DE1451258C - Wärmetauscher - Google Patents

Description

ι 2

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärme- relativ hohen Ausschuß bei der Herstellung der-

tauscher mit einer Mehrzahl nebeneinander ange- artiger Wärmetauscher führen.

ordneter, an ihren beiden Enden flüssigkeitsdicht Es ist ferner allgemein bekannt (siehe beispielsmiteinander verbundener und damit in je einem Ver- weise »Praktisches Handbuch der gesamten Schweißbindungskanal einmündender Rohrelemente, deren 5 technik« von Schimpke und Horn, 2. Aufl., jedes aus einem einteiligen Rohrstück besteht, an 1935, Bd. 2, S. 66 und 67), die Verschweißung dessen Enden zur Längsachse des Verbindungs- von metallischen Elementen durch Widerstandskanals parallele, einen Teil des Verbindungskanals schweißung vorzunehmen, indem wahlweise Stiftbildende Wandpartien angeformt sind, die an ihren elektroden oder scheibenförmige Rollenelektroden normal zur Längsachse des Verbindungskanals ver- io verwendet werden.

laufenden Berandungsteilen jeweils mit den analogen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärme-

Berandungsteilen des benachbarten Rohrelements tauscher der eingangs bezeichneten Gattung zu schaf-

und an ihren parallel zur Längsachse des Verbin- fen, welche ohne große Justierarbeit relativ einfach

dungskanals verlaufenden Berandungsteilen mit in der Massenfertigung herstellbar sind,

einem den Verbindungskanal vervollständigenden 15 Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs

Kopfteil verschweißt sind. bezeichneten Gattung von Wärmetauschern erfln-

Bei einem derartigen Wärmetauscher werden die dungsgemäß dadurch gelöst, daß der an jedem Rohreinzelnen Rohrelemente nebeneinander gelegt und element von den angeformten Wandpartien gebildete die umgebogenen Wandpartien entlang ihrer Kanten Teil des Verbindungskanals durchgehend einen im zusammengeschweißt, bevor die die beiden Verbin- 20 wesentlichen U-förmigen Querschnitt senkrecht zur dungskanäTe ergebenden trogförmigen Kopfteile auf- Verbindungskanallängsachse aufweist und die normal geschoben und angeschweißt werden (deutsche zur Längsachse des Verbindungskanals verlaufenden Patentschrift 509 075). Es zeigt sich jedoch, daß der- Berandungsteile zu nach innen ragenden Kragen verartige Wärmetauscher relativ schlecht in der Massen- formt sind, welche durch Widerstandsschweißung fertigung hergestellt werden können, weil die ein- 25 miteinander verbunden sind.

zelnen Rohrelemente — so lange sie nur auf der Durch das Vorsehen von nach innen ragenden

einen Seite miteinander verschweißt sind — ein Kragen ergibt sich die Möglichkeit, die einzelnen

relativ instabiles, mechanisch nicht sehr steifes Ge- Rohrelemente nach dem Nebeneinanderlegen in sehr

bilde ergeben. Ferner erweist es sich als nachteilig, einfacher Weise zu verschweißen, wobei relativ ein-

daß die einzelnen Rohrelementc vor dem Ver- 30 fache Widerstandsschweißwerkzeuge verwendet wer-

schweißen relativ genau zueinander einjustiert wer- den können. Auf Grund der Tatsache, daß die

den müssen, damit das Anbringen der dieselben ver- einzelnen Rohrelemente entlang einer relativ langen,

bindenden Schweißnähte mit gewünschter Güte gekrümmten Strecke miteinander verschweißt wer-

