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"Wärmetauscherlamelle"
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscherlamelle für die Verrippung
von Wärmetauschrohren zum Wärmetausch eines die Wärmetauscherlamelle beaufschlagenden
gasförmigen ersten Fluids mit einem in den Wärmetauschrohren geführten zweiten Fluid,
wobei reihenweise quer zur Strömungsrichtung des ersten Fluids verlaufende Anschluß
stellen der Wärmetauscherlamelle an die Wärmetauschrohre vorgesehen sind.
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Für derartige Lamellen von oder für Wärmetauscher soll mit einfach
herstellbaren und dauerhaften Mitteln ein möglichst guter Wärmeübergang zwischen
der Lamelle einerseits und dem diese beaufschlagenden gasförmigen ersten Fluid andererseits
erreicht werden. Um diesen Zweck zu erreichen, ist es bekannt, in verschiedenartiger
Weise die Lamelle zu profilieren.
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Eine der eilfachsten bekannten Profilierungen besteht in einer Wellung
der Lamelle quer zur Strömungsrichtung (vgl. z.B.
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DE-OS 25 :40 064). Der Wirkungsgrad einer solchen Wellung ist jedoch
nich: besonders gut, und außerdem ist oft der mit der Wellung verbundene relativ
große Druckverlust unerwünscht.
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Man hat daher schon verschiedene Profilformen aus der Lamelle selbst
herausgedrückt, wobei meistens Durchbrüche im Lamellenmaterial entstehen. Alle derartigen
Profilierungen sollen bes ere Eigenschaften als eine einfache Lamellenwellung erreichen,
die gegebenenfalls zusätzlich vorgesehen sein kann.
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Bei allen diesen zusätzlichen Profilierungen besteht das Bestreben,
die Luft an der Lamelle künstlich so zu verwirbeln, daß Grenzschichten aufgerissen
werden und es zu einem möglichst innigen Kontakt des ersten Fluids auch dann mit
der Lamelle kommt, wenn das Fluid zunächst etwas Abstand zur Lamelle hat.
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Eine bekannte Profilierung dieser Art (DE-GM 78 06 410) versucht,
das erste Fluid in einem herausgedrückten Führungskanal mit halbkreisförmigem Querschnitt
zu führen. Abgesehen davon, daß es zweifelhaft ist, ob das erste Fluid tatsächlich
diesen Führungskanälen exakt folgt, ergeben sich bei Erhöhung des Wärmeübergangs
zugleich deutliche Erhöhungen des Druckverlustes. Die Herstellung derartiger Führungskanäle
erfordert ferner wegen der Materialdehnung der Kanalwandungen in unmittelbarer Nähe
der kragenförmigen Anschlußstellen an die.
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Wärmetauschrohre recht komplizierte Formgebungswerkzeuge.
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Trotzdem kommt es bei den dünnen, üblicherweise verwendeten Lamellen
leicht zu Materialrissen, welche den Wärmefluß innerhalb der Lamelle unterbrechen.
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Diese Schwierigkeiten teilweise vermieden hat eine bekannte 52 Anordnung
(DE-OS 24 41 6#5), bei der brückenartige Ausprägungen
mit flachem
Grund vorgesehen sind, welche sich entweder zwischen benachbarten Anschlußstellen
von Wärmetauschrohren erstrecken oder sich in radialer bis sternförmiger Anordnung
um eine Anschlußstelle gruppieren. Wenn auch hier die mechanischen Eigenschaften
etwas unkritischer sind, se wiederum eine Materialdehnung nicht vermieden. Auch
die Herstellungswerkzeuge sind wiederum relativ kompliziert und es kommt zu relativ
hohen Druckverlusten.
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Man hat auch schon in verschiedener Weise versucht, zur Verwirbelung
und Führung des ersten Fluids dienende einfache Stege aus der Lamelle cuszustellen.
Dabei kommt es weniger zu Materialschwächungen.
