DE102016213197A1

DE102016213197A1 - Corrugated rib of a heat exchanger and heat exchanger

Info

Publication number: DE102016213197A1
Application number: DE102016213197.4A
Authority: DE
Inventors: Jonas Kilian; Johannes Kälber; Julian Mazanec; Daniel Stehlik
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2018-01-25
Also published as: WO2018015051A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellrippe (2) eines Wärmeübertragers (1) mit einer ersten Rippe (7) und einer zweiten Rippe (8), die in einer Abstandsrichtung (9) beabstandet sind und sich in einer quer zur Abstandsrichtung (9) verlaufenden Erstreckungsrichtung (6) erstrecken, wobei die jeweilige Rippe (7, 8) zumindest drei Kiemen (11, 12) aufweist, die an der zugehörigen Rippe (7, 8) quer zur Erstreckungsrichtung (6) ausgeformt und in Erstreckungsrichtung (6) durchströmbar sind. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass die Kiemen (11) der ersten Rippe (7) zur in Abstandsrichtung (9) benachbarten Kiemen (12) der zweiten Rippe (8) in Erstreckungsrichtung (6) versetzt angeordnet sind. Hierdurch lässt sich eine vereinfachte Herstellung der Wellrippe (2) und/oder eine verbesserte Innendruckfestigkeit der Wellrippe (2) erzielen. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Wärmeübertrager (1) mit einer derartigen Wellrippe (2).The present invention relates to a corrugated fin (2) of a heat exchanger (1) having a first rib (7) and a second rib (8) spaced in a spacing direction (9) and extending in a direction transverse to the spacing direction (9) (6), wherein the respective rib (7, 8) has at least three gills (11, 12) formed on the associated rib (7, 8) transversely to the extension direction (6) and in the extension direction (6) can be flowed through. It is essential to the invention that the gills (11) of the first rib (7) are offset in the extension direction (6) in the direction of the spacing (9) of adjacent gills (12) of the second rib (8). This makes it possible to achieve a simplified production of the corrugated fin (2) and / or an improved internal pressure resistance of the corrugated fin (2). The invention further relates to a heat exchanger (1) with such a corrugated fin (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellrippe eines Wärmeübertragers mit zwei Rippen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Wärmeübertrager mit einer derartigen Wellrippe.The present invention relates to a corrugated fin of a heat exchanger with two fins, according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a heat exchanger with such a corrugated fin.

Zum Übertrag von Wärme zwischen zwei Fluiden kommen üblicherweise Wärmeübertrager zum Einsatz, die einen von einem ersten Fluid durchströmbaren Strömungsraum aufweisen, in dem Rohre angeordnet sind, welche von einem zweiten Fluid durchströmbar sind, so dass es im Betrieb des Wärmeübertragers zu einem Wärmetausch zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid kommt. Zur Erhöhung der Effizienz des Wärmeübertragers ist es bekannt, zwischen solchen Rohren Wellrippen vorzusehen, welche einerseits die wärmeübertragende Fläche des Wärmeübertragers erhöhen und andererseits zur Entstehung von Turbulenzen im ersten Fluid führen können. For transferring heat between two fluids usually heat exchangers are used, which have a flow space through which a first fluid flow space in which tubes are arranged, which can be flowed through by a second fluid, so that during operation of the heat exchanger to a heat exchange between the first Fluid and the second fluid comes. To increase the efficiency of the heat exchanger, it is known to provide corrugated fins between such tubes, which on the one hand increase the heat-transmitting surface of the heat exchanger and on the other hand can lead to the formation of turbulence in the first fluid.

Solche Wärmeübertrager mit derartigen Wellrippen sind beispielsweise aus der DE 102 35 038 A1 , der DE 10 2004 013 682 A1 , der DE 102 42 188 A1 sowie der EP 1 331 464 A2 bekannt. Die Wellrippen dieser Wärmeübertrager weisen dabei voneinander beabstandete Rippen auf, wobei die jeweilige Rippe mit Kiemen versehen ist. Die Kiemen sorgen insbesondere für eine erhöhte Turbulenz im ersten Fluid und/oder für neue Strömungspfade des ersten Fluids. Die Kiemen dieser Wellrippen stehen dabei mit einem Winkel von der zugehörigen Rippe ab. Hergestellt werden die Wellrippen in der Regel durch einen Walzprozess, insbesondere Querwalzprozess, wobei die Wellrippen nach dem Versehen mit den Kiemen zunächst gerafft, insbesondere auf Block gerafft, und anschließend auf die gewünschte Länge gezogen und/oder geschnitten werden. Such heat exchangers with such corrugated fins are for example from the DE 102 35 038 A1 , of the DE 10 2004 013 682 A1 , of the DE 102 42 188 A1 as well as the EP 1 331 464 A2 known. The corrugated ribs of these heat exchangers in this case have spaced-apart ribs, wherein the respective rib is provided with gills. The gills in particular ensure increased turbulence in the first fluid and / or new flow paths of the first fluid. The gills of these corrugated fins protrude at an angle from the associated rib. The corrugated ribs are usually produced by a rolling process, in particular cross-rolling process, wherein the corrugated ribs are initially gathered after being provided with the gills, in particular gathered on block, and then pulled to the desired length and / or cut.

