DE2362400A1 - Kreuzstrom-rekuperator-element und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Kreuzstrom-rekuperator-element und verfahren zu seiner herstellung

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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/04—Tubular elements of cross-section which is non-circular polygonal, e.g. rectangular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/068—Shaving, skiving or scarifying for forming lifted portions, e.g. slices or barbs, on the surface of the material
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
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    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
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    • Y10T29/49377—Tube with heat transfer means
    • Y10T29/49378—Finned tube

Description

DR. RUDOLF BAUER * DIPL-ING. HELMUT
PATENTANWÄLTE / 4^'1
WESTLICHE 31 (AM LEÖPCJLDPtAT» TEL. CO723I) 2429O
14.12.1973
Firma Peerless of America Incorporated, Chicago (Illinois) U.S.A.
Kreuzstrom-Rekuperator-Element
und Verfahren zu seiner Herstellung.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kreuz strom-Rekuperator-El em ent und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Die Erfindung geht aas von Elementen, wie sie in den US-Patentschriften 3 692 105, 2 24? 243, 3 202 212 und 3 229 722 besehrieben sind und hat sich zur Aufgabe gestellt, die Elemente so auszubilden, daß bei Zusammenstellung eines Wärmeaustauschers aus solchen Elementen die Querrohre einander nicht behinderten, sondern ohne weiteres fluchtend aneinandergesetzt werden können. Perner ist bei einem Element gemäß der Erfindung die Aufgabe gelöst, die Elemente, wenn gewünscht, auf einfache Weise an Platten oder anderen Trägern zu befestigen. . ' ■
Zur Lösung dieser Aufgaben kennzeichnet sich ein Kreuzstrom-Rekuperator-Element gemäß der Erfindung dadurch, daß aus dem
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Werkstoff mindestens einer Wand eines Rohres mit rechteckigem Querschnitt für das eine Fluid durch Rollobildung, ausgeschälter Späne mit dem ersten Rohr einstückige quer laufende Rohre für das andere Fluid gebildet sind. ·
Der Querschnitt der Querrohre ist dabei etwa halbmondförmig, indem die Kante eines ausgeschälten Spanes der Rundung des vorlaufenden Spanes aufliegt.
Die Querrohre können durch eine zum Hauptrohr achsparallele Spalte unterbrochen sein. Sie können sich aber auch ununterbrochen über die ganze Breite des Hauptrohres erstrecken. Die Querrohre sind' am besten auf zwei einander gegenüberliegenden Wänden des Hauptrohres angeordnet, so daß die Elemente mit fluchtenden Querrohren zu einem Rekuperator zusammensetzbar sind. Diese Elemente können dann ohne weiteres durch Kleben, Löten oder Schweißen mit den außen liegenden Bögen der Querrohre an Platten oder anderen Trägern befestigt sein.
Dem Verfahren zur Herstellung solcher Elemente liegt die Aufgabe zu Grunde, den Arbeitsvorgang möglichst einfach und schnell verlaufend zu gestalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung aus mindestens einer Außenwand eines rechteckigen Rohres in gleichmäßigen Abständen quer zur Rohrachse ein Span nach dem anderen ausgeschält und bis zum Aufsetzen seiner Vorderkante auf den gekrümmten Rücken
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des vorher ausgeschälten Spanes umgebogen und schließlich das Rohr in Elemente zerschnitten.
Zur Herstellung des oben erwähnten Elements, bei dem die Querrohre durch zum Hauptrohr achsparallele Spalte unterbrochen sind. wird zweckmäßig ein Bohr benutzt, das achsparallele Rippen hats die dann allein aufgespant werden.
Die Zeichnung zeigt schematisch und teilweise im Schnitt zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele eines Kreuzstrom-Rekuperator-Elements gemäß der Erfindung.·
In dieser Zeichnung ist:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform, :
Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1 und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform.
Ein erfindungsgemäß aufgebautes Rekuperator-Element ist in Fig. 1 und 2 mit 1 bezeichnet. ;
Das Element 1 besteht aus einem Rohrstück 2 mit rechteckigem Querschnitt 4, dessen Querwände mit 3 und dessen Längswände mit 7 und 8 bezeichnet sind. Aus den zwei Längswanden 7»8 des Rohres ragen Reihen 5, 6 von rolloförmigen Lamellen nach außen.;
■ 4 03842/068« / ;
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Das Element wird aus einem Rohr 9 (Fig. 2) gefertigt, indem die Bearbeitung "bei A "beginnt und nach B fortschreitet. Yon dem "bearbeiteten Rohr wird dann das Stück 2 in gewünschter Länge A "bis C abgeschnitten. Das Rohr 9 "besteht z. B. aus Aluminium oder Kupfer und hat auf der Außenseite seiner Wände 7 und 8 eine Mehrzahl achsparalleler Längsrippen 10.
Zur Herstellung von Rekuperator-Elementen gemäß dem Verfahren der Erfindung weaden zunächst die eben beschriebenen Rippenrohre 9, 10 hergestä.lt. Dann werden aus den Rippen 10 durch stufenweises Ausspanen/£ und Umbördeln Rohre 18 hergestellt. Bei jedem Span (Lamellenrollo) entsteht auf der Rippe 10 eine Schrägfläche 11. Nachdem jede Rippe 10 in dieser Weise aufgebördelt ist, werden die einzelnen Lamellenrollos, wie aus Pig. 2 ersichtlich, etwa ellipsensektorförmig gebogen, wenn sie sich nicht schon selbsttätig durch den Schälvorgang so gelegt haben.
Alle lamellen der Reihen 5 und 6 sind untereinander gleich. Auf Grund der beschriebnen Herstellung sind sie einstückig mit den Längswänden 7 und 8.
Die Bögen 15 bzw. 14 der Lamellen sind nach dem Ende A des Elements hin geneigt und die Kante 15 jeder Lamelle ruht dem Rücken 16 der NachbarlameHß auf. So umschließt jedes Lamellenpaar ein Rohr Ί8, das sich quer über das Rohr 9 erstreckt und von einem der beiden Fluide durchströmt wird, zwischen denen der Rekuperator den Wärmeaustausch vornimmt. Der Rekuperator arbeitet also im Kreuzetromverfahren.
40984?. /068 β
Bei der Ausführungsform nach. S1Ig. 1 und 2 sind die Rohre 18 entsprechend dem Abstand der Rippen 10 achsparallel zum Rohr 9 unterbrochen. Die Unterbrechungen sind mit 19 bezeichnet. Die
19
Unterbrechungen/sind Spalte zwischen den Lamellenreihen 5 bzw. 6 und erhöhen die Wirksamkeit des Wärmeaustauschers. Yom Rohr 9 wird der Abschnitt A-C (JB1Ig0 2) abgeschnitten und bildet das in IFig. 1 dargestellte Element. Solche Elemente können in beliebiger Weise zusammengesetzt werden, so daß die Lamellenreihen 5 oder 5 und 6 fluchten«, Die spitzen Bögen 17 der Lamellen können leicht an Trägern, wie Platten o0 dgl«, durch. Kleben mit Epoxy-Kunststoff, durch Löten, Schweißen ods dgl« befestigt werden.
Die mit ihren Kanten 15 auf den Rücken 16 der Nachbarlamellen ruhenden Lamellenbögen sind gegen Verschiebungen gesichert. Sie können auch durch Löten, Schweißen oder Kleben aneinander befestigt sein.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform hat, Boweit die Einzelteile mit den Einzelteilen der Ausführungsform nach JPig. 1 und 2 gleich sind, für diese die gleichen BezBgszeichen mit dem Zusatz "a". Diese Ausführungsform unterscheidet sich in folgenden Punkten von der Ausführungsform nach Figo 1 und 2„.
Das Rohrstück 2a hat keine Rippen 10s vielmehr sind die Rohre 18a durch Aufbördeln des Werkstoffs der anfangs glatten Längswände 7a, 8a erzeugte Die Rohre 18a laufen ohne Unterbrechung über die ganze Breite des Elements 1a, sind im übrigen aber in jeder Hin-
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sieht ebenso ausgebildet, wie die durch die Spalte 19 unterbrochenen Rohre 18 des El em ent si. Auch die Elemente 1a können beliebig, auch mit Elementen 1a, zusammengesteckt und mit den Spitzbögen 1? an Platten oder anderen Trägern befestigt werden.
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Claims (8)