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Besonders weit verbreitet sind quer zum Fluidstrom verlaufende Stege,
insbesondere in jalousieartiger Hintereinanderanordnung (eines unter einer Vielzahl
von Beispielen - DE-OS 28 13 747 der Anmelderin). Mit derartigen Jalousien lassen
sich besonders hohe Wirkungsgrade erreichen, wobei aber wiederum ein relativ hoher
Druckverlust in Kauf genommen werden muß.
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Andere ausgestellte Stege haben in erster Linie nur Abstandhalterfunktionen
im Lamellenpaket und sind im Wirkungsgrad weniger bedeutsam (vgl. z.B. DE-OS 2 306
562, Elemente 5 und 26 sowie die bereits bezüglich der Wellung der Lamelle erwähnte
DE-OS 25 30 064, Elemente 5).
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Man hat auch schon Stege so aus der Lamellenebene ausgestellt,
daß
die Stege im wesentlichen der Strömungsrichtung des Fluids folgen. Die Erfindung
befaßt sich mit einer Weiterbildung derartiger Lamellenanordnungen.
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Die Erfindung gibt dabei alternativ je eine Verbesserung für den Fall
an, daß entweder gemäß DE-OS 21 23 722 zwischen benachbarten Anschluß stellen der
Wärmetauschlamelle an die Wärmetauschrohre derselben Reihe zwei Durchbrüche der
Lamelle und zwei jeweils an einem quer zur Reihenerstrekkung liegenden Rand eines
Durchbruches aus der Lamellenebene ausgestellte Leitstege für das erste Fluid vorgesehen
sind, und gegebenenfalls die Durchbrüche und die Leitstege spiegelsymmetrisch zu
der zwischen den benachbarten Anschluß stellen quer zur Reihe liegenden Mittelebene
zwischen den beiden Anschlußstellen und/ oder die Leitstege schräg zur Reihenerstreckung
angeordnet sind,-oder daß gemäß DE-GM 69 18 645 zwischen benachbarten Anschlußstellen
derselben Reihe ein Durchbruch der Lamelle und zwei an quer zur Reihenerstreckung
gegenüberliegenden Rändern eines Durchbruchs aus der Lamellenebene ausgestellte
Leitstege für das erste Fluid vorgesehen sind.
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Der Erfindung liegt dabei in beiden Alternativen die Aufgabe zugrunde,
folgende vier Anforderungen möglichst harmonisch
miteinander zu
vereinen: a) hoher Wärmeübergang; b) geringer Druckverlust; c) Stabilität der Lamelle
trotz Verformung; und d) einfache Herstellung.
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Diese Aufgabe wird gemäß der erstgenannten bzw. zweitgenannten gattungsgemäßen
Lamellenausbildung entweder gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 oder dem Kennzeichen
von Anspruch 12 gelöst.
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Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße rezärmetauscherlamelle
hohe Wärmeübergangswerte mit relativ niedrigen Druckverlusten verbindet. Die Stege
tragen dabei zur Versteifung der Lamelle mit bei, so daß trotz der Durchbrechungen
eine hohe mechanische Stabilität erreicht werden kann. Außerdem reichen für die
Herstellung der Verformungen relativ einfach aufgebaute Stanzstempel aus, zumal
wenn die Stege aus geradlinig ausgestellten Stegen bestehen. Man kann aber auch
zusätzliche Krümmungen vorsehen, ebenso wie es möglich ist, die Erfindung an einem
gewellten Lamellengrundblech vorzusehen. Im allgemeinen reicht es jedoch aus, wenn
die erfindungsgemäßen Leitstege aus einer ebenen Lamelle seradlinie, meist soaar
mit ebener Stegfläche, ausgestellt werden.
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Betrachtet sei nun die erste Alternative mehr im einzelnen: Bei der
gattungsgemäßen Ausführungsform der ersten Alternative ist an jeder der beiden Durchbrechungen
zwischen benachbarten
AnschluBstellen jeweils nur ein Leitsteg
ausgebildet. Demgegenüber ist es nach der Erfindung bereits grundsätzlich für sich
neu und auch sonst nicht nahegelegt, daß zwischen den benachbarten Anschlußstellen
zwei weitere Leitstege derart ausgebildet sind, daß vier Leitstege paarweise an
sich gegenüberliegenden Rändern beider Durchbrechungen aus der Lamellenebene ausgestellt
sind.