Vorstellbar ist es ebenso, die jeweilige Rippe mit Kiemen zu versehen, welche quer zur Erstreckungsrichtung der Rippe ausgeformt bzw. ausgestellt und in Erstreckungsrichtung durchströmbar sind. Bei diesen sogenannten parallelen Kiemen kann das erste Fluid also die jeweilige Kieme durchströmen, wogegen bei gewinkelten Kiemen eine Umlenkung des ersten Fluids auf die andere Seite der Rippe erfolgt.It is also conceivable to provide the respective rib with gills, which are formed transversely to the extension direction of the rib or issued and can be flowed through in the extension direction. In these so-called parallel gills, the first fluid can thus flow through the respective gill, whereas in the case of angled gills a deflection of the first fluid to the other side of the rib takes place.

Nachteilig bei derartigen Wellrippen ist insbesondere, dass sie eine unzureichende Innendruckfestigkeit aufweisen. Zudem kommen die Kiemen benachbarter Rippen bei der Herstellung der Wellrippe, insbesondere beim Raffen der Wellrippe, in Eingriff und verhaken sich ineinander. Beim anschließenden Ziehen der Wellrippe in die gewünschte Länge, ist also zunächst ein Enthaken der Kiemen notwendig, das einen zusätzlichen Herstellungsschritt zur Folge hat und somit zu erhöhten Herstellungskosten und/oder einer erhöhten Herstellungsdauer führt. Sofern das Enthaken der Kiemen ausbleibt, kann es beim Ziehen der Wellrippe in die gewünschte Länge zu einer Beschädigung der Wellrippe kommen.A disadvantage of such corrugated fins is in particular that they have an insufficient internal pressure resistance. In addition, the gills of adjacent ribs come in the production of the corrugated fin, in particular when shirring the corrugated rib, engaged and hooked into each other. During the subsequent pulling of the corrugated fin into the desired length, it is therefore necessary first to unhook the gills, which results in an additional production step and thus leads to increased production costs and / or an increased production time. If there is no catching of the gills, the corrugated fin may be damaged when the corrugated fin is pulled into the desired length.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für eine Wellrippe der eingangs genannten Art mit parallelen Kiemen sowie für einen Wärmeübertrager mit einer solchen Wellrippe verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch eine erhöhte Innendruckfestigkeit und/oder eine vereinfachte Herstellung auszeichnen.The present invention is therefore concerned with the task of providing a corrugated fin of the type mentioned above with parallel gills and for a heat exchanger with such a corrugated fin improved or at least provide alternative embodiments, which are characterized in particular by an increased internal pressure resistance and / or simplified production.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, Kiemen benachbarter Rippen einer Wellrippe zumindest teilweise versetzt zueinander anzuordnen. Durch die versetzte Anordnung der Kiemen kommt es insbesondere bei der Herstellung der Wellrippe zu keinen oder nur zu geringeren Verhakungen von Kiemen benachbarter Rippen, so dass die Herstellung der Wellrippe vereinfacht sowie kostengünstig und/oder mit einer geringeren Fertigungszeit erfolgen kann. Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Wellrippe dabei eine erste Rippe und eine zweite Rippe auf, die in einer Abstandsrichtung voneinander beabstandet sind und sich längs in einer quer zur Abstandsrichtung verlaufenden Erstreckungsrichtung erstrecken. Die in Abstandsrichtung benachbarten Rippen der Wellrippe können durch einen Verbindungsabschnitt der Wellrippe miteinander verbunden sein. Die jeweilige Rippe weist zumindest drei Kiemen auf, die parallel ausgestellt sind. Das heißt, dass die erste Rippe zumindest drei erste Kiemen aufweist, die quer zur Erstreckungsrichtung an der ersten Rippe ausgeformt bzw. ausgestellt und in Erstreckungsrichtung durchströmbar sind, während die zweite Rippe zumindest drei zweite Kiemen aufweist, die ebenfalls quer zur Erstreckungsrichtung an der zweiten Rippe ausgeformt bzw. ausgestellt und in Erstreckungsrichtung durchströmbar sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die jeweilige erste Kieme zur in Abstandsrichtung benachbarten zweiten Kieme in Erstreckungsrichtung versetzt angeordnet ist. Insbesondere ist die jeweilige erste Kieme zur in Abstandsrichtung nächstbenachbarten zweiten Kieme in Erstreckungsrichtung versetzt angeordnet. The present invention is based on the general idea of arranging gills of adjacent ribs of a corrugated rib at least partially offset from one another. Due to the staggered arrangement of the gills, no or only minor entanglements of gills of adjacent ribs occur, in particular in the manufacture of the corrugated rib, so that the production of the corrugated rib can be simplified and cost-effective and / or with a shorter production time. According to the idea of the invention, the corrugated rib in this case has a first rib and a second rib, which are spaced apart in a spacing direction and extend longitudinally in a direction of extension extending transversely to the spacing direction. The adjacent in the spacing direction ribs of the corrugated fin can be connected to each other by a connecting portion of the corrugated fin. The respective rib has at least three gills, which are issued in parallel. This means that the first rib has at least three first gills which are formed transversely to the direction of extension at the first rib and flowed through in the extension direction, while the second rib has at least three second gills, which also transverse to the direction of extension at the second rib molded or issued and can be flowed through in the extension direction. According to the invention, provision is made for the respective first gill to be arranged offset in the direction of extent relative to the second gill adjacent in the spacing direction. In particular, the respective first gill is arranged offset in the extension direction in relation to the second gill nearest the distance direction.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die versetzte Anordnung der Kiemen abhängig von einer in Erstreckungsrichtung verlaufenden Tiefe der Kiemen, wobei der Versatz zwischen 5 % und 95 % dieser Tiefe beträgt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Versatz 50 % der Tiefe beträgt. Hierdurch lässt sich die Wellrippe besonders einfach und ökonomisch herstellen. Vorstellbar ist es insbesondere, dass der Versatz einer solchen ersten Kieme in Erstreckungsrichtung zwischen 5 % und 95 %, insbesondere 50 %, der in Erstreckungsrichtung verlaufenden Tiefe dieser ersten Kieme beträgt. In preferred embodiments, the offset arrangement of the gills is dependent on an extending depth of the gills, the offset being between 5% and 95% of that depth. It is particularly preferred if the offset is 50% of the depth. hereby The corrugated rib can be produced particularly easily and economically. It is conceivable, in particular, that the offset of such a first gill in the direction of extent is between 5% and 95%, in particular 50%, of the depth of this first gill running in the direction of extent.