DR. RUDOLF BAUER « DIPL.-ING. HELMUT HUBBUCH PAT ENTANWÄLTE 753PFORZHEm! 7"O * ' WESTLICHE 3t7fe TEL. (07231)2*290 14.12.1975 Patentansprüche ί
1. ) Kreuzstrom-Rekuperator-Element, dadurch, gekennzeichnet, ■
daß aus dem Werkstoff mindestens einer Wand (7j 8) eines Rohres (2) mit rechteckigem Querschnitt (4) für das eine iTuid, durch Rollotdldung ausgeschälter Späne, mit dem ersten Eonr (2) einstückige, querlaufende Rohre (18) für das andere Fluid gebildet sind.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Querrohre (18) etwa halTamondförmig ist,
indem die Eante (15) eines ausgeschälten Spanes der Rundung (16) des Vorläufers aufliegt.
3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrohre (18) durch zum Hauptrohr (2) achsparal-
lele Spalte (19) unterbrochen sind«,
4·. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrohre (18) sich ununterbrochen über die ganze
Breite des Hauptrohres (2) erstrecken.
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5. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Querrohre (18) auf zwei einander gegenüberliegenden Wänden (7j 8) des Hauptrohres angeordnet sind, so daß die Elemente (1) mit fluchtenden Querrohren (18) zu einem Rekuperator zusammensetzbar sind.
6. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Bögen (17) der Querrohre (18) an Platten oder sonstigen Trägern befestigt sind.
7« Verfahren zur Herstellung von Kreuaäirom-Rekuperator—
Elementen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus mindestens einer Außenwand eines rechteckigen Bohres in gleichmäßigen Abständen quer zur Rohrachse ein Span nach dem anderen ausgeschält und bis zum Aufsetzen seiner Vorderkante auf den gekrümmten Rücken des vorhergehenden Spanes umgebogen wird, und daß schließlich das Rohr in Elemente zerschnitten wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, zur Herstellung von Elementen
nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das auf zuspanende Rohr achsparallele Rippen hat, die allein zu Rohrstücken aufgespant werden.
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