erfolgen kann. den, ergibt sich bereits bei nur einseitiger Ver-

Es ist ferner ein Wärmetauscher bekannt (USA.- 35 schweißung der Rohrelemente ein relativ starres Patentschrift 1 994 903), bei welchem die an den Gefüge, so daß die Wärmetauscher bereits in diesem einzelnen Rohrelementen angeformten Wandpartien Stadium des Herstellungsvorganges relativ leicht genach außen hin mit je einem zusätzlichen Falz ver- handhabt werden können. Auf Grund der Tatsache, sehen sind, wobei die einzelnen Falze der Rohr- daß die nach innen ragenden Kragen der einzelnen elemente aneinandergelegt und miteinander ver- 40 Rohrelemente flach gegeneinander liegen, ergeben schweißt sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung sich ferner relativ geringe Anforderungen an die erweist es sich jedoch als nachteilig, daß relativ Justierung der einzelnen Rohrelemente, so daß derkomplizierte Schweißwerkzeuge notwendig sind, um artige Wärmetauscher in der Massenfertigung relativ die zwischen den einzelnen Rohrelementen liegenden einfach herstellbar sind. Zusätzlich erweist es sich als Falze miteinander zu verschweißen. Ferner erscheint 45 vorteilhaft, daß die der Verbindung der einzelnen es nachteilig, daß bei dem fertigen Wärmetauscher Rohrelemente dienenden Schweißnähte an der Indie zur Verbindung der einzelnen Rohrelemente not- nenseite des Wärmetauschers liegen, weil dadurch wendigen Schweißnähte zusammen mit den Falzen das Auftreten von Staub- und Schmutzansammlungen auf der Außenseite des Wärmetauschers liegen, weil begünstigenden Schweißfalze auf der Außenseite versieh dadurch zusätzliche Stellen zum Ansetzen von 50 mieden wird. Die Tatsache, daß diese Schweißfalze Staub und Schmutz ergeben. an der Innenseite des Wärmetauschers liegen, erweist

Weiterhin sind schon Wärmetauscher mit eben- sich strömungstechnisch nicht allzu nachteilig, weil falls zahlreichen, nebeneinander angeordneten, sehr im Vergleich zu dem Querschnitt der Zuleitungen flachen Rohrelementen bekannt (deutsche Patent- des Wärmetauschers der Verbindungskanalquerschrift 495 811), bei denen der an jedem Rohrelement 55 schnitt relativ groß dimensioniert ist, so daß durch von angeformten Wandpartien gebildete Teil des das Vorhandensein der nach innen ragenden Kragen Verbindungskanals senkrecht zur Verbindungskanal- kein wesentlicher Strömungsstau auftritt. Durch eine längsachse einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. derartige Ausgestaltung der angeformten Wandpar-Obwohl bei einer derartigen Ausgestaltung des tien der Rohrelemente ergibt es sich schließlich, daß Wärmetauschers es sich erübrigt, ein besonderes 60 die notwendigermaßen vorzusehenden Verbindungs-Kopfteil für die Schließung des Verbindungskanals kanäle bereits zum Teil durch die einzelnen Rohrvorzusehen, erweist es sich als äußerst schwierig, elemente gebildet sind, so daß zur Schließung der die einen derartigen Wärmetauscher bildenden Rohr- Verbindungskanäle einzig und allein relativ kleinelemente miteinander zu verschweißen. Ferner zeigt flächige, leicht herstellbare Kopfteile notwendig sind, sich, daß zur Ausbildung derartiger angeformter 65 Die Erfindung soll in dem Folgenden an Hand von Wandpartien ein sehr hoher Verformungsgrad not- Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschriewendig ist, so daß relativ leicht Risse an diesen ben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genomangeformten Wandpartien entstehen, die zu einem men ist. Es zeigen

Claims (1)

1. Fig. 1 eine seitliche Ansicht des erfindungsgemäßen Wärmetauschers,

   F i g. 2 eine perspektivische Ansicht von zwei Rohrelementen und des dazugehörigen Kopfteils des Wärmetauschers von Fig. 1, .

