DE202019104073U1

DE202019104073U1 - Extruded wing tube section, wing tube with extruded wing tube section and heat exchanger with wing tube

Info

Publication number: DE202019104073U1
Application number: DE202019104073.4U
Authority: DE
Original assignee: BUNDY REFRIGERATION GmbH
Current assignee: Grandholm Production Services Ltd Gb
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-10-26
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: BR112022001146A2; WO2021013964A1; EP3994410A1; US20230016139A1

Abstract

Ein extrudierter Flügelrohrabschnitt (10) bestehend aus einem ausgeformten Rohrbereich (12) mit mindestens einem integral daran ausgebildeten ersten Flügelabschnitt (20) in einer ersten Radialebene des Rohrbereichs (12), wobei
a. der erste Flügelabschnitt (20) eine Mehrzahl an ersten radialen Einschnitten aufweist, so dass eine Mehrzahl an ersten Flügeln (22) im ersten Flügelabschnitt (20) vorhanden ist, und
b. jeder der ersten Flügel (22) ist um eine radiale Drehachse gedreht, so dass jeder der ersten Flügel (22) aus der ersten Radialebene um einen ersten Winkel 0° < α₁ < 90° herausgedreht ist, wobei
c. zwischen Rohrbereich und jedem der ersten Flügel (22) ein erster kontinuierlicher Übergangsbereich vorhanden ist, der einen tordierten Bereich im Bereich der Drehachse und mindestens einen Dehnungsbereich benachbart dazu aufweist.

An extruded wing tube section (10) consisting of a shaped tube region (12) with at least one first wing section (20) integrally formed thereon in a first radial plane of the tube region (12), wherein
a. the first wing section (20) has a plurality of first radial incisions, so that a plurality of first wings (22) are present in the first wing section (20), and
b. each of the first blades (22) is rotated about a radial axis of rotation, so that each of the first blades (22) is rotated out of the first radial plane by a first angle 0 ° <α ₁ <90 °, wherein
c. a first continuous transition area is present between the tube area and each of the first wings (22), which has a twisted area in the area of the axis of rotation and at least one expansion area adjacent thereto.

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen extrudierten Flügelrohrabschnitt bestehend aus einem ausgeformten Rohrbereich mit mindestens einem integral daran ausgebildeten Flügelabschnitt, ein Flügelrohr mit mindestens zwei extrudierten Flügelrohrabschnitten und einen Wärmetauscher mit Flügelrohr.The present invention relates to an extruded wing tube section consisting of a shaped tube area with at least one wing section integrally formed thereon, a wing tube with at least two extruded wing tube sections and a heat exchanger with wing tube.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Flügelrohre, die in einem Wärmetauscher verwendet werden, sind im Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise WO 2009/068979 A1 ein Wärmeübertragungsrohr für Verdampfer oder Verflüssiger von Heiz- und Kühlaggregaten. Das Wärmeübertragungsrohr weist auf der Außenseite mindestens eine axial verlaufende und flügelartig ausgebildete vergrößerte Wärmeübertragungsfläche auf, die aus dem Material des Rohrs ausgeformt oder mit dem Wärmeübertragungsrohr metallisch verbunden ist.Wing tubes used in a heat exchanger are known in the art. For example, describes WO 2009/068979 A1 a heat transfer tube for the evaporator or condenser of heating and cooling units. The heat transfer tube has on the outside at least one axially extending and wing-like enlarged heat transfer surface, which is formed from the material of the tube or is connected to the heat transfer tube by metal.

Ein weiterer Wärmetauscher ist in WO 2012/142070 A1 beschrieben. Der Wärmetauscher umfasst mehrere Rohre, die quer zu einer Luftströmungsrichtung durch den Wärmetauscher und in mehreren Rohrreihen angeordnet sind, die sich entlang der Luftströmungsrichtung erstrecken. Der Wärmetauscher umfasst mehrere Bahnen, die einstückig mit zwei oder mehr Rohren der mehreren Rohre ausgebildet sind, wobei sich jede Bahn zwischen benachbarten Rohren der mehreren Rohre erstreckt und mit diesen verbunden ist. Mindestens ein Rohr aus der Vielzahl von Rohren hat einen Querschnitt mit einem Querschnittsverhältnis von mehr als 1: 1 relativ zu einem horizontalen Steg.Another heat exchanger is in WO 2012/142070 A1 described. The heat exchanger comprises a plurality of tubes which are arranged transversely to an air flow direction through the heat exchanger and in a plurality of rows of tubes which extend along the air flow direction. The heat exchanger includes a plurality of lanes formed integrally with two or more tubes of the plurality of tubes, each lane extending between and being connected to adjacent tubes of the plurality of tubes. At least one of the plurality of tubes has a cross section with an aspect ratio of more than 1: 1 relative to a horizontal web.

Schließlich beschreibt WO 2013/139507 A1 einen Wärmetauscher zum Abführen von Wärme aus einem Medium mit mindestens einem in einem Gehäuse angeordneten serpentinenförmigen Flügelrohr. Die geradlinigen Flügelabschnitte des Flügelrohrs sind derart angeordnet, dass die Flügel der Flügelabschnitte mit einer Strömungsrichtung einen Winkel im Bereich von 10° ≤ α ≤ 30° einschließen.Finally describes WO 2013/139507 A1 a heat exchanger for removing heat from a medium with at least one serpentine-shaped wing tube arranged in a housing. The straight wing sections of the wing tube are arranged in such a way that the wings of the wing sections enclose an angle in the range of 10 ° α 30 ° with a flow direction.

Ausgehend von diesen bekannten Vorrichtungen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher mit Flügelrohr, ein dazugehöriges Flügelrohr sowie einen entsprechenden Flügelrohrabschnitt bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik hinsichtlich der Wärmeabfuhr sowie der Abfuhr des sich bei Verwendung bildenden Kondensats verbessert sind.Based on these known devices, the object of the present invention is to provide a heat exchanger with a wing tube, an associated wing tube and a corresponding wing tube section, which are improved compared to the prior art in terms of heat dissipation and the dissipation of the condensate that forms when used.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die obige Aufgabe wird gelöst durch einen extrudierten Flügelrohrabschnitt bestehend aus einem ausgeformten Rohrbereich mit mindestens einem integral daran ausgebildeten Flügelabschnitt gemäß dem unabhängigen Schutzanspruch 1, ein Flügelrohr mit mindestens zwei extrudierten Flügelrohrabschnitten gemäß dem unabhängigen Schutzanspruch 12 sowie einen Wärmetauscher mit Flügelrohr gemäß dem unabhängigen Schutzanspruch 13. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den anhängigen Schutzansprüchen.The above object is achieved by an extruded wing tube section consisting of a molded tube area with at least one wing section integrally formed thereon according to independent protection claim 1, a wing tube with at least two extruded wing tube sections according to independent protection claim 12 and a heat exchanger with wing tube according to independent protection claim 13. Advantageous embodiments and further developments emerge from the following description, the drawings and the appended claims.

