DE1451275B2 - An einer waermetauschwand befestigte berippung aus gewelltem metallband - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine an einer Wärmetauschwand zu befestigende Berippung, welche aus gewelltem Metallband besteht, dessen einzelne Wellungen mit Eindrückungen, Durchrissen und/oder Vorsprüngen versehen sind.

Es ist bereits bekannt, an Wärmetauschwänden U-förmig gebogene Metallrippen (siehe USA.-Patentschrift 3 002 729) oder gewellte Metallbänder (siehe USA.-Patentschrift 2 571505) zu befestigen. Mit Hilfe derartiger Wärmetauschrippen kann der Wärmeübergang von dem Wärmetauschfluid zu der Wärmetauschwand bzw. von der Wärmetauschwand in ein Wärmetauschfluid verbessert werden. Bei den U-förmig gebogenen Metallrippen gemäß USA.-Patentschrift 3 002 729 sind auch schon Längsrippen aus zwei gleichen, satt aneinanderliegenden Bereichen der U-förmig gebogenen Metallblechstreifen zusammengesetzt. Dies hat hier jedoch nur den Zweck, besondere distanzierende Haltevorrichtungen für die Metallblechstreifen während des Verlötens einzusparen.

Bei Verwendung der eingangs genannten Wärmetauschrippen — beispielsweise für Halbleiterelemente — zeigt es sich, daß entsprechend dem betreffenden Anwendungsfall jeweils besonders ausgebildete Wärmetauschrippen notwendig sind, um eine vorgegebene Wärmeübergangsleistung zu erreichen. Mit zunehmender Anzahl verschiedener Halbleiterelemente erhöht sich die Anzahl der auf Lager zu haltenden Wärmetauschrippen sowie die Anzahl der

ίο zur Herstellung dieser Wärmetauschrippen notwendigen Werkzeuge.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ausgehend von der eingangs genannten Bauweise eine Berippung zu schaffen, welche in sehr einfacher Weise den jeweiligen Bedürfnissen im Hinblick auf die Größe der zu übertragenden Wärmeleistung angepaßt werden kann, wobei der Aufwand für die Lagerhaltung derartiger Wärmetauschrippen in sehr starkem Maße verringert ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Berippung mindestens aus zwei gewellten Bändern von gleicher Dicke und mit der gleichen Wellung zusammengesetzt ist, wobei die Bänder satt aneinanderliegend mit ihren Wellungen ineinandergeschachtelt sind.

Auf Grund einer derartigen Ausbildung der Berippung kann durch geeignete Wahl der Anzahl von verwendeten gewellten Metallbändern erreicht werden, daß eine vorgegebene Wärmeübergangsleistung erzielt wird. Da zur Herstellung einer derartigen Berippung jeweils identische Metallbänder verwendet sind, muß nur eine Art von gewelltem Metallband vorrätig gehalten werden. Demzufolge ist der Aufwand für die Lagerhaltung weitgehend verringert.

Um den Wärmeübergang zwischen dem Wärmetauschfluid und der Wärmetauschwand zusätzlich noch beeinflussen zu können, erweist es sich in Ausgestaltung der Erfindung als zweckmäßig, wenn die Berippung auf einem abzukühlenden Gegenstand mit von Fall zu Fall mehr oder weniger weit auseinander gezogener Wellung befestigt ist, so daß eine den jeweils vorliegenden Bedingungen angepaßte Wärmetausch-Rippenfläche erzielt wird.

Um die Wärmeleitung zwischen den gewellten Metallbändern zu verbessern, und um eine möglichst steife Ausgangsgestaltung der Berippung zu erreichen, ist es auch vorteilhaft, wenn mindestens eine Seite der Bänder auf an sich bekannte Weise mit Lot überzogen ist und die ineinandergeschachtelten Bänder durch Schmelzen dieses Lots miteinander verbunden sind.

Bei Befestigung einer derartigen Berippung auf einem Rohr oder einem zylindrischen Halbleiterelement erweist es sich als zweckmäßig, wenn die an den Enden der gewellten Bänder liegenden Wellungen durch gegenseitiges Eingreifen miteinander verklammert sind, so daß ein endloses zylindrisches oder konisches Berippungselement entsteht.

Um die Haftung einer derartigen Berippung an der Wärmetauschwand zu verbessern, erscheint es vorteilhaft, daß an den nahe der Wärmetauschwand gelegenen Scheiteln der Wellungen Durchrisse mit herausgebogenen Vorsprüngen vorgesehen sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im folgenden näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die schematischen Darstellungen in der Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer aus drei

gewellten Metallbändern bestehenden erfindungsgemäßen Berippung;

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer aus zwei gewellten Metallbändern bestehenden Berippung, wobei die Breite der Bänder verschieden gewählt ist;

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine aus zwei gewellten Metallbändern bestehende Berippung, welche auf einem zylindrischen Körper befestigt ist, und

F i g. 4 eine seitliche Schnittansicht der in F i g. 3 dargestellten Anordnung.

