DE2555599A1 - Waermeaustauscher - Google Patents

Waermeaustauscher

Info

Publication number
DE2555599A1
DE2555599A1 DE19752555599 DE2555599A DE2555599A1 DE 2555599 A1 DE2555599 A1 DE 2555599A1 DE 19752555599 DE19752555599 DE 19752555599 DE 2555599 A DE2555599 A DE 2555599A DE 2555599 A1 DE2555599 A1 DE 2555599A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
profile
heat exchanger
anchoring
exchanger according
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19752555599
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Dr Bleckmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELPAG AG CHUR
Original Assignee
ELPAG AG CHUR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ELPAG AG CHUR filed Critical ELPAG AG CHUR
Priority to DE19752555599 priority Critical patent/DE2555599A1/de
Publication of DE2555599A1 publication Critical patent/DE2555599A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00Apparatus for making beverages
    • A47J31/44Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/54Water boiling vessels in beverage making machines
    • A47J31/542Continuous-flow heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/14Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
    • F24H1/142Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form using electric energy supply
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/50Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material heating conductor arranged in metal tubes, the radiating surface having heat-conducting fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/16Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes extruded
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/14Fastening; Joining by using form fitting connection, e.g. with tongue and groove

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Wärmeaustauscher
  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, welcher für Durchlauferhitzer oder Heizgeräte, insbesondere für den Haushaltsbedarf geeignet sein soll.
  • Gut wärmeleitende und preiswerte Materialien, insbesondere Aluminium und Aluminiumlegierungen, lassen sich nur schwierig durch Lötung oder Schweifhung mit den gleichen Materialien oder mit ähnlich gut wärmeleitenden Materialien verbinden. Wärmeaustauscher aus derartigen Werkstoffen werden dementsprechend als gegossene Formkörper hergestellt, wobei durch die Formgebung in Verbindung mit Abdeckungen oder dgl. Kanäle gebildet werden, die dem Flüssigkeitsdurchlauf dienen oder welche einen Heizstab oder Rohrheizkörper aufnehmen. Derartige Gußkörper sind se»ostverständlich nur für einen;;bestimmten Zweck oder für ein bestimmtes Gerät geeignet. Es müssen dementsprechend für jeden anderen Gerätetypneue Gußkörper entworfen und entsprechende Werkzeuge bereitgestellt werden. Da die Werkzeuge für den Druckguß nur beschränkt haltbar sind, ergeben sich hohe Werkzeugkosten. Außerdem ist der Produktionsausstoß niedrig.
  • Bei Durchlauferhitzern für Kaffeemaschinen - welche in Millionenstückzahlen benötigt werden - sind auch eine Reihe von Ausführungsformen bekannt, bei denen teuere Druckgußstücke vermieden werden. Bei diesen Ausführungsformen wird im allgemeinen ein hufeisenförmig gebogenes Wasserrohr in gut wärmeleitendem Kontakt unmittelbar neben einem Rohrheizkörper angeordnet. Ein Teil dieser Ausführungsformen wird aus Kupfer hergestellt. Es kann dann die Verbindung des Wasserrohres zum Rohrheizkörper und die Verbindung dieser Anordnung mit einer Grundplatte durch Lötenhergestellt werden. Eine gutewärmeleitende Verbindung zur Grundplatte ist beidiesen Durchlauferhitzern ebenfalls wesentlich, da auf der Grundplatte bzw. auf einer Abdeckung derselben das Kaffee gefäß zwecks Warmhaltung desselben abgestellt wird. Kupfer ist relativ teuer. Seine Eigenschaften sind für den angegebenen Zweck nicht als ideal anzusehen. Bei anderen Ausführungsformen erfolgt eine rein mechanische Anpressung der Teile, z. B. durch Fahnen oder andere Halteglieder. Damit läßt sich jedoch nicht eine durchgehende "satte" Anlage bewerkstelligen. Der Wärmeübergang kann sich weiterhin im Laufe des Betriebes verändern.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher vorzuschlagen, welcher aus einem beliebigen geeigneten Material, auch aus einem nicht oder nur schwer lötbaren Material, z.B. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung preiswert hergestellt werden kann und welcher äußerst günstige Wärmeübergangswerte bei konstantem Wärmeübergang während der gesamten Betriebszeit besitzt.