Als vorteilhaft erweisen sich Ausführungsformen, bei denen zumindest eine solche erste Kieme und die in Abstandsrichtung benachbarte zweite Kieme, insbesondere die in Abstandsrichtung nächstbenachbarte zweite Kieme, mit gleicher Orientierung bzw. Ausprägung an der jeweils zugehörigen Rippe ausgeformt sind. Das heißt, dass die erste Kieme und die in Abstandsrichtung benachbarte zweite Kieme in Abstandsrichtung mit gleicher Orientierung an der jeweils zugehörigen Rippe ausgeformt sind. Embodiments prove to be advantageous in which at least one such first gill and the second gill adjacent in the spacing direction, in particular the second gill next adjacent in the spacing direction, are formed with the same orientation or expression on the respectively associated rib. This means that the first gill and the second gill adjacent in the spacing direction are formed in the spacing direction with the same orientation at the respectively associated rib.

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen, bei denen zumindest eine solche erste Kieme und die in Abstandsrichtung benachbarte zweite Kieme, insbesondere die in Abstandsrichtung nächstbenachbarte zweite Kieme, mit entgegengesetzten Orientierungen bzw. Ausprägungen an der jeweils zugehörigen Rippe ausgeformt sind. Das heißt, dass die erste Kieme und die in Abstandsrichtung benachbarte zweite Kieme in Abstandsrichtung in entgegengesetzter Orientierung an der jeweils zugehörigen Rippe ausgeformt sind.Also advantageous are embodiments in which at least one such first gill and the second gill adjacent in the spacing direction, in particular the second gill next adjacent in the spacing direction, are formed with opposite orientations or characteristics on the respectively associated rib. That is to say, the first gill and the second gill adjacent in the spacing direction are formed in the spacing direction in the opposite orientation to the respectively associated rib.

Bei entgegengesetzten Orientierungen bzw. Ausprägungen der in Abstandsrichtung benachbarten Kiemen bilden sich in Erstreckungsrichtung periodische Bereiche auf, durch die ein die Wellrippe umströmendes Fluid durchströmt und anschließend stark verwirbelt wird. Hierdurch entsteht eine vorteilhafte Strömung des entsprechenden Fluids, die zu einem verbesserten Wärmetausch der Fluide führt.With opposite orientations or characteristics of the gills adjacent in the spacing direction, periodic regions are formed in the direction of extent, through which a fluid flowing around the corrugated rib flows and is subsequently strongly swirled. This results in an advantageous flow of the corresponding fluid, which leads to an improved heat exchange of the fluids.

Bei bevorzugten Ausführungsformen weist zumindest eine der Rippen zwischen zwei in Erstreckungsrichtung benachbarten zugehörigen Kiemen einen Steg auf, der in Abstandsrichtung zwischen diesen Kiemen angeordnet ist. Ein solcher Steg kann insbesondere ein nicht ausgeformter Bereich zwischen zwei ausgeformten Kiemen sein. Der Steg führt hierbei zu einer erhöhten Innendruckfestigkeit der Rippe und/oder zur Entstehung weiterer Turbulenzen. Vorstellbar ist es, dass ein solcher Steg nach jeder Kieme angeordnet ist. Zu denken ist auch an Ausführungsformen, bei denen ein solcher Steg in Erstreckungsrichtung nach jeweils zwei oder mehreren Kiemen vorgesehen ist. Dabei erhöht sich die Innendruckfestigkeit der Wellrippe mit der Erhöhung der Anzahl der Stege bzw. mit der Erhöhung der Fläche der Stege. Zu denken ist auch an Ausführungsformen, bei denen beide Rippen der Wellrippe jeweils mit solchen Stegen versehen sind. Das heißt, dass die erste Rippe zumindest einen ersten solchen Steg und die zweite Rippe zumindest einen zweiten solchen Steg aufweist. Vorstellbar sind hierbei Ausführungsformen, bei denen zumindest ein solcher erster Steg zum in Abstandsrichtung benachbarten zweiten Steg, insbesondere zum in Abstandsrichtung nächstbenachbarten zweiten Steg, in Erstreckungsrichtung versetzt angeordnet ist. Ist ein solcher Steg nach der jeweiligen Kieme angeordnet, kommt es in Erstreckungsrichtung zu einer wellenförmigen Strömungsführung des Fluids mit periodischen Strömungsanläufen und Strömungsabrissen.In preferred embodiments, at least one of the ribs between two adjacent adjacent gills in the extension direction has a web which is arranged in the spacing direction between these gills. Such a web may in particular be an unformed region between two shaped gills. In this case, the web leads to an increased internal pressure resistance of the rib and / or to the formation of further turbulences. It is conceivable that such a bridge is arranged after each gill. It is also to be considered in embodiments in which such a web is provided in the extension direction after each two or more gills. The internal pressure strength of the corrugated fin increases with the increase in the number of webs or with the increase in the area of the webs. It is also to be considered in embodiments in which both ribs of the corrugated rib are each provided with such webs. That is, the first rib has at least a first such web and the second rib has at least a second such web. In this case, embodiments are conceivable in which at least one such first web is arranged offset in the extension direction relative to the second web adjacent in the spacing direction, in particular to the second web adjacent to the spacing direction. If such a web is arranged after the respective gill, it comes in the direction of extension to a wavy flow guidance of the fluid with periodic flow starts and stalls.