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Bereits dies führt zu einer merklichen Wirkungsgraderhöhung des Wärmeübergangswegen
der Vervielfältigung der verwirbelnden Anströmkanten. Wenn ferner die einer Anschluß
stelle benachbarten Leitstege mindestens etwa gleich lang oder länger wie bzw. als
die zwischen den Durchbrechungen angeordneten Leitstege ausgebildet sind, wird zusätzlich
sichergestellt, daß der Wärmeleitweg vom Rohr über die Lamelle in den jeweiligen
Leitsteg möglichst frei von den Wärmefluß störenden Unterbrechungen gehalten wird.
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Der letztgenannte Gesichtspunkt eines möglichst günstigen Wärmeleitweges
wird gemäß Anspruch 2 weiter optimiert.
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Di Auslegung gemäß Anspruch 3 gibt besonders gute Abflußverhältnisse
von etwa kondensierenden Niederschlägen aus dem die Lamelle beaufschlagenden ersten
Fluid wieder. Dabei lassen sich die der Anschluß stelle benachbarten Leitstege einfach
so aus der Lamelle ausstellen, daß sie bei relativ großer Länge innerhalb des relativ
kurzen Zwischenraums zwischen benachbarten Lamellen angeordnet werden können und
dabei
die zugeordnete Durchbrechung gerade optimal so teilweise überdecken, daß die Durchbrechung
einerseits keinen nennenswerten Kurzschlußeffekt hat, andererseits jedoch mit ihrer
eigenen Kante noch zusätzlich verwirbelnd wirksam werden kann.
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Ähnliche Überlegungen gelten für Anspruch 4. Da man die zwischen den
Durchbrechungen angeordneten Leitstege gemäß Anspruch 2 kürzer als die der Anschlußstelle
benachbarten Leitstege an derselben Durchbrechung halten kann, kann man gegebenenfalls
die zwischen den Durchbrechungen angeordneten Leitstege sogar rechtwinklich innerhalb
des Abstandes zur nächstbenachbarten Lamelle aufstellen.
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Diese zwischen den Durchbrechungen angeordneten Leitstege tragen ferner
zu einer wesentlichen mechanischen Versteifung der Zwischenstege zwischen den beiden
Durchbrechungen zwischen benachbarten Anschluß stellen und damit in Vervielfachung
auch der ganzen Lamelle bei. Die gegebenenfalls von der Senkrechten abweichende
Neigung wird man wiederum in optimaler Anpassung an die Strömungseinflüsse der Durchbrechung
in Verbindung mit Gesichtspunkten einfacher Herstellung wählen.
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Wenn der Raum zwischen benachbarten Lamellen ausreicht, wird vorzugsweise
gemäß Anspruch 5 die Länge der zwischen den Durchbrechungen angeordnetn Leitstege
nur so groß gewählt, daß die
gewünschte Versteifung der Zwischenstege
zwischen den Durchbrechungen erreicht wird, während die den Anschlußstellen benachbarten
Leitstege wesentlich weiter bis in die Nähe oder an die nächstfolgende Lamelle ausgestellt
werden können, um hier zugleich optimale Wärmeleit- und Verwirbelungsverhältnisse
zu erreichen. Als Abstandhalter benachbarter Lamellen werden zweckmäßig zusätzliche
Abstandhalteelemente vorgesehen, z. B. Stützkrägen an stutzenartig an der Lamelle
herausstehenden Anschluß stellen für das jeweilige Wärmetauschrohr (an sich bekannt
z. B. aus DE-OS 28 13 747, Fig. 3 und 4 der Anmelderin).
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Anspruch 6 beschreibt eine optimale Abstimmung des von der jeweiligen
Anschlußstelle eines Wärmetauschrohres in den nächsten Leitsteg führenden Wärmeleitwegs
in bezug auf den von einer Anschlußstelle einer benachbarten Reihe ausgehenden Wärmeleitweg
in den Zwischenraum zwischen den beiden Durchbrechungen zwischen benachbarten Anschlußstellen.