  • Der Wärmeaustauscher gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von bekannten Ausführungsformen durch ein stranggepreßtes Rohrprofil aus einer Aluminiumlegierung oder aus einem anderen gut wärmeleitenden Material, welches ein sich mindestens über einen Teil seiner Oberfläche erstreckendes Verankerungsprofil besitzt, mit dem es mit einem weiteren Rohrprofil, mit einer Wärmeübertragungsplatte oder mit einer Halteplatte so verbunden ist, daß das Material desselben oder derselben in dem Verankerungsprofil verankert ist.
  • Gemäß der Erfindung wird ein neuartiger Effekt ausgenützt. Es ist bekannt, Metalle, auch Aluminium oder Aluminiumlegierungen, durch Kaltverschwei ßung miteinander oder mit anderen Metallen zu verbinden.
  • Bei der Kaltverschweißung werden z. B. Bleche unter hohem Druck oder mit hoher Geschwindigkeit so aufeinandergepreßt, daß die Materialien eine Verbindung miteinander eingehen. Ein Kaltverschweißverfahren ist z. B. das " "Sprengplattierverfahren", bei welchem zwei Bleche im Abstand voneinander angeordnet werden und auf eines der Bleche eine Sprengstoffschicht aufgebracht wird. Beim Zünden der Sprengstoffschicht erhält das obere Blech eine hohe Anfangs geschwindigkeit, mit der es auf das untere Blech aufschlägt. Es ist verständlich, daß derartige Sprengplattierverfahren bei der Herstellung von Wärmeaustauschern aus technischen Gründen und wegen des hohen Aufwands ausscheiden.
  • Es wurde bereits auch vorgeschlagen, zwischen die zu verbindenden Metallteile Einlagen anzuordnen, welche in die Metallteile eindringen.
  • Bei diesen Verfahren gehen also die zu verbindenden Metallteile keine unmittelbare Verbindung miteinander ein. Sie sind lediglich über die Einlagen miteinander verbunden. Wenn bei diesen Verfahren Einlagen verwendet werden, die härter sind als die zu verbindenden Metallteile, dann verformen sich die Einlagen bei dem Aufeinanderpressen der Metallteile auch nicht. Es kommt also zu keiner "Verankerung" der Einlage in den zu verbindenden Metallteilen. Die Metallteile können unter Anwendung relativ geringer Kräfte wieder voneinander getrennt werden.
  • Werden jedoch Einlagen verwendet, die aus weicherem Material oder aus gleich hartem Material bestehen wie die miteinander zu verbindenden Metallteile, dann werden die Einlagen zwischen den Metallteilen flachgedrückt, so daß es zu keiner Verbindung kommt. Unter bestimmten Voraussetzungen kann jedoch ein "Verankerungseffekt" trotzdem erzielt werden, z. B. bei Verwendung von Drahtwendeln mit Innenseelen als Einlagen. Die Erfindung basiert nun auf diesem "Verankerungseffekt", wobei dieser physikalisch darauf beruht, daß unter bestimmten Voraussetzungen überraschenderweise unter dem angewendeten Preßdruck Material eines der miteinander zu verbindenden Metallteile in Verankerungsnischen einfließt.
  • Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung.
  • Es zeigen: Fig. 1 bis 3 Schnitte durch verschiedene Ausführungsformen von stranggepreßten Rohrprofilen, welche ein Verankerungsprofil besitzen; Fig. 4 einen Schnitt durch einen Wärmeaustauscher, welcher mittels des stranggepreßten Rohrprofiles gemäß Fig. 3 hergestellt ist; Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines stranggepreßten Rohrprofiles mit Verankerungspr ofil; Fig. 6 einen Wärmeaustauscher, welcher aus einem Doppelrohrprofil besteht, und welcher ein Verankerungsprofil z. B.
  • zur Befestigung an einer Halteplatte besitzt; Fig. 7 eine schaubildliche Schnittansicht durch einen Wärmeaustauscher, welcher aus zwei halbkreisförmigen Rohrprofilen besteht; Fig; 8 u. 9 Schnitte durch weitere Ausführungsformen von Rohrprofilen, die ein Verankerungsprofil besitzen; Fig. 10 einen Schnitt durch ein stranggepreßtes Rohrprofil, wobei in das Verankerungsprofil Drahtwendeln eingesetzt sind; Fig. 10a eine Teilunteransicht entsprechend 10a in Fig. 10; Fig. 11 und 11a einen Schnitt bzw. eine Schnittansicht eines Wärmeaustauschers vor bzw. nach der Fertigstellung desselben; Fig. 12 und 13 Schnittansichten weiterer Ausführungsformen eines Wärme -austauschers.