Ein erfindungsgemäßer extrudierter Flügelrohrabschnitt besteht aus einem ausgeformten Rohrbereich mit mindestens einem integral daran ausgebildeten ersten Flügelabschnitt in einer ersten Radialebene des Rohrbereichs, wobei der erste Flügelabschnitt eine Mehrzahl an ersten radialen Einschnitten aufweist, so dass eine Mehrzahl an ersten Flügeln im ersten Flügelabschnitt vorhanden ist, und jeder der ersten Flügel ist um eine radiale Drehachse gedreht, so dass jeder der ersten Flügel aus der ersten Radialebene um einen ersten Winkel 0° < α₁ < 90° herausgedreht ist, wobei zwischen Rohrbereich und jedem der ersten Flügel ein erster kontinuierlicher Übergangsbereich vorhanden ist, der einen tordierten Bereich im Bereich der Drehachse und mindestens einen Dehnungsbereich benachbart dazu aufweist.An extruded wing tube section according to the invention consists of a molded tube area with at least one first wing section integrally formed thereon in a first radial plane of the tube area, the first wing section having a plurality of first radial incisions, so that a plurality of first wings is present in the first wing section, and each of the first wings is rotated about a radial axis of rotation, so that each of the first wings is rotated out of the first radial plane by a first angle 0 ° <α ₁ <90 °, a first continuous transition area being present between the tube area and each of the first wings , which has a twisted area in the area of the axis of rotation and at least one expansion area adjacent to it.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird der extrudierte Flügelrohrabschnitt nachfolgend allgemein anhand eines möglichen Herstellungsverfahrens erläutert. Zunächst wird in gewohnter Weise ein Flügelrohrabschnitt extrudiert, wie beispielsweise auch in WO 2009/068979 A1 unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Aufgrund der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, wenn der erste Flügelabschnitt keinen Spalt mit Verbindung zum Rohrbereich aufweist. Vorzugsweise ist der erste Flügelabschnitt daher massiv ausgebildet, d.h. nicht hohl. Somit besteht der extrudierte Flügelrohrabschnitt aus dem ausgeformten Rohrbereich mit mindestens einem integral daran ausgebildeten ersten Flügelabschnitt in einer ersten Radialebene.For a better understanding of the present invention, the extruded wing tube section is generally explained below with reference to a possible manufacturing method. First, a wing tube section is extruded in the usual way, such as also in WO 2009/068979 A1 with reference to 14th described. Due to the configuration of the present invention, it is preferred if the first wing section does not have a gap with a connection to the pipe area. The first wing section is therefore preferably solid, ie not hollow. Thus, the extruded wing tube section consists of the molded tube region with at least one first wing section integrally formed thereon in a first radial plane.

Im ersten Flügelabschnitt wird nun eine Mehrzahl an ersten radialen Einschnitten vorgesehen. Die ersten radialen Einschnitte erfolgen somit in der ersten Radialebene quer oder senkrecht zur Längsrichtung des Rohrbereichs. Dabei erstrecken sich die ersten Einschnitte vorzugsweise nicht bis zum Rohrbereich. Vielmehr ist es bevorzugt, dass die Einschnitte in höchstens 99 % der Erstreckung des ersten Flügelabschnitts in der Radialebene erfolgen, vorzugsweise höchstens 97,5 % und weiter bevorzugt höchstens 95 %. Beträgt die Erstreckung des ersten Flügelabschnitts in der ersten Radialebene beispielsweise 20 mm, dann bedeutet dies, dass die ersten Einschnitte sich über höchstens 19,8 mm, vorzugsweise höchstens 19,5 mm und besonders bevorzugt höchstens 19 mm erstrecken. Somit bleibt im Bereich des jeweiligen Einschnitts ein erster Flügelabschnitt mit einer Erstreckung in der ersten Radialebene stehen, der 0,2 mm, vorzugsweise 0,5 mm und weiter bevorzugt 1 mm misst. Nach Einbringen der Mehrzahl an ersten Einschnitten verfügt der erste Flügelabschnitt über eine Mehrzahl an ersten Flügeln.A plurality of first radial incisions is now provided in the first wing section. The first radial incisions are thus made in the first radial plane transversely or perpendicularly to the longitudinal direction of the pipe area. The first incisions preferably do not extend as far as the tube area. Rather, it is preferred that the incisions are made in at most 99% of the extent of the first wing section in the radial plane, preferably at most 97.5% and more preferably at most 95%. If the extension of the first wing section in the first radial plane is 20 mm, for example, then this means that the first incisions extend over a maximum of 19.8 mm, preferably a maximum of 19.5 mm and particularly preferably a maximum of 19 mm. Thus, in the area of the respective incision, a first wing section remains with an extension in the first radial plane, which measures 0.2 mm, preferably 0.5 mm and more preferably 1 mm. After the introduction of the plurality of first incisions, the first wing section has a plurality of first wings.

Jeder der ersten Flügel wird um den ersten Winkel α₁ um eine radiale Drehachse gedreht, so dass er aus der Radialebene herausgedreht ist. Daher verläuft die radiale Drehachse des jeweiligen ersten Flügels senkrecht zur Längsachse des Rohrbereichs und liegt in der ersten Radialebene. Für den erste Winkel α₁ gilt dabei 0° < α₁ < 90°. Der Wert von 0° ist ausgenommen, da ansonsten keine Verdrehung aus der ersten Radialebene vorliegen würde. Werte über 90° sind aufgrund der Gefahr der Abtrennung des jeweiligen ersten Flügels durch die Verdrehung ausgenommen.Each of the first wings is rotated by the first angle α ₁ about a radial axis of rotation, so that it is rotated out of the radial plane. Therefore, the radial axis of rotation of the respective first wing runs perpendicular to the longitudinal axis of the pipe area and lies in the first radial plane. For the first angle α ₁ , 0 ° <α ₁ <90 ° applies. The value of 0 ° is excluded, as otherwise there would be no rotation from the first radial plane. Values over 90 ° are excluded due to the risk of the respective first sash being severed by the rotation.

Die aufgrund der Verdrehung entstehenden Kräfte werden im ersten kontinuierlichen Übergangsbereich zwischen jedem aus der Mehrzahl der ersten Flügel und dem Rohrbereich aufgenommen. Der erste kontinuierliche Übergangsbereich wird somit verformt und nimmt die bei der Verdrehung des jeweiligen ersten Flügels auftretenden Kräfte unter Aufrechterhaltung einer Verbindung zum Rohrbereich auf. Die Verformung des jeweiligen ersten kontinuierlichen Übergangsbereichs erfolgt in mindestens zwei Bereichen, nämlich in einem ersten Bereich der tordiert wird und in mindestens einem weiteren Bereich, der gedehnt wird. Dies wird nachfolgend anhand von zwei Beispielen erläutert.The forces resulting from the twisting are absorbed in the first continuous transition area between each of the plurality of first blades and the tube area. The first continuous transition area is thus deformed and absorbs the forces that occur when the respective first wing is rotated while maintaining a connection to the pipe area. The deformation of the respective first continuous transition area takes place in at least two areas, namely in a first area that is twisted and in at least one further area that is stretched. This is explained below using two examples.

Zunächst ist hierzu festzuhalten, dass die radiale Drehachse, um die der jeweilige erste Flügel gedreht wird, an verschiedenen Positionen bezogen auf die Breite des ersten Flügels angeordnet sein kann. Breite bezeichnet hier die Erstreckung des jeweiligen ersten Flügels in der ersten Radialebene entlang der Längsachse des Rohrbereichs. Im Bereich der radialen Drehachse weist der jeweilige erste Flügel nach der Verdrehung den ersten Bereich, d.h. den tordierten Bereich, auf. Sofern die Drehachse im jeweiligen ersten Flügel unmittelbar benachbart zum Einschnitt vorliegt, resultiert genau ein Dehnungsbereich benachbart zum tordierten Bereich. Verläuft in einem alternativen Beispiel die Drehachse nicht unmittelbar benachbart zum Einschnitt sondern beispielsweise mittig durch den jeweiligen ersten Flügel, ergeben sich zwei Dehnungsbereiche, die jeweils benachbart zum tordierten Bereich vorliegen. Die Positionierung der radialen Drehachse bezogen auf den jeweiligen ersten Flügel wird daher insbesondere in Abhängigkeit von dem gewünschten ersten Winkel α₁ und somit der später gewünschten Anwendung gewählt.First of all, it should be noted in this regard that the radial axis of rotation about which the respective first wing is rotated can be arranged at different positions based on the width of the first wing. Here, width denotes the extension of the respective first wing in the first radial plane along the longitudinal axis of the tube area. In the area of the radial axis of rotation, the respective first wing has the first area, ie the twisted area, after the rotation. If the axis of rotation in the respective first wing is immediately adjacent to the incision, exactly one expansion area results adjacent to the twisted area. If, in an alternative example, the axis of rotation does not run directly adjacent to the incision but, for example, centrally through the respective first wing, two expansion areas result, each of which is adjacent to the twisted area. The positioning of the radial axis of rotation in relation to the respective first wing is therefore selected in particular as a function of the desired first angle α ₁ and thus of the later desired application.