   F i g. 3 bis 5 schematische Ansichten verschiedener abgewandelter Ausführungsformen der Verbindungskanäle des in F i g. 1 gezeigten Wärmetauschers,

   F i g. 6 und 7 perspektivische Ansichten von abgewandelten Ausführungsformen von Kopfteilen und

   F i g. 8 eine perspektivische Ansicht ähnlich F i g. 2 eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Rohrelemente in Verbindung mit dem zum Verschluß des Verbindungskanals notwendigen Kopfteil.

   Gemäß F i g. 1 weist der Wärmetauscher eine Mehrzahl achsparallel nebeneinander angeordneter, an ihren beiden Enden flüssigkeitsdicht miteinander verbundener Rohrelemente 1 auf, die oben und unten in je einen zu ihren Längsachsen, senkrecht verlaufenden oberen Verbindungskanal 2 bzw. unteren Verbindungskanal 3 einmünden.

   F i g. 2 zeigt das obere Ende von zwei aneinandergefügten, aus je einem einteiligen Rohrstück bestehenden und oben in den Verbindungskanal 2 einmündenden Rohrelementen 1. An den Enden jedes Rohrstückes 1 sind je zwei zur Längsachse des Verbindungskanals 2 parallele Wandpartien 4 und 5 angeformt, die unmittelbar an diejenigen des benachharten Rohrelements 1 anschließen. Die beiden Wandpartien 4 und 5 sind längs der Längsachse des Verbindungskanals 2 trogförmig ausgebildet. An ihren aneinanderschließenden Enden sind nach innen ragende Kragen vorgesehen, welche zur Verbindungskanal-Längsachse normal verlaufen und den Querschnitt des Verbindungskanals 2 teilweise umgrenzen. Der durch die miteinander verbundenen Kanal abschnitte gebildete, oben offene Verbindungskanal 2 wird durch ein trogförmiges Kopfteil 7 verschlossen, welches sich über sämtliche Rohrelemente 1 erstreckt.

   Auf dieselbe Weise wird auch der untere, in F i g. 1 gezeigte Verbindungskanal 3 gebildet. Der Einfachheit halber ist aber in F i g. 2 und in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen jeweils immer nur der obere Teil des Wärmetauschers bzw. nur das obere Ende der Rohrelemente dargestellt und beschrieben.

   Die vorstehend beschriebenen Rohrelemente 1 gestatten eine leichte Verbindung derselben zu einer Rohrelementreihe mit beliebig vielen Elementen. Dabei ermöglichen die nach oben offenen Verbindungskanalabschnitte eine einwandfreie Einführung der Widerstandsschweißelektroden beidseitig der aneinanderliegenden stirnseitigen Kragen 6. Ferner wird durch die relativ große Auflagefläche an den Verbindungsstellen der Rohrelemente 1 gewährleistet, daß die zusammengefügte Elementreihe ein starres, robustes Gefüge bildet, auf welches die die Verbindungskanäle 2 und 3 vervollständigenden Kopfteile 7 ohne Schwierigkeiten angeordnet und mittels einer Längsschweißnaht auf die Wandpartien 4 und 5 angeschweißt werden können.

   Wie der F i g. 2 ferner entnommen werden kann, weisen die für die Rohrelemente 1 verwendeten Rohrstücke einen ovalen Querschnitt auf, dessen größere Achse rechtwinklig zur Längsachse des Verbindungskanals 2 verläuft. Es ist aber auch denkbar, ovale Rohrelemente 1, deren größere Querschnittsachse schräg zur Verbindungskanalachse verläuft, oder Rohrstücke mit einem anderen — beispielsweise runden Querschnitt — zu verwenden. Dem angeformten Verbindungskanalabschnitt benachbart sind die Rohrelemente 1 ferner quer zur Kanal-Längserstreckung des Verbindungskanals 2 beidseitig des Kanalabschnittes eingezogen, wie dies an der Stelle 8 in F i g. 2 auf einer Seite der Rohrelemente 1 sichtbar ist. In Richtung des Verbindungskanals 2 hingegen sind die Rohrelemente 1 kontinuierlich bis zur Wurzel der angeformten Wandpartien 4 und 5 erweitert, so daß sich letztere beidseitig über die Breite der ovalen Rohrstücke hinaus erstrecken, wodurch eine Distanzierung der durch die ovalen Rohrstücke gebildeten Wärmeaustauschflächen beim Aneinanderfügen der Rohrelemente 1 erzielt wird. Zur Vermeidung von korrosionsfördernder übermäßiger Reckung des Materials ist es ferner wichtig, daß bei der Verformung die in F i g. 2 mit 9 bezeichnete Länge des angeformten Verbindungskanalabschnittes bzw. der zur Verbindungskanal-Längsachse parallelen Wandpartien 4 und 5 nicht größer als der halbe Umfang des Rohrstückes sein darf.