Prinzipiell kann die jeweilige erste Kieme und/oder die jeweilige zweite Kieme eine gleiche, in Erstreckungsrichtung verlaufende Tiefe aufweisen. Hierdurch ist es insbesondere vorstellbar, zwischen den jeweils in Abstandsrichtung benachbarten Kiemen den gleichen Versatz vorzusehen.In principle, the respective first gill and / or the respective second gill may have the same depth extending in the extension direction. As a result, it is conceivable in particular to provide the same offset between the respective gills adjacent in the spacing direction.

Denkbar sind auch Ausführungsformen, bei denen zumindest zwei der Kiemen unterschiedliche in Erstreckungsrichtung verlaufende Tiefen aufweisen. Möglich ist es dabei, dass zumindest zwei erste Kiemen unterschiedliche Tiefen aufweisen. Denkbar sind auch Ausgestaltungen, bei denen eine solche erste Kieme im Vergleich zu einer solchen zweiten Kieme eine andere in Erstreckungsrichtung verlaufende Tiefe aufweist.Also conceivable are embodiments in which at least two of the gills have different depths extending in the extension direction. It is possible that at least two first gills have different depths. Also conceivable are embodiments in which such a first gill has a different depth extending in the direction of extent compared to such a second gill.

Prinzipiell können die Kiemen der jeweiligen Rippe mit der gleichen Orientierung an der Rippe ausgeformt sein.In principle, the gills of the respective rib may be formed with the same orientation on the rib.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Kiemen zumindest einer der Rippen in Erstreckungsrichtung abwechselnd mit entgegengesetzten Orientierungen an der Rippe ausgeformt sind.Preferred are embodiments in which the gills of at least one of the ribs in the extension direction are formed alternately with opposite orientations on the rib.

Die Wellrippe ist vorzugsweise durch ein Walzverfahren, insbesondere durch einen Querwalzprozess, hergestellt. Hierdurch lässt sich die Wellrippe vereinfacht und ökonomisch herstellen. Prinzipiell kann die Wellrippe jedoch auch durch ein anderes Herstellungsverfahren hergestellt sein.The corrugated fin is preferably produced by a rolling process, in particular by a transverse rolling process. As a result, the corrugated fin can be simplified and produced economically. In principle, however, the corrugated fin can also be produced by a different production method.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen sind die Kiemen und/oder die Stege zumindest einer der Rippen, bevorzugt beider Rippen, in Erstreckungsrichtung periodisch angeordnet. Dabei kann eine in Erstreckungsrichtung verlaufende Periodenlänge der Rippen übereinstimmen.In advantageous embodiments, the gills and / or the webs of at least one of the ribs, preferably both ribs, arranged periodically in the direction of extent. In this case, extending in the extension direction period length of the ribs match.

Die Wellrippe kann selbstverständlich auch drei oder mehr Rippen aufweisen. Die Rippen sind hierbei in Abstandsrichtung beabstandet und können mit den nächstbenachbarten Rippen durch jeweils einen Verbindungsabschnitt der Wellrippe verbunden sein. Bevorzugt ist es, wenn in Abstandsrichtung abwechselnd eine solche erste Rippe und eine solche zweite Rippe angeordnet sind. Of course, the corrugated fin may also have three or more ribs. The ribs are in this case spaced apart in the spacing direction and can be connected to the next adjacent ribs by a respective connecting portion of the corrugated fin. It is preferred if, in the spacing direction, such a first rib and such a second rib are arranged alternately.

Es versteht sich, dass neben der Wellrippe des Wärmeübertragers auch ein solcher Wärmeübertrager zum Umfang dieser Erfindung gehört. It is understood that in addition to the corrugated fin of the heat exchanger and such a heat exchanger belongs to the scope of this invention.