Ein technischer Effekt und somit ein Vorteil dieses extrudierten Flügelrohrabschnitts ist, dass aufgrund der ersten Einschnitte die zum Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Oberfläche im Vergleich zu einem Flügelabschnitt ohne Einschnitte vergrößert ist. Zudem werden durch die spezifische Anordnung der ersten Flügel aerodynamische Elemente bereitgestellt, die die Turbulenzen im Luftstrom erhöhen, was wiederum zu einem verbesserten Wärmeübertragungs-Koeffizienten führt. Verglichen mit einem Flügelrohrabschnitt mit einem durchgehenden flachen Flügelabschnitt, d.h. einem einzigen ausschließlich in der Radialebene angeordneten Flügel, sind Leistungssteigerungen im Bereich von ungefähr 15 bis 30 % realisierbar. Weiterhin ist kein zusätzliches Material zum Befestigen von einzelnen Flügeln am Rohbereich erforderlich, da der Flügelabschnitt bereits bei der Herstellung des Flügelrohrs mittels Extrusion vorhanden ist.A technical effect and thus an advantage of this extruded wing tube section is that, due to the first incisions, the surface available for heat exchange is increased in comparison to a wing section without incisions. In addition, the specific arrangement of the first wings provides aerodynamic elements that increase the turbulence in the air flow, which in turn leads to an improved heat transfer coefficient. Compared to a wing tube section with a continuous flat wing section, i. a single wing arranged exclusively in the radial plane, increases in performance in the range of approximately 15 to 30% can be achieved. Furthermore, no additional material is required for fastening individual wings to the raw area, since the wing section is already present when the wing tube is produced by means of extrusion.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts liegt der erste Winkel α₁ zwischen 30° und 60° liegt, vorzugsweise bei 45°. Im Rahmen von Untersuchungen wurde festgestellt, dass gerade dieser Winkelbereich neben den obigen technischen Effekten auch zu einer besonders effizienten Abführung von im Flügelabschnitt bzw. dem jeweiligen Flügel entstehendem Kondensat beiträgt. Zudem kann mittels einer solchen Anordnung das sich im Betrieb bildende Kondensat verlässlicher abgeführt werden im Vergleich zur Bereitstellung von Aussparungen in einem durchgehenden Flügelabschnitt unmittelbar benachbart zum Rohrbereich.According to a preferred embodiment of the extruded wing tube section, the first angle α _{1 is} between 30 ° and 60 °, preferably 45 °. In the course of investigations, it was found that precisely this angular range, in addition to the above technical effects, also contributes to a particularly efficient removal of condensate that occurs in the wing section or the respective wing. In addition, by means of such an arrangement, the condensate that forms during operation can be discharged more reliably compared to providing recesses in a continuous wing section directly adjacent to the pipe area.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht der extrudierte Flügelrohrabschnitt aus Aluminium. Gerade Aluminium als Material für den extrudierten Flügelrohrabschnitt führt zu einer guten Verformbarkeit des ersten kontinuierlichen Übergangsbereichs, so dass vorzugsweise der erste kontinuierliche Übergangsbereich möglichst dieselbe Breite wie der jeweilige erste Flügel, d.h. vorzugsweise keine Risse, aufweist. Vorzugsweise ist der erste kontinuierliche Übergangsbereich vollständig mit dem Rohbereich einerseits und dem jeweiligen Flügel andererseits verbunden. Hierdurch kann die Wärmeabfuhr weiter verbessert werden.In a further advantageous embodiment, the extruded wing tube section consists of aluminum. Aluminum in particular as the material for the extruded wing tube section leads to good deformability of the first continuous transition area, so that the first continuous transition area preferably has the same width as the respective first wing, i.e. preferably no cracks. The first continuous transition area is preferably completely connected to the raw area on the one hand and the respective wing on the other. In this way, the heat dissipation can be further improved.

In Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsbereich sind unterschiedliche Dimensionen sowohl des Rohrbereichs wie auch der Flügel vorteilhaft. In einer ersten Alternative ist es daher bevorzugt, dass ein Außendurchmesser des sich gerade erstreckenden Rohrbereichs zwischen 3 und 10 mm liegt und/oder eine Wanddicke im Rohrbereich 0,3 bis 0,9 mm beträgt. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, dass der erste Flügelabschnitt eine Erstreckung in radialer Richtung zwischen 10 und 20 mm und/oder jeder der ersten Einschnitte eine Breite von 3 bis 8 mm aufweist. Hierdurch ist einerseits ein großer Einsatzbereich für den extrudierten Flügelrohrabschnitt gegeben. Andererseits wird gleichzeitig die Beibehaltung der oben aufgeführten technischen Effekte in unterschiedlichen Einsatzgebieten ermöglicht. Vorzugsweise ist die radiale Erstreckung des ersten Flügelabschnitts definiert als ein Abstand zwischen der rotationssymmetrischen Längsachse des Rohrabschnitts und der radialen Außenseite des ersten Flügels.Depending on the respective area of application, different dimensions of both the tube area and the wings are advantageous. In a first alternative, it is therefore preferred that an outside diameter of the pipe region extending straight is between 3 and 10 mm and / or a wall thickness in the pipe area is 0.3 to 0.9 mm. Additionally or alternatively, it is advantageous that the first wing section has an extension in the radial direction between 10 and 20 mm and / or each of the first incisions has a width of 3 to 8 mm. On the one hand, this provides a large area of application for the extruded wing tube section. On the other hand, it is also possible to maintain the technical effects listed above in different areas of application. The radial extension of the first wing section is preferably defined as a distance between the rotationally symmetrical longitudinal axis of the tube section and the radial outside of the first wing.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der erste kontinuierliche Übergangsbereich zwei Dehnungsbereiche auf gegenüberliegenden Seiten bezogen auf den tordierten Bereich. Diese Ausführungsform wurde oben bereits kurz erläutert. Hierbei verläuft die Drehachse nicht unmittelbar benachbart zum Einschnitt sondern beispielsweise mittig durch den jeweiligen ersten Flügel bezogen auf die Breite des ersten Flügels. Alternativ verläuft die Drehachse an einer beliebigen anderen Position durch den ersten Flügel, mit Ausnahme der Stellen unmittelbar benachbart zum jeweiligen ersten Einschnitt. Auf diese Weise ergeben sich zwei Dehnungsbereiche, die jeweils benachbart zum tordierten Bereich vorliegen. Die Ausgestaltung, bei der die Drehachse mittig durch den jeweiligen ersten Flügel verläuft, ist dabei besonders bevorzugt.In a particularly preferred embodiment, the first continuous transition area comprises two expansion areas on opposite sides in relation to the twisted area. This embodiment has already been explained briefly above. In this case, the axis of rotation does not run directly adjacent to the incision but, for example, centrally through the respective first wing based on the width of the first wing. Alternatively, the axis of rotation extends at any other position through the first wing, with the exception of the locations immediately adjacent to the respective first incision. In this way, two expansion areas result, each of which is adjacent to the twisted area. The configuration in which the axis of rotation runs centrally through the respective first wing is particularly preferred.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der extrudierte Flügelrohrabschnitt weiterhin einen integral am Rohrbereich ausgebildeten zweiten Flügelabschnitt in einer zweiten Radialebene des Rohrbereichs, wobei der zweite Flügelabschnitt eine Mehrzahl an zweiten radialen Einschnitten aufweist, so dass eine Mehrzahl an zweiten Flügeln im zweiten Flügelabschnitt vorhanden ist, und jeder der zweiten Flügel ist um eine radiale Drehachse gedreht, so dass jeder der zweiten Flügel um einen zweiten Winkel 0° < α₂ < 90° aus der zweiten Radialebene herausgedreht ist, wobei zwischen Rohrbereich und jedem zweiten Flügel ein zweiter kontinuierlicher Übergangsbereich vorhanden ist, der einen tordierten Bereich im Bereich der Drehachse und mindestens einen Dehnungsbereich benachbart dazu aufweist. Mittels dieser Ausgestaltung wird ein zweiter Flügelabschnitt eingeführt. Hierdurch werden die durch die erfindungsgemäß gestalteten Flügel verursachten Effekte weiter verstärkt, so dass bezüglich der sich ergebenden technischen Effekte und Vorteile auf die obigen Ausführungen zum ersten Flügelabschnitt mit der Mehrzahl an ersten Flügeln verwiesen wird. Dabei gelten die Ausführungen bezüglich des ersten Flügelabschnitts und der dazugehörigen ersten Flügel analog für den zweiten Flügelabschnitt und jeden weiteren möglichen Flügelabschnitt.In a further advantageous embodiment, the extruded wing tube section further comprises a second wing section formed integrally on the tube area in a second radial plane of the tube area, the second wing section having a plurality of second radial incisions, so that a plurality of second wings are present in the second wing section, and each of the second blades is rotated about a radial axis of rotation so that each of the second blades is rotated out of the second radial plane by a second angle 0 ° <α ₂ <90 °, with a second continuous transition area being present between the tube area and every second blade which has a twisted area in the area of the axis of rotation and at least one expansion area adjacent to it. A second wing section is introduced by means of this configuration. This further intensifies the effects caused by the wings designed according to the invention, so that with regard to the resulting technical effects and advantages, reference is made to the above statements on the first wing section with the plurality of first wings. The statements relating to the first wing section and the associated first wing apply analogously to the second wing section and every further possible wing section.