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Anspruch 7 zeigt eine Möglichkeit, die Verwirbelung und damit den
Wärmeübergang noch weiter zu verbessern, allerdings unter Inkaufnahme eines gewissen
zusätzlichen Druckverlustes. Diese Lösung dürfte besonders, wenn auch nicht ausschließlich,
für solche Lamellenanordnungen zweckmäßig ein, bei denen der Abstand zwischen benachbarten
Anschlußstellen relativ groß ist und die Leitstege einer usätzlichen mechanischen
Versteifung bedürfen. Es versteht sich, daß an die Stelle einer Sicke auch
alle
anderen bekannten gleich oder ähnlich wirkenden Ausstellungen, Verdickungen, Verformungen
u. dgl. treten konnten.
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Man kann die erfindungsgemäße anerdnunq der ersten Alternative auch
zwischen zwei benachbarten Anschluß stellen derselben Reihe vervielfachen, wie es
Anspruch 8 zeigt. Dies vervielfacht zugleich die Anzahl der Anströmkanten, ohne
den Druckverlust über Gebühr zu erhöhen. Diese Anordnung kommt insbesondere dann
zum Tragen, wenn zwischen den Anschlußstellen benachbarter Wärmetauschrohre hinreichend
viel Raum ist und insbesondere die Reihenbreite relativ groß ist.
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Bereits gattungsgemäß ist es bekannt, den Kontakt des Fluids mit den
Leitstegen durch deren Schrägstellung zur Reihenerstreckung zu erhöhen.
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Hierbei gibt Anspruch 9 eine insbesondere fertigungstechnisch besonders
einfache Ver~irklichung der Erfindung wieder, die trotz der Parallelstellung der
an derselben Durchbrechung angeordneten Leitstege der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung
hervorragend Rechnung trägt. Alternativ könnte man jedoch auch daran denken, die
an derselben Durchbrechung angeordneten Leitstege z. B. unter einem spitzen Winkel
zueinander verlaufen zu lassen, wobei dabei gegebenenfalls der eine Leitsteg senkrecht
zur Reihenerstreckung verlaufen könnte.
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Die Ansprüche 10 und 11 geben weitere Maßnahmen bei Schrägstellung
der Leitstege zur Reihenerstreckung wieder, welche bei ausgewogener Verteilung der
Leitstege über die ganze Lamelle und damit auch bei einem ausgewogenen Strömungsbild
vorteilhafte Eigenschaften im Sinne der Aufgabenstellung ergeben.
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Bezüglich der zweiten Alternative der Erfindung seien nur einige Besonderheiten
im einzelnen herausgestellt; sonst gelten verschiedene Aspekte, die zur ersten Alternative
abgehandelt sind, analog.
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Es korrespondiert Anspruch 13 der zweiten Alternative zum Anspruch
5 der ersten Alternative. Besonders hervorzuheben ist die Verwirbelungsmöglichkeit
ces gesamten zwischen zwei benachbarten Lamellen strömenden Fluidstromes.
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Anspruch 14 korrespondiert zu Anspruch 7, Anspruch 15 zu Anspruch
8 und Anspruch 16 zu Anspruch 9, wobei die erwähnten Vorteile analog gelten.
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Anspruch 17 stellt demgegenüber eine bevorzugte Alternative zu Anspruch
9 oar, wobei hier die Schrägstellung der Leitstege an derselben Durchbrechung relativ
zueinander eine Wirkungsgraderhöhung bringt, deren Druckverlust in Kauf genommen
werden kann, weil ja nur zwei Leitstege zwischen benachbarten Anschlußstellen vorgesehen
sind.