  • Die Fig. 1 zeigt ein zur Herstellung eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung geeignetes stranggepreßts Rohrprofil. Das Rohrprofil besitzt an seiner Unterseite Rinnen 1 und la, welche je parallel zueinander verlaufen, jedoch zueinander im konvergierenden oder divergierendem Winkel angeordnet sind. Zwischen den Rinnen 1 und la verbleiben schräggerichtete Rippen 2 und 2a. Zwischen den Rinnen 1 und la verbleibt eine schwalbenschwanzförmige Mittelrippe 3.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Rohrprofil wird einstückig in beliebiger Länge durch ein Strangpreßverfahren hergestellt, wobei die Strangpreßdüse eine entsprechende Form hat, so daß die Rinnen 1, la und die Rippen 2, 2a und 3 entstehen. Als Material werden Aluminiumlegierungen bevorzugt. Von dem fortlaufenden Strang wird ein Stück geeigneter Länge abgeschnitten und, wenn erwünscht, z. B. in U-Form oder Hufeisenform oder Spiralform gebogen. Die Rinnen 1 und la zusammen mit den Rippen 2, 2a und 3 bilden nun ein Verankerungsprofil. Wenn das Rohrsttick auf eine Metallplatte aus einem weicheren Material, z. B. aus Reinaluminium, aufgepreßt wird, dann fließt das Material dieser Platte in die Rinnen 1 und 1a ein und füllt diese vollständig aus. Durch das Einfließen des Materials in das Verankerungsprofil bzw. durch das Hinterfließen der konisch sich verengenden schwalbenschwanzförmigen Rippe 3 wird eine mechanisch befriedigende Verbindung erzielt, d. h.
  • das Rohrprofil läßt sich auch unter Anwendung verhältnismäßig großer Kräfte von der Metallplatte nicht wieder lösen. Weiterhin wird ein ausgezeichneter Wärmeübergang zwischen dem Rohrprofil und der Aluminiumplatte erreicht, der sich auch im Laufe der Betriebs jahre nicht ändert.
  • Läßt man nun durch den Rohrkanal 4 des stranggepreßten Rohrprofiles ein Wärmeaustauschmedium, z. B. eine Heizflüssigkeit oder ein Kühlmedium, laufen, dann wird die nicht dargestellte Aluminiumplatte entsprechend erhitzt oder gekühlt. In dem Rohrkanal 4 kann jedoch auch eine elektrische Heizwendel mit entsprechendem Isoliermaterial unter -gebracht werden. Man erhält auf diese Art und Weise einen Rohrheizkörper, welcher auf eine Heizplatte oder eine Halteplatte aufgepreßt werden kann. Der Rohrheizkörper kann auch beispielsweise direkt auf die Rückwand eines Haushaltsgerätes, z. B. einer Geschirrspülmaschine, aufgepreßt werden. Selbstverständlich kann ein Stück des in Fig. 1 dargestellten Rohrprofiles auf ein weiteres Rohrprofil aufgepreßt werden, z. B. um den Wärmeaustausch, die Heizung oder die Kühlung von Flüssigkeiten zu bewerkstelligen.
  • Bevorzugt werden Ausführungsformen, bei welchen die Verankerungsfläche, welche gleichzeitig auch Wärmeübertragungsfläche ist, wenigstens ein Drittel der Gesamtoberfläche des stranggepreßten Rohrprofiles beträgt. Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt.
  • Diese Ausführungsform besitzt seitlich in entgegengesetzten Richtungen abstehende Flansche oder Stege 5. Das gesamte Rohrprofil wird jedoch ebenso einstückig wie das in Fig. 1 dargestellte Rohrprofil im Strangpreßverfahren hergestellt.
  • Durch die Rippen 5 wird die Verankerungsfläche wesentlich vergrößert.