In einer bevorzugten Ausführungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts mit zwei Flügelabschnitten ist der zweite Flügelabschnitt dem ersten Flügelabschnitt gegenüberliegend am sich gerade erstreckenden Rohrabschnitt angeordnet, so dass die erste Radialebene und die zweite Radialebene eine gemeinsame Ebene bilden, in der die Längsachse des Rohrbereichs liegt. Bezüglich einer späteren Verwendung eines so gestalteten extrudierten Flügelrohrabschnitts können gerade durch die gegenüberliegende Anordnung der Flügelabschnitte besondere Vorteile erreicht werden und die Wärmeabfuhr weiter verbessert werden.In a preferred embodiment of the extruded wing tube section with two wing sections, the second wing section is arranged opposite the first wing section on the straight extending tube section, so that the first radial plane and the second radial plane form a common plane in which the longitudinal axis of the tube area lies. With regard to a later use of an extruded wing tube section configured in this way, particular advantages can be achieved precisely through the opposing arrangement of the wing sections and the heat dissipation can be further improved.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts mit zwei Flügelabschnitten sind der erste α₁ und der zweite Winkel α₂ gleich. Diese Ausgestaltung verstärkt die mit dem extrudierten Flügelrohrabschnitt erzielten technischen Effekte weiter, insbesondere aufgrund von Synergieeffekten des ersten und des zweiten Flügelabschnitts.In a further preferred embodiment of the extruded wing tube section with two wing sections, the first α ₁ and the second angle α _{2 are the} same. This configuration further strengthens the technical effects achieved with the extruded wing tube section, in particular due to the synergy effects of the first and second wing sections.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts mit zwei Flügelabschnitten weist der zweite Flügelabschnitt eine Erstreckung in radialer Richtung zwischen 10 und 20 mm auf und/oder jeder der zweiten Einschnitte weist eine Breite von 3 bis 8 mm auf. Ebenso ist es im Rahmen der Ausführungsform des extrudierten Flügelrohrabschnitts mit zwei Flügelabschnitten bevorzugt, dass der zweite kontinuierliche Übergangsbereich zwei Dehnungsbereiche auf gegenüberliegenden Seiten bezogen auf den tordierten Bereich umfasst. Bezüglich der sich ergebenden technischen Effekte wird auf die obigen Ausführungen zu dem entsprechend gestalteten ersten Flügelabschnitt verwiesen. Vorzugsweise ist die radiale Erstreckung des ersten Flügelabschnitts definiert als ein Abstand zwischen der rotationssymmetrischen Längsachse des Rohrabschnitts und der radialen Außenseite des ersten Flügels. Entsprechend ist es ebenfalls bevorzugt, wenn ein Abstand A_F zwischen den Flügelspitzen von zwei einander gegenüberliegend angeordneten Flügeln in einem Bereich von 20 mm≤A_F≤40 mm liegt.In an advantageous embodiment of the extruded wing tube section with two wing sections, the second wing section has an extension in the radial direction between 10 and 20 mm and / or each of the second incisions has a width of 3 to 8 mm. Likewise, in the context of the embodiment of the extruded wing tube section with two wing sections, it is preferred that the second continuous transition area comprises two expansion areas on opposite sides in relation to the twisted area. With regard to the resulting technical effects, reference is made to the above statements on the correspondingly designed first wing section. The radial extension of the first wing section is preferably defined as a distance between the rotationally symmetrical longitudinal axis of the tube section and the radial outside of the first wing. Accordingly, it is also preferred if a distance A _F between the wing tips of two oppositely arranged wings in a range of 20 mm A _F 40 mm.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen erfolgt bei zwei Flügelabschnitten eine Verdrehung der jeweiligen Flügel in die gleiche Richtung oder in entgegengesetzte Richtungen aus der Radialebene heraus. Mit anderen Worten sind die Flügel eines Flügelabschnitts in eine erste Drehrichtung gedreht. Die Flügel des zweiten Flügelabschnitts sind entweder in die gleiche Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung gedreht. Auf diese Weise kann der Flügelrohrabschnitt weiter auf die gewünschte Anwendung abgestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ sind die Flügel eines Flügelabschnitts beispielsweise im Wechsel in entgegengesetzte Drehrichtungen gedreht oder alle Flügel eines Flügelabschnitts weisen die gleiche Drehrichtung auf.In further preferred embodiments, in the case of two wing sections, the respective wings are rotated in the same direction or in opposite directions out of the radial plane. In other words, the wings of a wing section are rotated in a first direction of rotation. The wings of the second wing section are rotated either in the same direction or in the opposite direction. In this way, the wing tube section can be further tailored to the desired application. Additionally or alternatively For example, the wings of a wing section are rotated alternately in opposite directions of rotation or all wings of a wing section have the same direction of rotation.

Ein erfindungsgemäßes Flügelrohr für einen Wärmetauscher, insbesondere einen Verdampfer oder einen Kondensator, umfasst mindestens zwei erfindungsgemäße extrudierte Flügelrohrabschnitte, deren Längsachsen parallel zueinander verlaufen und die mittels eines flügellosen gebogenen Abschnitts miteinander verbunden sind. Da das Flügelrohr den erfindungsgemäßen extrudierten Flügelrohrabschnitt aufweist, wird bezüglich der sich ergebenden technischen Effekte und der Vorteile auf die obigen Ausführungen verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.A wing tube according to the invention for a heat exchanger, in particular an evaporator or a condenser, comprises at least two extruded wing tube sections according to the invention, the longitudinal axes of which run parallel to one another and which are connected to one another by means of a wingless curved section. Since the wing tube has the extruded wing tube section according to the invention, reference is made to the above statements with regard to the resulting technical effects and advantages in order to avoid repetition.

Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher umfasst ein erfindungsgemäßes Flügelrohr. Bei dem Wärmetauscher handelt es sich vorzugsweise um einen Verdampfer oder Kondensator mit einem erfindungsgemäßen Flügelrohr. Auch in dieser Hinsicht wird auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen extrudierten Flügelrohrabschnitt verwiesen.A heat exchanger according to the invention comprises a wing tube according to the invention. The heat exchanger is preferably an evaporator or condenser with a wing tube according to the invention. In this regard, too, reference is made to the statements relating to the extruded wing tube section according to the invention.

Abschließend wird ein mögliches Herstellungsverfahren des extrudierten Flügelrohrabschnitts kurz erläutert. In einem ersten Schritt wird der Flügelrohrabschnitt bestehend aus dem Rohrbereich sowie mindestens einem integral daran ausgebildeten ersten Flügelabschnitt extrudiert. Sofern der Flügelrohrabschnitt später sowohl eine Mehrzahl erster Flügel wie auch eine Mehrzahl zweiter Flügel aufweisen soll, wird der Flügelrohrabschnitt zusätzlich mit einem integral daran ausgebildeten zweiten Flügelabschnitt extrudiert. Dies gilt analog für weitere mögliche Flügelabschnitte.Finally, a possible manufacturing method for the extruded wing tube section is briefly explained. In a first step, the wing tube section consisting of the tube area and at least one first wing section formed integrally thereon is extruded. If the wing tube section is later to have both a plurality of first wings and a plurality of second wings, the wing tube section is additionally extruded with a second wing section formed integrally thereon. This also applies to other possible wing sections.

Nach der Extrusion des Flügelrohrabschnitts weist dieser somit eine erste Radialebene und eine durch den Rohrbereich definierte Längsachse auf, die in der Radialebene liegt. Der erste Flügelabschnitt, sowie mögliche weitere Flügelabschnitte sind somit plan ausgestaltet und erstrecken sich vom Rohrbereich radial nach außen.After the extrusion of the wing tube section, it thus has a first radial plane and a longitudinal axis defined by the tube area, which lies in the radial plane. The first wing section, as well as possible further wing sections, are thus designed to be planar and extend radially outward from the tube area.

Nun wird die Mehrzahl von radialen Einschnitten quer zur Längsachse des Rohrbereichs in den jeweiligen Flügelabschnitt eingebracht, so dass bezogen auf den ersten Flügelabschnitt eine Mehrzahl erster Flügel entsteht. Aufgrund der Mehrzahl an Einschnitten ist die Oberfläche des jeweiligen Flügelabschnitts bereits vergrößert. Gleichzeitig mit oder im Anschluss an das Einbringen der Einschnitte erfolgt ein Verdrehen mindestens eines Flügels aus der Mehrzahl der ersten Flügel aus der Radialebene heraus. Dabei wird ein zwischen dem jeweiligen Flügel und dem Rohrbereich vorhandener kontinuierlicher Übergangsbereich verformt und nimmt die bei der Verdrehung des Flügels entstehenden Kräfte unter Aufrechterhaltung einer Verbindung zum Rohrbereich auf. Nach Beendigung des Verdrehens umfasst der kontinuierliche Übergangsbereich daher einen tordierten Bereich im Bereich der Drehachse sowie mindestens einen Dehnungsbereich, in Abhängigkeit von der Positionierung der Drehachse bezogen auf die Breite des jeweiligen Flügels.Now the plurality of radial incisions is made transversely to the longitudinal axis of the pipe area in the respective wing section, so that a plurality of first wings is created in relation to the first wing section. Due to the plurality of incisions, the surface of the respective wing section is already enlarged. Simultaneously with or following the introduction of the incisions, at least one wing is rotated out of the plurality of first wings out of the radial plane. In this case, a continuous transition area present between the respective wing and the pipe area is deformed and absorbs the forces that arise when the wing is rotated while maintaining a connection to the pipe area. After the end of the twisting, the continuous transition area therefore comprises a twisted area in the area of the axis of rotation and at least one expansion area, depending on the positioning of the axis of rotation in relation to the width of the respective wing.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen dabei gleiche Bauteile und/oder Elemente. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines extrudierten Flügelrohrabschnitts,
2 eine erste perspektivische Ansicht eines extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 eine Seitenansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 eine zweite perspektivische Ansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5 eine dritte perspektivische Ansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 eine vierte perspektivische Ansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7 eine fünfte perspektivische Ansicht des extrudierten Flügelrohrabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
8 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Herstellungsverfahrens eines extrudierten Flügelrohrab schnitts.

The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The same reference symbols in the drawings denote the same components and / or elements. Show it:

1 a perspective view of an extruded wing tube section,
2 a first perspective view of an extruded wing tube section according to an embodiment of the present invention,
3 a side view of the extruded wing tube section according to an embodiment of the present invention,
4th a second perspective view of the extruded wing tube section according to an embodiment of the present invention,
5 a third perspective view of the extruded wing tube section according to an embodiment of the present invention,
6th a fourth perspective view of the extruded wing tube section according to an embodiment of the present invention,
7th a fifth perspective view of the extruded wing tube section according to an embodiment of the present invention and FIG
8th a flow diagram of an exemplary method of manufacturing an extruded wing tube section.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDetailed description of the preferred embodiments

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen extrudierten Flügelrohrabschnitts beschrieben. Dieser extrudierte Flügelrohrabschnitt kann Bestandteil eines Flügelrohrs sein und findet Anwendung in Wärmetauschern, wie beispielsweise einem Verdampfer oder Kondensator.A preferred embodiment of an extruded wing tube section according to the invention is described below. This extruded wing tube section can be part of a wing tube and is used in heat exchangers, such as an evaporator or condenser.

Zunächst Bezug nehmend auf 1 ist ein extrudierter Flügelrohrabschnitt 1 gezeigt. Dieser weist einen Rohrbereich 3 sowie einen ersten 5 und einen zweiten Flügelabschnitt 7 auf und wurde in gewohnter Weise extrudiert, wie beispielsweise auch in WO 2009/068979 A1 unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Wie in 1 erkennbar sind der erste 5 und der zweite Flügelabschnitt 7 massiv ausgebildet, d.h. nicht hohl. Somit besteht der extrudierte Flügelrohrabschnitt 1 aus dem ausgeformten Rohrbereich 3 mit einem integral daran ausgebildeten ersten Flügelabschnitt 5 in einer ersten Radialebene und einem integral daran ausgebildeten zweiten Flügelabschnitt 7 in einer zweiten Radialebene. Der sich gerade erstreckende Rohrbereich 3 definiert eine Längsachse. Im gezeigten Beispiel ist der zweite Flügelabschnitt 7 auf der dem ersten Flügelabschnitt 5 gegenüberliegenden Seite des Rohrbereichs 3 angeordnet. Daher bilden die erste und die zweite Radialebene eine gemeinsame Ebene, in der die Längsachse des Rohrbereichs 3 verläuft.First referring to 1 is an extruded wing tube section 1 shown. This has a pipe area 3 and a first 5 and a second wing section 7th up and was in extruded in the usual way, such as in WO 2009/068979 A1 with reference to 14th described. As in 1 the first 5 and second wing sections can be seen 7th solid, ie not hollow. Thus, there is the extruded wing tube section 1 from the formed pipe area 3 having a first wing portion integrally formed thereon 5 in a first radial plane and a second wing section integrally formed thereon 7th in a second radial plane. The straight pipe section 3 defines a longitudinal axis. In the example shown is the second wing section 7th on the first wing section 5 opposite side of the pipe area 3 arranged. The first and second radial planes therefore form a common plane in which the longitudinal axis of the pipe area 3 runs.