   In F i g. 3 bis 5 sind verschiedene Querschnittsformen der durch die Kopfteile vervollständigten Verbindungskanäle dargestellt. Gemäß F i g. 3 ist am Rohrelement la ein Verbindungskanalabschnitt la mit U-förmigem Querschnitt angeformt, der durch ein flaches Kopfteil la verschlossen ist. Gemäß der F i g. 4 ist der U-förmige Verbindungs-Kanalabschnitt 2 b am Rohrelement Ib mit einem U-förmigen Kopfteil 7 b und gemäß F i g. 5 der U-förmige Kanalabschnitt 2c am Rohrelement Ic mit einem kreissektorförmigen Kopfteil 7 c vervollständigt, wobei diese Kopf teile la, 7 b und 7 c mit den an den Rohrelementen angeformten parallelen Wandpartien über die Längskanten stumpf verbunden sind.

   F i g. 6 und 7 zeigen Kopfteile 21, welche mit Abzweigungen 22 versehen sind. Die mit den angeformten Wandpartien versehenen Rohrelemente müssen in diesem Fall in entsprechender Weise ausgebildet sein. Auf diese Weise lassen sich in sehr einfacher Weise ebenfalls Wärmetauscher mit Abzweigungen bzw. sich kreuzender Anordnung der Rohrelementreihen herstellen.

   In F i g. 8 ist eine weitere Ausführungsform eines Wärmetauschers dargestellt, bei welchem die beiden parallelen Wandpartien 32 und 33 derart an die Rohrelemente 30 angeformt sind, daß sich die Längsachse des Verbindungskanals 31 in Richtung der größeren Querschnittsachse 36 der im Querschnitt länglichen Rohrelemente 30 erstreckt. Eine derartige Anordnung der Rohrelemente erweist sich überall dort für zweckmäßig, wo ein Wärmetauscher mit möglichst flacher Wärmeaustauschfläche erforderlich bzw. erwünscht ist.

   ratentansprucn:

   Wärmetauscher mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter, an ihren beiden Enden flüssigkeitsdicht miteinander verbundener und damit in je einen Verbindungskanal einmündender Rohrelemente, deren jedes aus einem einteiligen Rohrstück besteht, an dessen Enden zur Längsachse des Verbindungskanals parallele, einen Teil des Verbindungskanals bildende Wandpartien angeformt sind, die an ihren normal zur Längsachse des Verbindungskanals verlaufenden Beratungstellen jeweils mit den analogen Be-

   randungsteilen des benachbarten Rohrelements und an ihren parallel zur Längsachse des Verbindungskanals verlaufenden Berandungsteilen mit einem dem Verbindungskanal vervollständigenden Kopfteil verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der an jedem Rohrelement (1, 30) von den angeformten Wandpartien gebildete Teil (4,5, 32, 33) des Verbindungskanals (2, 31) durchgehend einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt senkrecht zur Verbindungskanallängsachse aufweist und die normal zur Längsachse des Verbindungskanals (2, 31) verlaufenden Berandungsteile zu nach innen ragenden Kragen (6) verformt sind, welche durch Widerstandsschweißung miteinander verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen