Deckband in vereinfaeh- .ter Darstellung veranschaulicht, wobei in die sem Zusammenhang das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des Rohrbündels ebenfalls beispielsweise erläutert wird.<B>-</B> Es zeigen:
Fig. <B>1</B> einen Teil eines Rohrbündels, per- spektiviseli, <B>-</B> Fig. 2 einen Teil eines' Längsschnittes durch ein Rohr dieses Bündels, Fig. <B>3</B> einen zur Rohrplatte parallelen Querschnitt durch einen Teil des Bündels, Fig. 4 eine Einrichtung zur Herstellung des mit dem gewellten Metallband belegten Deckbandes und Fig. <B>5</B> eine Vorrichtung zur Ordnung der. Wellen eines mit mehreren Wellenbändern be legten Deckbandes.
Das Rohrbündel besteht gemäss Fig. <B>1</B> aus Rohren<B>1</B> mit Enden 2 von kreisförmigem Querschnitt, welche in Bohrungen<B>3</B> einer Rohrplatte 4 eingesetzt und darin beispiels weise durch Ein-walzen befestigt sind.
Die Rohre<B>1</B> werden vom umgebenden Strömungs mittel in Richtung der eingetragenen Pfeile im Querstrom beaufschlagt. Im Bereiche die ser Querbeaufschlagung weisen die Rohre<B>1</B> <B>je</B> einen Teil<B>5</B> von rechteckigem Querschnitt auf (Fig. <B>3).</B> Die<B> </B> züi den Längsseiten des Rechteckes gehörenden abgeplatteten ebenen gegenüberliegenden Aussenflächen<B>6</B> des Teils <B>5</B> eines Rohres<B>1</B> sind in der Längsrichtung <B>je</B> mit vier gewellten Metallbändern<B>7</B> belegt.
Diese gewellten Metallbänder<B>7</B> sind mit den besagten Flächen dort, wo die Wellen auf diesen Flächen aufliegen, beispielsweise durch Lötung fest verbunden. Ausserdem ist auf de-- einen wie auch auf der andern Seite des Rohres<B>1 je</B> ein Deekband <B>8</B> auf der der betreffenden Rollraussenfläche abgekehrten Seite der Metallbänder<B>7</B> aufgebracht, und dieses Deckband<B>8</B> ist ebenfalls mit den Wellen wärmeleitend fest verbunden.
Im übergangsbereich vom runden zum rechteckigen Querschnitt der Rohre verhin dern Abdeckbleche <B>9</B> und<B>10</B> Nebenschluss- strömungen des die Rohre<B>1</B> im Querstrom beaufschlagenden Strömungsmittels in diesem Bereich.
Wie aus Fig. <B>1</B> und 2 hervorgeht, sind die Wellen zweier<B>b</B> enachbarter Bänder<B>7</B> gegen einander versetzt angeordnet. Diese versetzte Anordnung dient dazu, beim Durchtritt des die Rohre<B>1</B> quer beaufschlagenden Strömungs mittels fortlaufend neue Anlaufstrecken und damit einen erhöhten WärmeÜbergang an den gewellten Bändern<B>7</B> zu erzielen.
Bei der Anordnung im Rolirbündel werden zweckmässig die einzelnen Rohre<B>1</B> unter Frei lassung von höchstens einem geringen Spiel<I>s</I> zwischen den Deckbändern<B>8</B> angeordnet, so dass im Querschnitt durch das Bündel ein Bild gemäss Fig. <B>3</B> entsteht. Damit wird der Bün delraum zwischen den Rohren<B>1</B> praktisch voll kommen von dem derWärmeübertragung die nenden Wellbandsystem ausgefüllt, so dass tote Räume für die Wärmeübertragung vermieden werden. Diese Bauart erlaubt somit die zur Wärmeübertragung dienenden Flächen auf kleinstem Raume, unterzubringen.
Die Abdichtung zwischen dem im Innern des Rohres<B>1</B> in Längsrichtung durchtretenden Strömungsmittel und dem die Rohre<B>1</B> von aussen im Querstrom beaufschlagenden Strö mungsmittel ist ausserdem sehr einfach, indem, zu diesem Zwecke nur die Bollrungen der Rohrplatte 4 an den Einsatzstellen der Rohr enden 2 abzudichten sind, was in bisher be kannter Weise beispielsweise durch Einwalzen der Rohre<B>1</B> erfolgen kann.
Durch das auf die ebenen Rohraussen- fläehen aufgebrachte System von mit Deck band versehenen Wellbändern, welche mit diesen Rohraussenfläclien in fester Verbindung stehen, wird ausserdem eine Verstärkung des Rohres bezüglich Festigkeit erreicht, so dass es auch in der Lage ist, grössere innere oder äussere Überdrücke aufzunehmen.