Nun Bezug nehmend auf die 2 bis 7 wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen extrudierten Flügelrohrabschnitts 10 erläutert. Aus Gründen der Verständlichkeit wird hierbei auf den ersten Flügelabschnitt 20 Bezug genommen, wobei die Ausführungen analog für den zweiten Flügelabschnitt 30 gelten. Ein Außendurchmesser des sich gerade erstreckenden Rohrbereichs 12 liegt zwischen 3 und 10 mm und/oder die Wanddicke im Rohrbereich 12 beträgt 0,3 bis 0,9 mm. Der Außendurchmesser sowie die Wanddicke hängen dabei vom gewünschten Einsatzgebiet ab, beispielsweise ob eine Verwendung im Rahmen eines Verdampfers oder Kondensators erfolgen soll.Now referring to that 2 to 7th Fig. 3 is an embodiment of the extruded wing tube section according to the invention 10 explained. For the sake of clarity, reference is made to the first wing section 20th Reference is made, the explanations analogously for the second wing section 30th be valid. An outer diameter of the pipe section being extended 12 is between 3 and 10 mm and / or the wall thickness in the pipe area 12 is 0.3 to 0.9 mm. The outside diameter and the wall thickness depend on the desired area of application, for example whether it is to be used in the context of an evaporator or condenser.

Ausgehend von dem in 1 gezeigten extrudierten Flügelrohrabschnitt 1 wurde im ersten Flügelabschnitt 20 des extrudierten Flügelrohrabschnitts 10 eine Mehrzahl an ersten radialen Einschnitten vorgesehen. Dementsprechend wurde im zweiten Flügelabschnitt 30 des extrudierten Flügelrohrabschnitts 10 eine Mehrzahl an zweiten radialen Einschnitten vorgesehen. Die ersten und die zweiten radialen Einschnitte können auf gegenüberliegenden Seiten bezogen auf den Rohrbereich 12 gleichzeitig oder nacheinander vorgenommen werden.Based on the in 1 extruded wing tube section shown 1 was in the first wing section 20th of the extruded wing tube section 10 a plurality of first radial cuts are provided. Accordingly, in the second wing section 30th of the extruded wing tube section 10 a plurality of second radial cuts are provided. The first and the second radial cuts can be on opposite sides with respect to the tube area 12 be done simultaneously or one after the other.

Beispielsweise kann ein erster Einschnitt im ersten Flügelabschnitt 20 gleichzeitig mit einem zweiten Einschnitt im zweiten Flügelabschnitt 30 erfolgen. Alternativ wird zunächst eine gewünschte Anzahl an ersten Einschnitten im ersten Flügelabschnitt 20 und anschließend eine gewünschte Anzahl an zweiten Einschnitten im zweiten Flügelabschnitt 30 vorgesehen.For example, a first incision in the first wing section 20th simultaneously with a second incision in the second wing section 30th respectively. Alternatively, a desired number of first incisions is first made in the first wing section 20th and then a desired number of second incisions in the second wing section 30th intended.

Jeder Einschnitt weist eine Breite von 3 bis 8 mm auf und sorgt für eine Vergrößerung der im Betrieb angeströmten und somit zum Wärmeaustausch zur Verfügung stehenden Oberfläche im Vergleich zu einem Flügelabschnitt ohne Einschnitte. Gerade Einschnitte mit einer Breite von 3 bis 8 mm wurden als besonders vorteilhaft identifiziert.Each incision has a width of 3 to 8 mm and ensures an enlargement of the surface that flows against during operation and is thus available for heat exchange compared to a wing section without incisions. Straight incisions with a width of 3 to 8 mm have been identified as particularly advantageous.

Beide Flügelabschnitte 20, 30 weisen jeweils eine bevorzugte Erstreckung in radialer Richtung zwischen 10 und 20 mm auf. Eine radiale Erstreckung in diese Richtung wird auch als radiale Länge der Flügelabschnitte 20, 30 bezeichnet, die zwischen dem rotationssymmetrischen Mittelpunkt des Rohrabschnitts und der radialen Außenseite oder Spitze des Flügels gemessen wird. Die radialen Einschnitte erfolgen in der jeweiligen Radialebene somit quer oder senkrecht zur Längsrichtung des Rohrbereichs 12. Dabei erstrecken sich die jeweiligen Einschnitte vorzugsweise nicht bis zum Rohrbereich 12, sondern höchstens über 99 % des jeweiligen Flügelabschnitts 20, 30 in der Radialebene.Both wing sections 20th , 30th each have a preferred extension in the radial direction between 10 and 20 mm. A radial extension in this direction is also called the radial length of the wing sections 20th , 30th denotes, which is measured between the rotationally symmetrical center point of the pipe section and the radial outside or tip of the wing. The radial incisions are thus made in the respective radial plane transversely or perpendicular to the longitudinal direction of the pipe area 12 . The respective incisions preferably do not extend as far as the tube area 12 , but at most over 99% of the respective wing section 20th , 30th in the radial plane.

Beträgt die Erstreckung des jeweiligen Flügelabschnitts 20, 30 in der Radialebene beispielsweise 20 mm, dann erstrecken sich die Einschnitte über höchstens 19,8 mm. Somit bleibt im Bereich des jeweiligen Einschnitts ein Flügelabschnitt 20, 30 mit einer Erstreckung in der Radialebene stehen, der 0,2 mm misst. Nach Einbringen der Mehrzahl an Einschnitten verfügt jeder Flügelabschnitt 20, 30 über eine Mehrzahl an Flügeln 22, 32.Is the extension of the respective wing section 20th , 30th in the radial plane, for example 20 mm, the incisions then extend over a maximum of 19.8 mm. A wing section thus remains in the area of the respective incision 20th , 30th stand with an extension in the radial plane that measures 0.2 mm. After making the plurality of incisions, each wing section has 20th , 30th over a plurality of wings 22nd , 32 .

Wie aus dieser Beschreibung deutlich wird, ist kein zusätzliches Material zum Befestigen von einzelnen Flügeln am Rohbereich erforderlich, da die Flügelabschnitte 20, 30 bereits bei der Herstellung des Flügelrohrabschnitts 10 mittels Extrusion vorhanden sind.As is clear from this description, no additional material is required for attaching individual wings to the raw area, as the wing sections 20th , 30th already during the manufacture of the wing tube section 10 by means of extrusion.

Jeder Flügel 22, 32 ist um einen Winkel α₁, α₂ um eine radiale Drehachse gedreht, so dass er aus der Radialebene herausgedreht ist. Daher verläuft die radiale Drehachse des jeweiligen Flügels 22, 32 senkrecht zur Längsachse des Rohrbereichs 12 und liegt in der Radialebene.Every wing 22nd , 32 is rotated by an angle α ₁ , α ₂ about a radial axis of rotation, so that it is rotated out of the radial plane. Therefore, the radial axis of rotation of the respective wing runs 22nd , 32 perpendicular to the longitudinal axis of the pipe area 12 and lies in the radial plane.

Für die Winkel α₁, α₂ gilt dabei 0° < α₁, α₂ < 90°. Der Wert von 0° ist ausgenommen, da ansonsten keine Verdrehung aus der Radialebene vorliegen würde, und Werte über 90° sind aufgrund der Gefahr der Abtrennung des jeweiligen Flügels durch die Verdrehung ausgenommen. In der gezeigten Ausführungsform betragen die Winkel α₁, α₂ 45°.For the angles α ₁ , α ₂ , 0 ° <α ₁ , α ₂ <90 ° applies. The value of 0 ° is excluded, since otherwise there would be no rotation from the radial plane, and values over 90 ° are excluded due to the risk of the respective leaf being separated by the rotation. In the embodiment shown, the angles α ₁ , α _{2 are} 45 °.

In dieser Hinsicht sind allgemein Winkel zwischen 30° und 60° bevorzugt, da gerade dieser Winkelbereich zu einer besonders effizienten Abführung von im Flügelabschnitt 20, 30 bzw. dem jeweiligen Flügel 22, 32 entstehendem Kondensat beiträgt. Insbesondere kann das sich im Betrieb bildende Kondensat verlässlicher abgeführt werden im Vergleich zur Bereitstellung von Aussparungen in einem durchgehenden Flügelabschnitt unmittelbar benachbart zum Rohrbereich. Zudem werden durch die spezifische Anordnung der Flügel aerodynamische Elemente bereitgestellt, die die Turbulenzen im Luftstrom erhöhen, was wiederum zu einem verbesserten Wärmeübertragungs-Koeffizienten führt.In this regard, angles between 30 ° and 60 ° are generally preferred, since it is precisely this angle range that leads to a particularly efficient removal of the wing section 20th , 30th or the respective wing 22nd , 32 contributes to the resulting condensate. In particular, the condensate that forms during operation can be discharged more reliably compared to the provision of recesses in a continuous wing section immediately adjacent to the pipe area. In addition, the Specific arrangement of the wings provided aerodynamic elements that increase the turbulence in the air flow, which in turn leads to an improved heat transfer coefficient.

Die aufgrund der Verdrehung entstehenden Kräfte werden im ersten kontinuierlichen Übergangsbereich zwischen jedem aus der Mehrzahl der Flügel 22, 32 und dem Rohrbereich aufgenommen. Der kontinuierliche Übergangsbereich wird somit verformt und nimmt die bei der Verdrehung des jeweiligen Flügels 22, 32 auftretenden Kräfte unter Aufrechterhaltung einer Verbindung zum Rohrbereich 12 auf. Die Verformung des jeweiligen kontinuierlichen Übergangsbereichs erfolgt in mindestens zwei Bereichen, nämlich in einem ersten Bereich der tordiert wird und in mindestens einem weiteren Bereich der gedehnt wird.The forces resulting from the rotation are in the first continuous transition area between each of the plurality of blades 22nd , 32 and the pipe area. The continuous transition area is thus deformed and decreases when the respective wing is rotated 22nd , 32 occurring forces while maintaining a connection to the pipe area 12 on. The deformation of the respective continuous transition area takes place in at least two areas, namely in a first area that is twisted and in at least one further area that is stretched.

Im der in den 2 bis 7 gezeigten Ausführungsform verläuft die jeweilige Drehachse nicht unmittelbar benachbart zum Einschnitt sondern mittig durch den jeweiligen Flügel. Der Begriff mittig bezieht sich auf eine Breite des Flügels 22, 32, d.h. auf die Erstreckung des jeweiligen Flügels in der Radialebene entlang der Längsachse des Rohrbereichs 12. Daher ergeben sich zwei Dehnungsbereiche, die jeweils benachbart zu einem tordierten Bereich vorliegen. Der tordierte Bereich ist im Bereich der Drehachse des jeweiligen Flügels 22, 32 nach der Verdrehung des Flügels 22, 32 vorhanden.Im the in the 2 to 7th The embodiment shown, the respective axis of rotation does not run directly adjacent to the incision but centrally through the respective wing. The term center refers to a width of the wing 22nd , 32 , ie to the extent of the respective wing in the radial plane along the longitudinal axis of the tube area 12 . This results in two expansion areas, each of which is adjacent to a twisted area. The twisted area is in the area of the axis of rotation of the respective wing 22nd , 32 after twisting the wing 22nd , 32 available.

In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform, ist die Drehachse unmittelbar benachbart zum Einschnitt angeordnet. In diesem Fall resultiert genau ein Dehnungsbereich benachbart zum tordierten Bereich. Die Positionierung der Drehachse bezogen auf den jeweiligen Flügel 22, 32 wird daher insbesondere in Abhängigkeit von dem gewünschten Winkel α₁, α₂ und somit der später gewünschten Anwendung gewählt.In an alternative embodiment, not shown, the axis of rotation is arranged directly adjacent to the incision. In this case, there is exactly one stretch area adjacent to the twisted area. The positioning of the axis of rotation in relation to the respective wing 22nd , 32 is therefore selected in particular as a function of the desired angle α ₁ , α ₂ and thus the later desired application.

Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass bei zwei Flügelabschnitten 20, 30 eine Verdrehung der jeweiligen Flügel 22, 32 in die gleiche Richtung oder in entgegengesetzte Richtungen aus der Radialebene heraus erfolgen kann. Die jeweilige Drehrichtung richtet sich insbesondere nach der später gewünschten Anwendung. Bezogen auf 2 wurde eine Verdrehung der Flügel 22, 32 in die gleiche Richtung vorgenommen. Alternativ oder zusätzlich können auch Flügel im gleichen Flügelabschnitt eine Verdrehung in entgegengesetzte Drehrichtungen aufweisen.For the sake of completeness, it should be noted that with two wing sections 20th , 30th a twisting of the respective wings 22nd , 32 can take place in the same direction or in opposite directions out of the radial plane. The respective direction of rotation depends in particular on the later application. Based on 2 became a twist of the wings 22nd , 32 made in the same direction. Alternatively or additionally, wings in the same wing section can also have a twist in opposite directions of rotation.

Als Material für den extrudierten Flügelrohrabschnitt 10 wird Aluminium verwendet. Gerade Aluminium führt zu einer guten Verformbarkeit des kontinuierlichen Übergangsbereichs, so dass vorzugsweise der kontinuierliche Übergangsbereich möglichst dieselbe Breite wie der jeweilige Flügel 22, 32, d.h. vorzugsweise keine Risse, aufweist. Vorzugsweise ist der kontinuierliche Übergangsbereich vollständig mit dem Rohbereich 12 einerseits und dem jeweiligen Flügel 22, 32 andererseits verbunden, so dass die Wärmeabfuhr weiter verbessert werden kann, insbesondere im Vergleich zu einer nur punktuellen Verbindung zwischen Flügel 22, 32 und Rohrbereich 12.As a material for the extruded wing tube section 10 aluminum is used. Aluminum in particular leads to good deformability of the continuous transition area, so that the continuous transition area preferably has the same width as the respective wing 22nd , 32 , ie preferably no cracks. Preferably the continuous transition area is complete with the raw area 12 one hand and the respective wing 22nd , 32 on the other hand connected, so that the heat dissipation can be further improved, in particular in comparison to an only punctiform connection between wings 22nd , 32 and pipe area 12 .

Verglichen mit dem in 1 gezeigten extrudierten Flügelrohrabschnitt mit durchgehenden flachen Flügelabschnitten 5, 7 sind mit der oben erläuterten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flügelrohrabschnitts 10 Leistungssteigerungen im Bereich von ungefähr 15 bis 30 % realisierbar.Compared to the in 1 shown extruded wing tube section with continuous flat wing sections 5 , 7th are with the embodiment of the wing tube section according to the invention explained above 10 Performance increases in the range of approximately 15 to 30% can be achieved.

Eine nicht dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flügelrohrs für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Verdampfer oder einen Kondensator, umfasst mindestens zwei Flügelrohrabschnitte 10 gemäß den 2 bis 7, deren Längsachsen parallel zueinander verlaufen und die mittels eines flügellosen gebogenen Abschnitts miteinander verbunden sind.An embodiment, not shown, of a wing tube according to the invention for a heat exchanger, in particular for an evaporator or a condenser, comprises at least two wing tube sections 10 according to the 2 to 7th whose longitudinal axes run parallel to one another and which are connected to one another by means of a wingless curved section.