  • Es können dementsprechend im Vergleich zur Fig. 1 die Rinnen 1 und la flacher gehalten werden, so daß diese Ausführungsform auch auf Bleche, z. B. auch auf die Rückwand einer Geschirrspülmaschine oder dgl., aufgepreßt werden kann. Wenn der Rohrkanal 4 nicht mit Isoliermaterial und einer Heizwendel gefüllt ist, sondern für den Durchfluß einer Flüssigkeit oder eines Gases freigehalten wird, empfiehlt es sich, die schwalbenschwanzförmige Rippe 3 breiter zu halten. Es wird auf diese Weise verhindert, daß der Rohrkanal 4 bei dem Aufpressen zusammengedrückt und verkleinert wird. Soll jedoch der Rohrkanal 4 Isoliermaterial und eine Heizwendel aufnehmen, dann ist die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform günstiger, weil mit dem Aufpressen gleichzeitig das Isoliermaterial mit den in der Rohrheizkörpertechnik bekannten Vorteilen verdichtet wird.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Flansche oder Seitenstege 5a im Abstand voneinander parallel zueinander, so daß eine U-förmige Rinne 6 gebildet wird. In diese Rinne 6 wird nun, wie in Fig. 4 dargestellt, ein Rohrheizkörper 7 eingelegt oder eingeschoben, dessen Mantelrohr z. B. aus Alumimum besteht. Die Seitenstege 5a werden gegeneinander an den Rohrheizkörper 7 angedrückt, wobei unter Formänderung des Mantelrohrs das in ihm enthaltene Isoliermaterial 8 verdichtet wird. Das Material des Mantelrohres des Rohrheizkörpers 7 fließt in die Rinnen 1 und la ein, wobei es - wie die Praxis zeigt - nicht stört, wenn die Rippen 2 und 2a stellenweise das Mantelrohr 7 durchdringen und bis zum Isoliermaterial 8 vorstoßen. Die in der Fig. 4 dargestellte Ausführungsform eines Wärmeaustauschers ist überaus kompakt und widerstandsfähig. Sie besitzt hervorragende Wärmeübertragungseigenschaften. Der dargestellte Wärmeaustauscher eignet sich besonders für Kaffeemaschinen, wobei dann die gewünschte Länge in Hufeisenform oder U-Form gebogen wird.
  • Es kann für bestimmte Anwendungsgebiete von Vorteil sein, wenn im stranggepreßten Rohr mehr Material verarbeitet wird im Vergleich zu der in'Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, insbesondere wenn eine gewisse Wärmespeicherung und ein gleichmäßigerer Wärmeübergang erwünscht ist. Ein Beispiel einer derartigen Ausführungsform zeigt Fig. 5. Der Umfang des Rohrquerschnittes ist etwa dreieckförmig, wobei die obere Spitze des Dreieckes abgerundet ist. Die im Wärmefluß liegenden Stellen 9 und 9a des Querschnittes sind materialmäßig verstärkt, so daß der Wärmefluß zu den außenliegenden Teilen des Verankerungsprofils, beispielsweise im Vergleich zu der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, verbessert wird.
  • Die Fig. 6 zeigt einen Querschnitt eines Wärmeaustauschers, dessen Umfang etwa trapezförmig ist und welcher zwei Rohrkanäle 10 und 11 besitzt. Einer der Rohrkanäle - in der Darstellung der Fig. 6 der Kanal 10 - kann mit Isoliermaterial 8 und einer Heizwendel liggefüllt sein. Es können jedoch auch beide Rohrkanäle 10 und 11 frei bleiben und beispielsweise dem gegenläufigen Durchlauf von Wärmeaustauschmedien dienen. Die dargestellte Ausführungsform kann mit dem Verankerungsprofil auf eine Halteplatte oder Wärmeübertragungsplatte aufgepreßt werden.
  • Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform eines Wärmeaustauschers, bei der zwei im Querschnitt halbkre isförm ige, s trangge preßte Rohrpr ofile 12 und 12a je ein gegensinniges Verankerungsprofil 13 und 13a besitzen. Die beiden Halbrohre 12 und 12a werden mit ihren Verankerungsprofilen 13 und 13a ineinandergesteckt. Wenn die so hergestellte Anordnung, wie in Fig. 7 dargestellt, gebogen oder anderswie verformt wird, verspreizen sich die Verankerungsprofile 13 und 13a ineinander, so daß eine satte Anlage mit entsprechend guten Wärmeübertragungseigens chaften und eine nicht mehr lösbare Verbindung der beiden Halbrohre 12 und 12a erzielt wird.
  • Fig. 8 zeigt eine Variante zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei jedoch das Verankerungsprofil von in bestimmter Weise geformten Rippen 14 gebildet wird. Die größte Breite der Rippe 14 liegt im Abstand von der eigentlichen Grundfläche des Verankerungsprofils, d. h.