Die Herstel lung eines solchen Rohres<B>1</B> mit aufgebrachten Wellbändern <B>7</B> und Deckbän dern<B>8</B> aufweisenden Rohrbündels ist einfach und mit geringen Kosten verbunden. Hierbei werden zweckmässig die gewellten Bänder<B>7</B> vorerst mit den Deckbändern<B>8</B> wärmeleitend fest verbunden, wobei erst hernaell die so mit den Deckbändern<B>8</B> versehenen gewellten Bän der<B>7</B> auf der Gegenseite mit den abgeplatteten ebenen Rohraussenfläehen wärmeleitend fest verbunden werden. Der Zusammenbau des Bündels erfolgt dann durch Einfügen der Rohrenden 2 in die beiderseitigen Rohr platten 4.
Für die Herstellung eines mit Wellbändern <B>7</B> versehenen Deckbandes <B>8</B> kann zweckmässig eine Einrichtung gemäss Fig. 4 verwendet wer den. Hierbei wird ein flaches Band<B>11</B> von einer Rolle 12 abgewickelt und sodann durch eine Vorrichtung<B>13</B> geleitet, welche aus diesem flachen Band das gewellte Band<B>7</B> erzeugt. Das Band<B>7</B> kann hierbei in dieser Vorrichtung beispielsweise zwischen zwei ineinandergreifen- den Zahnrädern (nicht dargestellt) hindurch geführt werden.
Das Deckband<B>8</B> wird gleich zeitig von einer Rolle 14 abgewickelt und über ein Führungsstück<B>15</B> geleitet, wobei das ge wellte Band<B>7</B> unter Zwisellenlage einer von einer Rolle<B>16</B> abgewickelten Lötiolie <B>17</B> auf das Deckband<B>8</B> zu liegen kommt. Durch ein Zahnrad<B>18</B> werden die Wellen des Bandes<B>7</B> beim Auftreffen auf das Deckband<B>8</B> geordnet, so dass sie stets gleiche, der Zahnteilung des Zahnrades entsprechende Wellenlänge haben.
Nachdem nun das Deckband<B>8</B> so mit dem Wellband <B>7</B> belegt ist, wird es durch eine Induktionsspule<B>19</B> geführt, welche mit einem hochfrequienten Wechselstrom beschickt wird. Durch die dabei im Wellband <B>7</B> und im Deek- band <B>8</B> erzeugten Wirbelströme wird das Ganze so weit erhitzt, dass eine feste wärme leitende Verbindung zwischen beiden herge- ,stellt wird.
Nach Durchlaufen der Spule<B>19</B> wird das so mit einem Wellband. <B>7</B> berippte Deckband<B>8</B> über eine Kühlvorrielitung 20 geführt und auf eine Trommel 21 aufgewik- kelt.
Hierbei wird in einem und demselben Ar beitsgang das gewellte Metallband<B>7</B> in der Vorrichtung<B>13</B> aus dem flachen MetaUband <B>11</B> erzeugt, sodann unter Zwischenlage des Lötmittels <B>17</B> auf das als Deckband dienende Metallband<B>8</B> geführt und mit diesem wärme leitend fest verbunden.
Die Einrichtung lässt sich auch noch in der Weise erweitern, dass zwei oder mehrere ge wellte Metallbänder<B>7</B> im gleichen Arbeitsgang erzeugt und unter Zwischenlage des Lötmittels <B>17</B> bei versetzter Anordnung der Wellen be nachbarter Bänder<B>7</B> aul ein als Deckband <B>8</B> dienendes Metallband geführt und mit die sem wärmeleitend fest verbunden werden.
Hierbei sind zweckmässig gemäss Fig. <B>5</B> statt des einzigen Zahnrades<B>18</B> eine gleiche Anzahl von miteinander fest verbundenen, unter sich gleichen Zahnrädern<B>181, 182, 183,</B> 184, Wie Wellbänder <B>71, 72, 73,</B> 74 vorhanden sind, an zuordnen, von welchen Zahnrädern jedes in die Wellen eines zugehörigen Bandes eingreift, wobei die Zähne benachbarter Zahnräder ge geneinander uin eine halbe Teilung versetzt sind und so die Wellen in ihrer gegenseitigen Lage ordnen.
Für die Fertigstellung des einzelnen Rohr bündels werden nun von den mit Deckband<B>8</B> versehenen auf der Rolle 21 aufgewickelten Wellbändern <B>7</B> entsprechende Längen abge schnitten, auf die beiden abgeplatteten gegen überliegenden ebenen Aussenflächen des Roh res<B>1</B> unter Zwischenlage eines Lötmittels auf gelegt und durch Erhitzen des Ganzen mit dem Rohr<B>1</B> wärmeleitend fest verbunden.
Die Rohre<B>1</B> können auch in dem im Quer strom beaufschlagten Bereich statt zu einem rechteckigen Querschnitt zut einer andern Querschnittsform. abgeplattet sein. Beispiels weise kann die Querschnittsform auch ein Par allelogramm sein, wobei die Rohrfläelien auf den beiden Längsseiten des Parallelogrammes mit den Wellbändern <B>7</B> belegt würden.