Eine ebenfalls nicht dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers umfasst die oben beschriebene Ausführungsform des Flügelrohrs. Bei dem Wärmetauscher handelt es sich vorzugsweise um einen Verdampfer oder Kondensator.An embodiment of a heat exchanger according to the invention, likewise not shown, comprises the embodiment of the wing tube described above. The heat exchanger is preferably an evaporator or condenser.

Bezug nehmend auf 8 wird ein Flussdiagramm eines möglichen Herstellungsverfahrens des extrudierten Flügelrohrabschnitts 10 kurz erläutert. In einem ersten Schritt A wird der Flügelrohrabschnitt 10 bestehend aus dem Rohrbereich 12 sowie den zwei integral daran ausgebildeten Flügelabschnitten 20, 30 extrudiert.Referring to 8th Figure 12 is a flow diagram of one possible method of manufacturing the extruded wing tube section 10 briefly explained. In a first step A, the wing tube section 10 consisting of the pipe area 12 and the two wing sections integrally formed thereon 20th , 30th extruded.

Nach der Extrusion des Flügelrohrabschnitts 10 weist dieser somit eine erste und eine zweite Radialebene, die eine gemeinsame Ebene bilden, sowie eine durch den Rohrbereich 12 definierte Längsachse auf, die in der gemeinsamen Ebene liegt. Jeder Flügelabschnitt 20, 30 ist somit plan ausgestaltet und erstreckt sich vom Rohrbereich 12 auf gegenüberliegenden Seiten radial nach außen.After the extrusion of the wing tube section 10 this thus has a first and a second radial plane, which form a common plane, and one through the pipe area 12 defined longitudinal axis, which lies in the common plane. Every wing section 20th , 30th is thus designed flat and extends from the pipe area 12 radially outward on opposite sides.

Nun wird in einem nachfolgenden Schritt B die Mehrzahl von Einschnitten quer zur Längsachse des Rohrbereichs 12 in den jeweiligen Flügelabschnitt 20, 30 eingebracht, so dass eine Mehrzahl an Flügeln 22, 32 entsteht. Aufgrund der Mehrzahl an Einschnitten ist die Oberfläche des jeweiligen Flügelabschnitts 20, 30 bereits vergrößert.Now, in a subsequent step B, the plurality of incisions are made transversely to the longitudinal axis of the pipe area 12 in the respective wing section 20th , 30th introduced so that a plurality of wings 22nd , 32 arises. Because of the plurality of incisions, the surface of the respective wing section is 20th , 30th already enlarged.

Gleichzeitig mit oder im Anschluss an das Einbringen der Einschnitte erfolgt in Schritt C ein Verdrehen eines Flügels 22, 32 aus der Mehrzahl der Flügel 22, 32. Dabei wird der zwischen dem jeweiligen Flügel 22, 32 und dem Rohrbereich 12 vorhandener kontinuierlicher Übergangsbereich verformt und nimmt die bei der Verdrehung des Flügels 22, 32 entstehenden Kräfte unter Aufrechterhaltung der Verbindung zum Rohrbereich 12 auf. Nach Beendigung des Verdrehens umfasst der kontinuierliche Übergangsbereich daher einen tordierten Bereich im Bereich der Drehachse sowie mindestens einen Dehnungsbereich, in Abhängigkeit von der Positionierung der Drehachse bezogen auf die Breite des jeweiligen Flügels 22, 32.Simultaneously with or following the making of the incisions, a wing is twisted in step C 22nd , 32 from the majority of wing 22nd , 32 . The one between the respective wing 22nd , 32 and the pipe area 12 existing continuous transition area deforms and decreases when the wing is twisted 22nd , 32 resulting forces while maintaining the connection to the pipe area 12 on. After the end of the twisting, the continuous transition area therefore comprises a twisted area in the area of the axis of rotation and at least one expansion area, depending on the positioning of the axis of rotation in relation to the width of the respective wing 22nd , 32 .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: extrudierter Flügelrohrabschnittextruded wing tube section
33: RohrbereichPipe area
55: erster Flügelabschnittfirst wing section
77th: zweiter Flügelabschnitt second wing section
1010: extrudierter Flügelrohrab schnittextruded wing tube section
1212: RohrbereichPipe area
2020th: erster Flügelabschnittfirst wing section
2222nd: erster Flügelfirst wing
3030th: zweiter Flügelabschnittsecond wing section
3232: zweiter Flügelsecond wing
E_r E _r: radiale Erstreckung des Flügelsradial extension of the wing
A_F A _F: Abstand zwischen einander gegenüberliegenden FlügelspitzenDistance between opposing wing tips

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2009/068979 A1 [0002, 0008, 0030]
WO 2012/142070 A1 [0003]
WO 2013/139507 A1 [0004]

Claims

An extruded wing tube section (10) consisting of a shaped tube region (12) with at least one first wing section (20) integrally formed thereon in a first radial plane of the tube region (12), wherein a. the first wing section (20) has a plurality of first radial incisions, so that a plurality of first wings (22) are present in the first wing section (20), and b. each of the first blades (22) is rotated about a radial axis of rotation, so that each of the first blades (22) is rotated out of the first radial plane by a first angle 0 ° <α ₁ <90 °, where c. a first continuous transition area is present between the tube area and each of the first wings (22), which has a twisted area in the area of the axis of rotation and at least one expansion area adjacent thereto.

The extruded wing tube section (10) according to Protection claim 1 , at which the first angle α _{1 is} between 30 ° and 60 °, preferably 45 °.

The extruded wing tube section (10) according to one of the preceding claims, which consists of aluminum.

The extruded wing tube section (10) according to one of the preceding claims, in which an outer diameter of the straight extending tube region (12) is between 3 and 10 mm and / or a wall thickness in the tube region (12) is 0.3 to 0.9 mm.

The extruded wing tube section (10) according to one of the preceding claims, in which the first wing section (20) has an extension Er in the radial direction between 10 and 20 mm, in particular 10 mm E E _r 20 mm, and / or each of the first incisions has a width of 3 to 8 mm.

The extruded wing tube section (10) according to one of the preceding claims for protection, in which the first continuous transition area comprises two expansion areas on opposite sides in relation to the twisted area.

The extruded wing tube section (10) according to one of the preceding claims, which further comprises a second wing section (30) formed integrally on the tube region (12) in a second radial plane of the tube region (12), wherein a. the second wing section (30) has a plurality of second radial incisions, so that a plurality of second wings (32) is present in the second wing section (30), and b. each of the second blades (32) is rotated about a radial axis of rotation, so that each of the second blades (32) is rotated out of the second radial plane by a second angle 0 ° <α ₂ <90 °, where c. A second continuous transition area is present between the tube area (12) and every second wing (32), which has a twisted area in the area of the axis of rotation and at least one expansion area adjacent thereto.

The extruded wing tube section (10) according to Claim 7 , in which the second wing section (30) is arranged opposite the first wing section (20) on the straight pipe section (12), so that the first radial plane and the second radial plane form a common plane in which the longitudinal axis of the pipe region (12) lies.

The extruded wing tube section (10) according to Claim 7 or 8th , in which the first α ₁ and the second angle α _{2 are the} same.

The extruded wing tube section (10) according to one of the Protection claims 7 to 9 , in which the second wing section (30) has an extension Er in the radial direction between 10 and 20 mm, in particular 10 mm E _r 20 mm, and / or each of the second incisions has a width of 3 to 8 mm.

The extruded wing tube section (10) according to one of the Protection claims 7 to 10 , in which the second continuous transition area comprises two expansion areas on opposite sides in relation to the twisted area.

Wing tube for a heat exchanger, in particular an evaporator or a condenser, comprising at least two extruded wing tube sections (10) according to one of the preceding claims, whose longitudinal axes run parallel to one another and which are connected to one another by means of a wingless curved section.

Heat exchanger with a wing tube according to Claim to protection 12 , in particular an evaporator or condenser with a wing tube according to Claim to protection 12 .