  • von derjenigen Fläche bis zu der die zwischen den Rippen 14 liegenden Rinnen 15 sich erstrecken Die Rinnen 15 verengen sich also zuerst und verbreitern sich dann wieder. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform sind die Rippen 14 im wesentlichen im Querschnitt 3/4kreisförmig. Es ist verständlich, daß auch andere Querschnitte, z. B. ein rautenförmiger Qlerschnitt, geeignet sind, vorausgesetzt, daß die größte Breite des Querschnittes, wie erwähnt, im Abstand von der eigentlichen Grundfläche liegt. Die Praxis zeigt nun überraschenderweise, daß beim Aufpressen eines derartigen stranggepreßten Rohrprofiles auf eine Platte oder auf ein anderes Rohrprofil, das aus etwas weicherem Material besteht, das Material dieser Platte oder dieses Rohrprofiles in die Rinnen 15 einfließt und diese vollständig ausfüllt.
  • Die durch das Aufpressen erzielte Kaltverbindung ist so hervorragend, daß von außen nicht ersichtlich ist, in welcher Art und Weise die Teile miteinander verbunden wurden. Wenn ein derartiger Kaltverbundkörper beispielsweise durchgesägt wird, erkennt man, daß das Material völlig in die "Verankerungsnischen" der Rinnen 15 eingeflossen ist. Es sind auch unter der Lupe keine Leerräume oder Lufteinschlüsse mehr erkennbar.
  • Fig. 9 zeigt die Anwendung des in Fig. 8 dargestellten Verankerungsprofils auf die Ausführungsform gemäß Fig. 2.
  • Fig. 10 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 2, wobei schwalbenschwanzförmige Rippen 16 und Rillen 17 sich abwechseln.
  • Die Kaltverbindung kann bei den in den Fig. 8 - 10 dargestellten Ausführungsformen noch wesentlich gefördert werden, wenn in den Rinnen 15 bzw. 1 Drahtwendeln 18 aus relativ hartem Material, z. B. aus ziehhartem Kupferdraht, Federstahldraht oder dgl., eingeschoben werden. Das Material der Drahtwendeln 18 kann härter sein als das Material jedes der miteinander zu verbindenden Teile. Bei dem Preßvorgang werden dann die Drahtwendeln 18 völlig in das Material der miteinander zu verbindenden Teile eingebettet oder, anders ausgedrückt, das Material der miteinander zu verbindenden Teile fließt in den von der Wendel umschlossenen Innenraum und insbesondere in den Raum hinter den Wendelkuppen ein und verankert sich hinter denselben. Die dargestellte Verbesserung des Verankerungseffektes ist vor allem dann von Bedeutung, wenn relativ dünne Materialien miteinander zu verbinden sind. Im Extremfall genügt es, wenn die Rinnen 15 und 17 nur noch angedeutet sind und im wesentlichen der Halterung der Drahtwendeln 18 dienen. Die Drahtwendeln 18 übernehmen dann in diesen Fällen einen Großteil des Verbindungseffektes, wobei in der Praxis, z. B. bei Zerreißversuchen, überrascht, welch große Kräfte die Wendeln 18 übernehmen können, bevor sie selbst brechen oder bevor sie aus dem Material wieder herausgerissen werden.
  • Die Praxis zeigte weiterhin, daß es von Vorteil ist, wenn die Wendeln 18 einen größeren Durchmesser besitzen als dies der Tiefe der Rinnen 15 und 17 entspricht, d. h. es wird k-vorzugt, daß die Wendeln 18 zu einem Viertel oder einem Drittel über die Oberkante der Rinnen 15 und 17 hinausragen.
  • Die praktische Erprobung der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform eines Wärmetauschers zeigte, daß sich dieser besonders für Zwecke eignet, bei denen ein geringer Teil der zu erhitzenden Flüssigkeit verdampft wird, um so einen Dampfdruck zu erzeugen, der die Flüssigkeit beispielsweise in einem Steigrohr hochdrúckt, wie dies beispielsweise bei Kaffeemaschinen erwünscht ist. Eine gleichmäßige Förderung der Flüssigkeitssäule wird - entgegen der bisherigen Meinung - dann erzielt, wenn der Querschnitt des Dampfraumes erheblich kleiner ist als der übrige Rohrquerschnitt. Es wird dannSeh hohen Heizleistungen ein schwaliförmiges Durchbrechen des Dampfes verhindert.