Wie man an Hand von F i g. 1 erkennen kann, besteht die erfindungsgemäße Berippung beispielsweise aus drei gewellten Metallbändern 1, la, Ib, welche zusammengesteckt sind. Entsprechend der gewählten Anzahl von Metallbändern kann die Dicke der sich ergebenden Berippung ein Vielfaches der Dicke des einzelnen gewellten Metallbandes betragen. Da die Dicke des gewellten Metallbandes 1, la, Ib klein gegenüber der Größe der hergestellten Wellungen ist, und da die gewellten Metallbänder 1, la, Ib zusätzlich eine gewisse Elastizität besitzen, ergibt sich beim Zusammenstecken der einzelnen Metallbänder 1, 1 a, Ib eine gegenseitige Verformung der einzelnen Metallbänder, welche jedoch in den Grenzen der zulässigen elastischen Verformung bleibt. Die ineinandergesteckten gewellten Metallbänder 1, la, Ib üben daher aufeinander einen elastischen Druck aus, welche ihre Oberflächen in inniger Berührung hält. Demzufolge ergibt sich eine im wesentlichen homogene Berippung, deren Wärmeleiteigenschaften durch entsprechende Wahl der Anzahl von verwendeten gewellten Metallbändern dem jeweiligen Bedarf angepaßt sind.

Außerdem kann durch zusätzliches Strecken bzw. Zusammendrücken der Biegungen der gewellten Berippung eine zusätzliche Einstellung der Wärmeübertragungseigenschaften erreicht werden.

F i g. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Berippung, welche aus zwei gewellten Metallbändern 1, Ic besteht, deren Breiten Ll, L unterschiedlich gewählt sind. Dadurch kann erreicht werden, daß an gewissen Stellen der Berippung die Dicke derselben größer ist als an anderen. Die Wärmeübertragung zwischen dem Wärmetauschfluid und der Wärmetauschwand kann dadurch lokal den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend eingestellt werden.

Falls es gewünscht sein sollte, kann durch zusätzliches Anordnen von Vorsprüngen und Durchbrüchen entlang der Flanken der gewellten Metallbänder die Haftung der einzelnen Metallbänder zueinander erhöht werden. Die einzelnen gewellten Metallbänder 1, la, Ib, Ic können jedoch auch mit Hilfe einer Lötverbindung miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck kann bei Verwendung von gewellten Metallbändern aus Aluminium wenigstens eine Seite der Metallbänder mit einem Hartlot — beispielsweise einer Aluminium-Silicium-Legierung — beschichtet sein. Bei Verwendung von gewellten Metallbändern aus Kupfer, Messing oder Bandstahl kann ein Weichlot — beispielsweise eine Zinn-Legierung — verwendet werden. Die Verlötung der einzelnen gewellten Metallbänder erfolgt zweckmäßigerweise in einem Ofen oder in einem Flußmittelbad.

Die F i g. 3 und 4 zeigen ein Anwendungsbeispiel für derartige Berippungen. In diesem Fall dient die Berippung beispielsweise dazu, den Kolben einer Elektronenröhre zu kühlen. Gemäß F i g. 3 ist die aus dem gewellten Band 1 bestehende Berippung um den zu kühlenden zylindrischen Körper 9 gewickelt, wobei die an den Bandenden liegenden Wellungen I₁ zur Erzielung einer Selbstverklammerung ineinandergesteckt sind. Zweckmäßigerweise sind an den Scheiteln der Wellungen herausgebogene Vorsprünge O₁ in Form von Zungen vorgesehen, welche gegen die Wandung des zylindrischen Körpers 9 drücken. Dadurch wird eine gute thermische Verbindung zwischen dem zylindrischen Körper 9 und der Berippung hergestellt.

Die erfindungsgemäße Berippung kann in gleicher Weise auf einer flachen Grundplatte — und zwar vorzugsweise beidseitig — angebracht werden, wobei in diesem Fall die Grundplatte der Befestigung eines Halbleiterelementes dient. Als Grundkörper kann jedoch auch eine Scheibe verwendet werden, in deren Mittelpunkt beispielsweise ein Halbleiterelement befestigt ist. In diesem Fall wird die erfindungsgemäße Berippung sternförmig auf der scheibenförmigen Grundplatte um das in der Mitte angeordnete HaIbleiterelement befestigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. An einer Wärmetauschwand zu befestigende Berippung, welche aus gewelltem Metallband besteht, dessen einzelne Wellungen mit Eindrükkungen, Durchrissen und/oder Vorsprüngen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens aus zwei gewellten, aus dem gleichen Metall bestehenden Bändern (1, la) von gleicher Dicke und mit der gleichen Wellung zusammengesetzt ist, wobei die Bänder satt aneinanderliegend mit ihren Wellungen ineinandergeschachtelt sind.

2. Berippung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem abzukühlenden Gegenstand (Körper 9) mit von Fall zu Fall mehr oder weniger weit auseinander gezogener Wellung befestigt ist, so daß eine den jeweils vorliegenden Bedingungen angepaßte Wärmetausch-Rippenfläche erzielt wird.

3. Berippung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seite der Bänder (1, la) auf an sich bekannte Weise mit Lot überzogen ist und die ineinandergeschachtelten Bänder durch Schmelzen dieses Lots miteinander verbunden sind.

4. Berippung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Enden der gewellten Bänder liegenden Wellungen (I₁) durch gegenseitiges Eingreifen miteinander verklammert sind, so daß ein endloses zylindrisches oder konisches Berippungselement entsteht.

5. Berippung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den nahe der Wärmetauschwand gelegenen Scheiteln der Wellungen Durchrisse mit herausgebogenen Vorsprüngen (O₁) vorgesehen sind.