Der Wärmeübertrager dient dabei dem Wärmeaustausch zwischen einem ersten Fluid und einem zweiten Fluid und weist einen Strömungsraum auf, der im Betrieb des Wärmeübertragers in einer Strömungsrichtung vom ersten Fluid durchströmt wird. Im Strömungsraum sind ferner zwei Rohre angeordnet, welche zueinander beabstandet und vom zweiten Fluid durchströmbar sind. Zwischen zwei solchen Rohren ist zumindest eine solche Wellrippe angeordnet, wobei die Erstreckungsrichtung der Wellrippe parallel zur Strömungsrichtung des ersten Fluids im Strömungsraum verläuft, so dass die Wellrippe in Strömungsrichtung vom ersten Fluid umströmbar ist. Vorstellbar ist es dabei insbesondere, zwischen jeweils zwei benachbarten solchen Rohren zumindest eine solche Wellrippe anzuordnen.The heat exchanger serves to heat exchange between a first fluid and a second fluid and has a flow space which is flowed through during operation of the heat exchanger in a flow direction of the first fluid. In the flow space two tubes are further arranged, which are spaced from each other and can be flowed through by the second fluid. At least one such corrugated fin is arranged between two such tubes, wherein the extension direction of the corrugated rib runs parallel to the flow direction of the first fluid in the flow space, so that the corrugated rib can be flowed around by the first fluid in the flow direction. It is conceivable, in particular, to arrange at least one such corrugated fin between each two adjacent such tubes.

Der Wärmeübertrager kann prinzipiell in einer beliebigen Anwendung zum Einsatz kommen. Denkbar ist insbesondere der Einsatz in einem Kraftfahrzeug, in dem der Wärmeübertrager zum Wärmetausch zwischen zwei Fluiden zum Einsatz kommt.The heat exchanger can in principle be used in any application. It is conceivable in particular the use in a motor vehicle, in which the heat exchanger for heat exchange between two fluids is used.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

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.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematischIt show, each schematically

1 einen Schnitt durch einen Wärmeübertrager mit einer Wellrippe, 1 a section through a heat exchanger with a corrugated fin,

2 eine isometrische Ansicht der Wellrippe, 2 an isometric view of the corrugated fin,

3 eine geschnittene, isometrische Darstellung der Wellrippe, 3 a cut, isometric view of the corrugated fin,

4 eine vereinfachte Ansicht eines Schnitts in einer Erstreckungsrichtung der Wellrippe, 4 a simplified view of a section in a direction of extension of the corrugated fin,

5 eine geschnittene, isometrische Ansicht durch eine Rippe der Wellrippe bei einem anderen Ausführungsbeispiel, 5 a sectional, isometric view through a rib of the corrugated fin in another embodiment,

6 die Ansicht aus 4 bei der Rippe aus 5, 6 the view 4 at the rib 5 .

7 einen Querschnitt durch die Rippe aus 5, 7 a cross section through the rib 5 .

8 eine isometrische Ansicht einer Wellrippe bei einem anderen Ausführungsbeispiel, 8th an isometric view of a corrugated fin in another embodiment,

9 die Ansicht aus 4 bei der Wellrippe aus 8, 9 the view 4 at the corrugated rib out 8th .

10 einen Querschnitt durch die Wellrippe aus 8, 10 a cross section through the corrugated fin 8th .

11 die Ansicht aus 6 bei einem anderen Ausführungsbeispiel, 11 the view 6 in another embodiment,

12 die Ansicht aus 9 bei einem anderen Ausführungsbeispiel, 12 the view 9 in another embodiment,

13 die Ansicht aus 9 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel. 13 the view 9 in a further embodiment.

In 1 ist ein Wärmeübertrager 1 mit einer Wellrippe 2 im Schnitt dargestellt, wobei die Wellrippe 2 in den 2 bis 4 gesondert gezeigt ist. Der Wärmeübertrager 1 weist einen Strömungsraum 3 auf, in dem zwei Rohre 4 beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei im Strömungsraum 3 auch mehr Rohre 4 angeordnet sein können. Zwischen den Rohren 4 ist die Wellrippe 2 angeordnet. Der Strömungsraum 3 ist in einer Strömungsrichtung 5 von einem ersten Fluid durchströmbar, während die Rohre 4 von einem zweiten Fluid durchströmbar sind. Hierdurch kommt es im Betrieb des Wärmeübertragers 1 zum Wärmeaustausch zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid. Die zwischen den Rohren 4 angeordnete Wellrippe 2 erhöht hierbei den Wärmetausch zwischen den Fluiden und somit die Effizienz des Wärmeübertragers 1. Eine Erstreckungsrichtung 6 der Wellrippe 2 verläuft hierbei parallel zur Strömungsrichtung 5. In 1 is a heat exchanger 1 with a corrugated rib 2 shown in section, with the corrugated fin 2 in the 2 to 4 is shown separately. The heat exchanger 1 has a flow space 3 on, in which two pipes 4 spaced from each other, wherein in the flow space 3 also more pipes 4 can be arranged. Between the pipes 4 is the corrugated rib 2 arranged. The flow space 3 is in a flow direction 5 permeable by a first fluid while the tubes 4 can be flowed through by a second fluid. This occurs during operation of the heat exchanger 1 for heat exchange between the first fluid and the second fluid. The between the pipes 4 arranged corrugated rib 2 increases the heat exchange between the fluids and thus the efficiency of the heat exchanger 1 , An extension direction 6 the corrugated rib 2 runs parallel to the flow direction 5 ,

Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, weist die Wellrippe 2 eine erste Rippe 7 sowie eine zweite Rippe 8 auf, die in einer quer zur Erstreckungsrichtung 6 verlaufenden Abstandsrichtung 9 voneinander beabstandet und mittels eines Verbindungsabschnitts 10 der Wellrippe 2 miteinander verbunden sind. Die erste Rippe 7 weist zumindest drei erste Kiemen 11 auf, die quer zur Erstreckungsrichtung 6 an der ersten Rippe 7 ausgeformt bzw. ausgestellt und in Erstreckungsrichtung 6 vom ersten Fluid durchströmbar sind.As in particular from 2 indicates the corrugated fin 2 a first rib 7 and a second rib 8th on, in a direction transverse to the extension direction 6 extending distance direction 9 spaced apart and by means of a connecting portion 10 the corrugated rib 2 connected to each other. The first rib 7 has at least three first gills 11 on, the transverse to the extension direction 6 at the first rib 7 formed or issued and in the extension direction 6 can be flowed through by the first fluid.

3 zeigt einen Schnitt durch 2, wobei insbesondere aus 3 hervorgeht, dass die zweite Rippe 8 zumindest drei zweite Kiemen 12 aufweist, die quer zur Erstreckungsrichtung 6 an der zweiten Rippe 8 ausgeformt bzw. ausgestellt und in Erstreckungsrichtung 6 durchströmbar sind. Die Kiemen 11, 12 der jeweiligen Rippe 7, 8 sind in Erstreckungsrichtung 6 benachbart bzw. beabstandet angeordnet. Aus 4, die eine Draufsicht auf 3 zeigt, bei der lediglich die Kiemen 11, 12 zu sehen sind, geht ferner hervor, dass im gezeigten Beispiel die Kiemen 11, 12 eine gleiche, in Erstreckungsrichtung 6 verlaufende Tiefe 13 aufweisen. Insbesondere aus 4 geht ferner hervor, dass die jeweilige erste Kieme 11 zur in Abstandsrichtung 9 benachbarten zweiten Kieme 12 in Erstreckungsrichtung 6 versetzt angeordnet ist. In 4 ist auch zu erkennen, dass die ersten Kiemen 11 der ersten Rippe 7 in Erstreckungsrichtung 6 abwechselnd mit unterschiedlichen Orientierungen bzw. Ausprägungen an der ersten Rippe 7 ausgeformt sind. Auch die zweiten Kiemen 12 der zweiten Rippe 8 sind in Erstreckungsrichtung 6 abwechselnd mit unterschiedlichen Orientierungen bzw. Ausprägungen an der zweiten Rippe 8 ausgeformt. Die Wellrippe 2 ist dabei durch ein Walzverfahren, insbesondere durch ein Querwalzverfahren, hergestellt. Die versetzte Anordnung der ersten Kiemen 11 relativ zu den zweiten Kiemen 12 in Erstreckungsrichtung 6 führt dabei zu einer vereinfachten Herstellung der Wellrippe 2, da die ersten Kiemen 11 bei der Herstellung der Wellrippe nicht in den zweiten Kiemen 12 verhaken können oder ein solches Verhaken zumindest reduziert wird.. 3 shows a cut through 2 , in particular from 3 shows that the second rib 8th at least three second gills 12 has, which are transverse to the direction of extension 6 at the second rib 8th formed or issued and in the extension direction 6 can be flowed through. The gills 11 . 12 the respective rib 7 . 8th are in the direction of extension 6 arranged adjacent or spaced. Out 4 , which is a top view 3 shows only the gills 11 . 12 can be seen, it also shows that in the example shown, the gills 11 . 12 an equal, in the extension direction 6 running depth 13 exhibit. In particular from 4 it also emerges that the respective first gill 11 to the distance direction 9 adjacent second gill 12 in extension direction 6 is arranged offset. In 4 It is also recognizable that the first gills 11 the first rib 7 in extension direction 6 alternating with different orientations or characteristics on the first rib 7 are formed. Also the second gills 12 the second rib 8th are in the direction of extension 6 alternately with different orientations or characteristics on the second rib 8th formed. The corrugated rib 2 is produced by a rolling process, in particular by a transverse rolling process. The staggered arrangement of the first gills 11 relative to the second gills 12 in extension direction 6 This leads to a simplified production of the corrugated fin 2 because the first gills 11 in the production of corrugated rib not in the second gills 12 can catch or at least reduce such entanglement ..

In den 5 bis 7 ist eine einzige solche Rippe 7, 8 der Wellrippe 2 bei einem anderen Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in Erstreckungsrichtung 6 nach jeder zweiten Kieme 11, 12 ein Steg 14 vorgesehen, der im Vergleich zu den Kiemen 11, 12 unausgeformt sein kann und in Abstandsrichtung 9 zwischen den in Erstreckungsrichtung 6 benachbarten Kiemen 11, 12 angeordnet ist. Ferner ist zu erkennen, dass in Erstreckungsrichtung 6 benachbarte Kiemen 11, 12 in Abstandsrichtung 9 mit entgegengesetzten Orientierungen an der Rippe 7, 8 ausgeformt sind. Aus 6 geht ferner hervor, dass die Tiefe 13 aller Kiemen 11, 12 im Wesentlichen gleich ist, wobei die Stege 14 jeweils eine in Erstreckungsrichtung 6 verlaufende Tiefe 15 aufweisen, die mit der Tiefe 13 der Kiemen 11, 12 im Wesentlichen übereinstimmt.In the 5 to 7 is a single such rib 7 . 8th the corrugated rib 2 shown in another embodiment. In this embodiment, in the extension direction 6 after every second gill 11 . 12 a footbridge 14 provided, in comparison to the gills 11 . 12 can be unformed and in the direction of distance 9 between the in extension direction 6 neighboring gills 11 . 12 is arranged. It can also be seen that in the extension direction 6 neighboring gills 11 . 12 in the distance direction 9 with opposite orientations on the rib 7 . 8th are formed. Out 6 also shows that the depth 13 all gills 11 . 12 is essentially the same, with the webs 14 one in the extension direction 6 running depth 15 exhibit that with the depth 13 the gills 11 . 12 essentially coincides.

In den 8 bis 10 ist ein Ausführungsbeispiel der Wellrippe 2 dargestellt, bei der die jeweilige Rippe 7, 8 entsprechend den 5 bis 7 ausgebildet ist. Die erste Rippe 7 weist also erste Stege 14’ auf, während die zweite Rippe 8 zweite Stege 14’’ aufweist. Dabei ist auch in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die jeweilige erste Kieme 11 der ersten Rippe 7 zur in Abstandsrichtung 9 benachbarten zweiten Kieme 12 in Erstreckungsrichtung 6 versetzt angeordnet ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner, wie insbesondere aus 9 hervorgeht, vorgesehen, dass die jeweilige erste Kieme 11 und die in Abstandsrichtung 9 benachbarte zweite Kieme 12 mit gleicher Orientierung an der jeweils zugehörigen Rippe 7, 8 ausgeformt sind. Insgesamt entsteht hierbei eine periodische Anordnung der Kiemen 11, 12 und der Stege 14, wobei auch der jeweilige erste Steg 14’ zum in Abstandsrichtung 9 benachbarten zweiten Steg 14’’ in Erstreckungsrichtung 6 versetzt angeordnet ist. Hierbei stimmt der Versatz der Stege 14 und der Kiemen 11, 12 im Wesentlichen überein. In the 8th to 10 is an embodiment of the corrugated fin 2 shown where the respective rib 7 . 8th according to the 5 to 7 is trained. The first rib 7 therefore has first webs 14 ' on while the second rib 8th second bridges 14 '' having. It is also provided in this embodiment that the respective first gill 11 the first rib 7 to the distance direction 9 adjacent second gill 12 in extension direction 6 is arranged offset. In the embodiment shown is also, as in particular from 9 indicates that the respective first gill 11 and the distance direction 9 adjacent second gill 12 with the same orientation at the respectively associated rib 7 . 8th are formed. Overall, this creates a periodic arrangement of the gills 11 . 12 and the bridges 14 , whereby also the respective first web 14 ' to the distance direction 9 adjacent second bridge 14 '' in extension direction 6 is arranged offset. Here is the offset of the webs 14 and the gills 11 . 12 essentially coincide.

11 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Wellrippe 2, wobei die Ansicht aus 6 und somit eine einzige der Rippen 7, 8 zu sehen ist. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass in Erstreckungsrichtung 6 nach jeder Kieme 11, 12 ein solcher Steg 14 vorgesehen ist. Hierdurch lässt sich die Innendruckfestigkeit der Rippe 2 weiter verbessern. 11 shows another embodiment of the corrugated fin 2 , where the view is off 6 and therefore one of the ribs 7 . 8th you can see. This embodiment differs from that in FIG 6 shown embodiment essentially in that in the extension direction 6 after every gill 11 . 12 such a bridge 14 is provided. This allows the internal pressure resistance of the rib 2 improve further.

Die in 11 gezeigte Ausgestaltung kann insbesondere in einer Wellrippe 2 entsprechend 12 zum Einsatz kommen. Bei dieser Wellrippe 2 sind beide Rippen 7, 8 entsprechend der Ausgestaltung in 11 ausgebildet, wobei auch hier die jeweilige erste Kieme 11 zu in Abstandsrichtung 9 benachbarten zweiten Kieme 12 in Erstreckungsrichtung 6 versetzt angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die jeweilige erste Kieme 11 und die in Abstandsrichtung 9 benachbarte zweite Kieme 12 mit gleicher Orientierung an der jeweils zugehörigen Rippe 7, 8 ausgeformt. Bei den in den 1 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispielen weisen die Kiemen 11, 12 der Rippen 7, 8 eine gleiche Tiefe 13 auf. Zudem weisen die Stege 14 der 8 bis 12 eine entsprechende Tiefe 15 auf, die mit der Tiefe 13 der Kiemen 11 im Wesentlichen übereinstimmt. In the 11 shown embodiment may in particular in a corrugated fin 2 corresponding 12 be used. In this corrugated rib 2 are both ribs 7 . 8th according to the embodiment in 11 trained, here again the respective first gill 11 in the distance direction 9 adjacent second gill 12 in extension direction 6 is arranged offset. In this embodiment, the respective first gills are 11 and the distance direction 9 adjacent second gill 12 with the same orientation at the respectively associated rib 7 . 8th formed. In the in the 1 to 12 The embodiments shown have the gills 11 . 12 the ribs 7 . 8th an equal depth 13 on. In addition, the webs 14 of the 8th to 12 a corresponding depth 15 on that with the depth 13 the gills 11 essentially coincides.