  • Die Fi g. 11, lla und 12 zeigen die Weiterbildung eines nach einem derartigen Prinzip aufgebauten Wärmeaustauschers. Das stranggepreßte Rohrprofil besitzt bei dieser Ausführungsform einen tropfenförmigen Durchflußkanal 19, d. h. im Querschnitt des Durchflußkanals 19 ist ein nasenförmiger Vorsprung 20 vorgesehen, welcher den Dampfraum bildet und der sich in unmittelbarer Nachbarschaft eines Rohrheizkörpers 21 befindet. Der Rohrheizkörper 21 trägt an seinem Außenmantel ein Verankerungsprofil 22, welches in dem dargestellten Beispiel aus s chwalbenschwanförmig vorstehenden Rippen und dazwis chenliegenden, ebenfalls schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Rinnen besteht. Das Strangpreßprofil, in welchem der Rohrkanal vorgesehen ist, ist mit kreisförnigen Stegen 23 versehen, deren zueinander gerichtete Innenflächen ebenfalls ein Verankerungsprofil tragen. Die Verankerungsprofile des Rohrheizkörpers 21 und der Seitenstege 23 können gegensinnig sein dergestalt, daß der Rohrheizkörper eingeschoben werden kann. Wenn ein Stück des so gebildeten Wärmeaustauschers - wie in Fig. lla dargestellt -gebogen oder sonstwie verformt wird, eventuell unter Anwendung eines entsprechenden Preßdruckes, dann ergibt sich eine entsprechende Kaltverbindung unter Verzahnung und Ineinanderfließen der Verankerungsprofile;. Selbstverständlich kann auch, wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 beschrieben, der Rohrheizkörper frei von einem Verankerungsprofil sein, wobei dann die Seitenstege 23 entsprechend an den Rohrheizkörper angepreßt werden. Die Querschnittsfläche des Rohrprofiles ist bei 24 verstärkt, so daß ein guter Wrmefluß von dem Rohrheizkörper 21 auf den Rohrkanal i9 erzielt wird. Wesentlich ist, wie erwähnt, daß der nasenförmige Vorsprung 20 des Rohrkanales 19 an der heißesten Stelle im Wärmefluß liegt, so daß ein entsprechender Dampfraum gebildet wird. Der Wärmefluß an der Querschnittsstelle 24 kann durch einen Thermostaten 25 abgetastet werden, der die Stromzufuhr zu dem Rohrheizkörper 21 unterbricht, wenn die Solltemperatur erreicht ist.
  • Fig. 12 und 13 zeigen die Variante, bei der die Stege 23 geschlossen sind, so daß dementsprechend ein Doppelrohrprofil entsteht. Die Verankerung oder Verspreizung entsteht durch Verbiegen, wie im Zusammenhang mit der Fig. 11a beschrieben.
  • Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform, bei der in den Rohrkanal des Doppelrohrprofils ein Einlagerhr 26 eingeschoben ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Material des stranggepreßten Doppelrohrprofiles beliebig gewählt werden kann, d. h. in dem Sinne, daß sich optimale Eigenschaften für den Wärmeaustauscher ergeben. Das Mantelrohr des Rohrheizkörpers 21 wird entsprechend den für den Rohrheizkörper günstigen Bedingungen gewählt. Das Material des Einlagerohres 26 wird dem Medium angepaßt, welches mit dem Wärmeaus tauscher erhitzt oder gekühlt werden soll.
  • Selbstverständlich können die in den Fig. 11, 11a, 12 und 13 dargestellten Wärmeaustauscher weitere Verankerungsprofile an ihrer Außenfläche bes itzen, Sie können dann mit diesen Profilen an Trageplatten oder dgl. befestigt werden.
  • Weiterhin können mehrere Wärmeaustauscher miteinander oder mit Halteplatten oder Heizplatten über die erwähnten Ver ankerungspr ofile oder Drahtwendeln zur Bildung größerer Einheiten, z. B. Gegenstromanlagen, Kühlaggregaten, Destillieranlagen oder dgl. verbunden werden. Leerseite

Claims (22)

  1. Patentansprüche 1. Wärmeaustauscher, gekennzeichnet durch ein stranggepreßtes Rohrprofil aus einer Aluminidmlegierungoder aus einem anderen gut wärmeleitenden Material, welches ein sich mindestens über einen Teil seiner Oberfläche erstreckendes Verankerungsprofilbesitzt, mit dem es mit einem weiteren Rohrprofil , mit einer Wärmeübertragungsplatte oder mit einer Halteplatte so verbunden ist, daß das Material desselben oder derselben in dem Verankerungsprofil verankert ist.
  2. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsprofil aus einer im wesentlichen ebenen Fläche besteht, die sich nach innen verbreiternde, konische Rinnen oder gegenläufig schräg verlaufende Einschnitte besitzt.
  3. 3. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrprofil eine derartige Querschnittsform besitzt oder durch stegförmige Ansätze ergänzt ist, daß die Verankerungsprofilfläche und Wärmeübertragungsfläche mindestens 1/3 der Profilober -fläche ausmacht.
  4. 4. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrprofil einen etwa halbkreisförmigen Querschnittbesitzt, wobei die Kreissekante das Verankerungsprofil trägt.
  5. 5. Wärmeaustauscher nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnat, daß das Rohrprofil einen trapezförmigenQuerschnitt mit zwei oder mehreren Innenkanälen besitzt, wobei die größte Seite des Trapezes das Verankerungsprofil trägt.
  6. 6. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrprofil einen etwa dreieckigen Querschnitt besitzt, wobei die größte Seite des Dreiecks das Verankerungsprofil trägt.
  7. 7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Verankerungsprofil gegenüberliegende Winkel des Dreiecks bogenförmig abgerundet ist.
  8. 8. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrprofil Seitenstege besitzt, die parallel zueinander verlaufen und eine Rinne bilden, wobei die Verankerungsprofile der Seitenstege gegeneinander gerichtet sind.
  9. 9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rinne eint Rohrheizkörper oder ein Heizstab eingelegt ist, und daß die Seitenstege mit ihren Verankerungsprofilen auf den Rohrheizkörper oder auf den Heizstab aufgepreßt sind.
  10. 10. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkanal des Rohrprofils mit Isoliermaterial und einer elektrischen Heizwendel gefüllt ist.
  11. 11. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkanal des Rohrprofils an ein Flüssigkeitsdurchlaufsystem angeschlossen ist.
  12. 12. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Querschnitt halbkreisförmige Rohrprofile an ihren Flachseiten je ein gegensinniges Verankerungsprofil tragen und daß die beiden Rohrprofile mit ihren Verankerungsprofilen miteinander verzahnt sind (Fig. 7j.
  13. 13. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsprofil im Querschnitt mindestens halbkreisförmige, vorzugsweise dre iviertelkreisförmige Vorsprünge be -sitzt, die im Abstand voneinander angeordnet sind und zwischen sich etwa T-förmige Rinnen bilden (Fig. 8 und 9).
  14. 14. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsprofil aus schwalbenschwanzförmigen Rippen mit dazwis chenliegenden schwalbens chwanzförmigen Rinnen besteht.
  15. 15. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsprofil sich über die Innenmantelfläche oder Außenmantelfläche eines Rohrprofils erstreckt.
  16. 16. Wärmeaustauscher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppelrohrprofil vorgesehen ist, wobei der Innenmantel eines Rohrkanals ein Verankerungsprofil trägt und daß in diesem Rohrkanal ein Rohrheizkörper angeordnet ist, dessen Außenmantel ein gegensinniges Verankerungsprofil trägt.
  17. 17. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Flüssigkeitsdurchlauf dienende Rohrkanal im Querschnitt tropfenförmig ausgebildet ist oder eine hochgezogene Nase besitzt, so daß ein dem Vortrieb der Flüssigkeitssäule dienender Dampfraum gebildet wird.
  18. 18. Wärmeaustauscher nachAnsprüchen 1 bis 17, dadurchgekennzeichnet, daß in den dem Flüssigkeitsdurchlauf dienendenRohrkanal ein Einsatzrohr aus einem korrosionsbeständigen Material eingesetzt ist (Fig. 13).
  19. 19. Wärmeaustauscher nach Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Drahtwendelnvorgesehen sind, die von dem Material der miteinander zu verbindenden Teile umflossen sind.
  20. 20. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers näch Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile, nämlich das stranggepreßte Rohrprofil, das weitere Rohrprofil, die Wärmeübertragungsplatte oder die Halteplatte durch einen in Richtung der Flächen normalen wirkenden Preßdruck miteinander verbunden werden.
  21. 21. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers nach Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile gegensinnige Verankerungsprofile besitzen und mit ihren Verankerungspr ofilen ineinandergesteckt werden, ferner, daß die so lose verbundenenTeileverformt, vorzugsweise gebogen werden, wobei sich die Profile ineinander verankern oder verzahnen.
  22. 22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vertiefungen des Verankerungsprofils vor dem Verpressen Drahtwendeln eingeschoben werden, die vorzugsweise über die Oberfläche des Profils vorstehen.