In 13 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, dass die Kiemen 11, 12 und die Stege 14 jeweils unterschiedliche Tiefen 13, 15 aufweisen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel bilden jeweils zwei in Abstandsrichtung 6 benachbarte Kiemen 11, 12 und der zwischen ihnen in Erstreckungsrichtung 6 angeordnete Steg 14 eine Gruppe der zugehörigen Rippe 7, 8, die in Erstreckungsrichtung 6 periodisch wiederholt wird. Dabei ist die Tiefe 15 des Stegs 14 größer als die Tiefe 13 einer der benachbarten Kiemen 11, 12 und kleiner als die Tiefe 13 der anderen in Erstreckungsrichtung 6 benachbarten Kieme 11, 12. In 13 another embodiment is shown. This embodiment differs from that in FIG 9 embodiment shown in particular in that the gills 11 . 12 and the footbridges 14 each different depths 13 . 15 exhibit. In the embodiment shown, two each form in the distance direction 6 neighboring gills 11 . 12 and the one between them in the extension direction 6 arranged bridge 14 a group of the associated rib 7 . 8th in the extension direction 6 is repeated periodically. Here is the depth 15 of the footbridge 14 bigger than the depth 13 one of the neighboring gills 11 . 12 and smaller than the depth 13 the other in the direction of extension 6 neighboring gill 11 . 12 ,

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen beträgt der Versatz der ersten Kiemen 11 zu den in Abstandsrichtung 9 benachbarten zweiten Kiemen 12 weniger als die Tiefe 13 der ersten Kieme 11. Der Versatz beträgt bevorzugt zwischen 5 % und 95 % der Tiefe 13, besonders bevorzugt 50 % der Tiefe 13. In all the embodiments shown, the offset of the first gills 11 to the in the distance direction 9 adjacent second gills 12 less than the depth 13 the first gill 11 , The offset is preferably between 5% and 95% of the depth 13 , more preferably 50% of the depth 13 ,

Die Wellrippe 2 kann selbstverständlich auch mehr solche Rippen 7, 8 aufweisen, die in Abstandsrichtung 9 abwechselnd angeordnet sind. Das heißt, dass in Abstandsrichtung 9 solche erste Rippen 7 und solche zweite Rippen 8 abwechselnd angeordnet sind. The corrugated rib 2 Of course, more ribs can be used 7 . 8th have, in the distance direction 9 are arranged alternately. That is, in the distance direction 9 such first ribs 7 and such second ribs 8th are arranged alternately.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10235038 A1 [0003]
DE 102004013682 A1 [0003]
DE 10242188 A1 [0003]
EP 1331464 A2 [0003]

Claims

Corrugated rib ( 2 ) of a heat exchanger ( 1 ) with a first rib ( 7 ) and a second rib ( 8th ), which in a distance direction ( 9 ) are spaced apart and in a direction transverse to the distance direction ( 9 ) extending extent direction ( 6 ), wherein - the first rib ( 7 ) at least three first gills ( 11 ), which transversely to the extension direction ( 6 ) at the first rib ( 7 ) and in the extension direction ( 6 ) are flowed through, - the second rib ( 8th ) at least three second gills ( 12 ), which transversely to the extension direction ( 6 ) on the second rib ( 8th ) and in the extension direction ( 6 ) are flowed through, characterized in that the respective first gill ( 11 ) to the distance direction ( 9 ) adjacent second gill ( 12 ) in the extension direction ( 6 ) is arranged offset.

Corrugated fin according to claim 1, characterized in that at least one such first gill ( 11 ) one in the extension direction ( 6 ) running depth ( 13 ), the offset of this gill ( 11 ) in the extension direction ( 6 ) between 5% and 95% of the depth ( 13 ) is.

Corrugated rib according to claim 1 or 2, characterized in that at least one such first gill ( 11 ) and in the distance direction ( 9 ) adjacent second gill ( 12 ) with the same orientation at the respectively associated rib ( 7 . 8th ) are formed.

Corrugated rib according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one such first gill ( 11 ) and in the distance direction ( 9 ) adjacent second gill ( 12 ) with opposite orientations at the respectively associated rib ( 7 . 8th ) are formed.

Corrugated rib according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the ribs ( 7 . 8th ) between two in the extension direction ( 6 ) adjacent associated gills ( 11 . 12 ) a footbridge ( 14 ), which in the distance direction ( 9 ) between these gills ( 11 . 12 ) is arranged.

Corrugated rib according to one of claims 1 to 5, characterized in that all gills ( 11 . 12 ) the same in the extension direction ( 6 ) running depth ( 13 ) exhibit.

Corrugated rib according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least two such gills ( 11 . 12 ) different in extension direction ( 6 ) running depths ( 13 ) exhibit.

Corrugated rib according to one of claims 1 to 7, characterized in that the gills ( 11 . 12 ) at least one of the ribs ( 7 . 8th ) in the extension direction ( 6 ) alternately with different orientation at the rib ( 7 . 8th ) are formed.

Corrugated rib according to one of claims 1 to 8, characterized in that the corrugated fin ( 2 ) is produced by a rolling process.

Heat exchanger ( 1 ) for heat exchange between a first fluid and a second fluid, with - one of the first fluid in a flow direction ( 5 ) flow-through flow space ( 3 ), At least two in the flow space ( 3 ) arranged pipes ( 4 ), which are arranged at a distance and can be flowed through by the second fluid, - a corrugated fin ( 2 ) according to one of claims 1 to 9, between two of the tubes ( 4 ) is arranged, wherein the extension direction ( 6 ) parallel to the flow direction ( 5 ) runs.