DE19752555599 1975-12-10 1975-12-10 Waermeaustauscher Pending DE2555599A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752555599 DE2555599A1 (de) 1975-12-10 1975-12-10 Waermeaustauscher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752555599 DE2555599A1 (de) 1975-12-10 1975-12-10 Waermeaustauscher

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2555599A1 true DE2555599A1 (de) 1977-06-23

Family

ID=5964011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752555599 Pending DE2555599A1 (de) 1975-12-10 1975-12-10 Waermeaustauscher

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2555599A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0143117A1 (de) * 1983-11-29 1985-06-05 Harry König Durchlauferhitzer für die Kaffee- oder Teebereitung
EP0228000A1 (de) * 1985-12-23 1987-07-08 Elpag Ag Chur Elektrischer Durchlauferhitzer
WO2015162077A1 (de) * 2014-04-23 2015-10-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Wärmeübertragungsvorrichtung, solarkollektor und wärmerohr
WO2016016857A1 (en) 2014-07-31 2016-02-04 I.R.C.A. S.P.A. Industria Resistenze Corazzate E Affini Heat exchanger
DE102015103239A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-08 Air-Eltec Patent Ug (Haftungsbeschränkt) Getränkezubereitungsvorrichtung für ein Fahrzeug sowie Verfahren zu deren Betrieb
IT201800004614A1 (it) * 2018-04-17 2019-10-17 Riscaldatore elettrico per frigorifero ad assorbimento

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0143117A1 (de) * 1983-11-29 1985-06-05 Harry König Durchlauferhitzer für die Kaffee- oder Teebereitung
EP0228000A1 (de) * 1985-12-23 1987-07-08 Elpag Ag Chur Elektrischer Durchlauferhitzer
WO2015162077A1 (de) * 2014-04-23 2015-10-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Wärmeübertragungsvorrichtung, solarkollektor und wärmerohr
WO2016016857A1 (en) 2014-07-31 2016-02-04 I.R.C.A. S.P.A. Industria Resistenze Corazzate E Affini Heat exchanger
US10641521B2 (en) 2014-07-31 2020-05-05 I.R.C.A. S.P.A. Industria Resistenze Corazzate E Affini Heat exchanger
DE102015103239A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-08 Air-Eltec Patent Ug (Haftungsbeschränkt) Getränkezubereitungsvorrichtung für ein Fahrzeug sowie Verfahren zu deren Betrieb
EP3264937B1 (de) 2015-03-05 2019-01-30 Genesis Patent AG Getränkezubereitungsvorrichtung für ein fahrzeug sowie verfahren zu deren betrieb
DE102015103239B4 (de) 2015-03-05 2023-08-10 Genesis Patent Ag Getränkezubereitungsvorrichtung für ein Fahrzeug sowie Verfahren zu deren Betrieb
IT201800004614A1 (it) * 2018-04-17 2019-10-17 Riscaldatore elettrico per frigorifero ad assorbimento

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60209994T2 (de) Wärmetauscherrohr
DE2731027C2 (de) Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen Metallrohren
DE102006002932A1 (de) Wärmetauscher und Herstellungsverfahren für Wärmetauscher
DE2555599A1 (de) Waermeaustauscher
EP0041653A1 (de) Wärmeaustauschelement
EP0031866B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Heizeinrichtung oder eines Wärmeaustauschelementes
EP0015915A1 (de) Wärmeübertragersystem und verfahren zu seiner herstellung.
DE2814455A1 (de) Waermeaustauschelement
DE2834767B2 (de) Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeuge und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1832830B1 (de) Wärmeübertrager
DE2318180A1 (de) Elektrischer rohrheizkoerper mit kuehlflaechen
DE7539390U (de) Wärmeaustauscher
EP0031422B1 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Rohrstücken vorgegebener Länge
DE2549006C3 (de) Elektrisches Heizelement
DE2652656C3 (de) Elektrischer Durchlauferhitzer für flüssige Medien und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1004376B1 (de) Metallschaumformkörper
DE2530296A1 (de) Durchlauferhitzer fuer kaffeemaschinen
DE2525367A1 (de) Rohrheizkoerper
DE2341974A1 (de) Verfahren zum umformen von rohren
AT81889B (de) Verfahren zur Befestigung geflansehter Lamellen odVerfahren zur Befestigung geflansehter Lamellen oder Platten auf einem oder mehreren Rohren durch Auer Platten auf einem oder mehreren Rohren durch Ausweitung der letzteren. sweitung der letzteren.
DE2105069A1 (de) Wärmetauscherelementrohling
DE1501548A1 (de) Waermeaustauscher
DE2336149A1 (de) Verfahren zum kraftschluessigen kaltverbinden
DE2365761C3 (de) Verbindungselement zum mechanischen Verbinden zweier Metallteile
DE7326115U (de) Verbundelement