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Auch bei der zweiten Alternative können die Leitstege schräg zur Reihenerstreckung
angeordnet sein, um ihre Kontaktwirkung gegenüber der gattungsgemäßen Ausrichtung
zu erhöhen. Wiederum können gegebenenfalls dann die Leitstege an verschiedenen Durchbrechungen
gegensinnig gegenüber der Reihenerstreckung schräggestellt sein und/oder benachbarte
Leitstege benachbarter Reihen gegensinnig schräggestellt sein.
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Zweckmäßig werden bei beiden Alternativen alle Leitstege nur nach
einer Seite aus der Lamellenebene e usgestellt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an
titebreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer ersten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmetauscherlamelle; Fig. 2 einen Schnitt
nach der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 in drei alternativen Ausführungsformen
a), b) und c) drei Varianten gegenüber Fig. 2 eines Schnittes nach der Linie 11-11
in Fig. 1 mit unterschiedlichem Ausstellgrad von Leitstegen entsprechend unterschiedlichem
Abstand benachbarter Lamellen in einem Lamellenpaket; Fig. 4 eine Draufsicht ähnlich
der von Fig. 1 auf eine zweite Ausführungsform einer Wärmetauscherlamelle gemäß
der Erfindung; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4; Fig. 6 eine Draufsicht
auf eine dritte Ausführungsform einer Wärmetauscherlamelle nach der Erfindung ähnlich
der Darstellung von Fig. 1;
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie
VII in Fig. 6; Fig. 8 eine Draufsicht ähnlich cter von Fig. 1 auf eine vierte Ausführungsform
einer Wärmetauscherlamelle gemäß der Erfindung; Fig. 9 eine Draufsicht ähnlich der
von Fig. 1 auf eine fünfte Ausführungsform einer Wärmetauscherlamelle gemäß der
Erfindung; Fig. 10 eine Draufsicht ähnlich der von Fig. 1 auf Eine sechste Ausführungsform
einer Wärmetauscherlamelle gemäß der Erfindung in alternativer Gestaltung zu der
der ersten bis fünften Ausführungsform; Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI
in Fig. 10 und Fig. 12a und b Draufsichten ähnlich denen von Fig. 1 einer siebenten
und achten Ausführungsform einer Wärmetauscherlamelle gemäß der Erfindung, in Abwandlung
der ersten Bauart der ersten bis fünften Ausführungsvorm mit unterschiedlicher Ausstellung
der Leitstege bei deren Schrägstellung zur Reihenerstreckung.
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In allen Figuren 1 bis 12 sind Wärmetauscherlamellen 2 in verschiedenen
Ausführungsformen dargestellt, bei denen sich jeweils ein Lamellenblech der im Rahmen
der Erfindung @@@@@ zugten Stärke zwischen etwa 0,1 und 0,5 mm im wesentlichen eben
bis auf die nachfolgend geschilderten Elemente erstreckt.
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Alle Wärmetauscherlamellen sind ausschnittweise dargestellt.
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Das Lamellenmaterial ist beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Stahl
oder Legierungen hiervon. Es kann insoweit auf die üblicrzn Bauformen und Materialien
von Wärmetauscherlamellen Beug genommen werden.
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In jeder Wärmetauscherlamelle 2 erstrecken sich mehrere Reihen von
Anschlußstellen 4 zur Aufnahme von Wärmetauschrohren, die nicht dargestellt sind.
Die Anschlußstellen sind jeweils als sich aus der Lamellenebene aus derselben Seite
erhebende zylinderförmige Stutzen ausgebildet, die an ihrem freien Rand einen nach
außen umgebördelten Kragen aufweisen, an dem sich jeweils die nächstfolgende Lamelle
eines Lamellenpaketes abstützen kann.
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Die einzelnen nicht gezeigten Wärmetauschrohre werden in die Stutzen
eingesteckt und mit diesen beispielsweise durch Aufwe itung verbunden.
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Die Wärmetauscherlamellen 2 werden von einem gasförmigen ersten Fluid
beaufschlagt, welches über die Wärmetauscherlamelle 2 in Wärmetausch mit in den
Wärmetauschrohren mitgeführtem zweiten Fluid tritt. Im allgemeinen verläuft die
Strömung des ersten Fluids quer zur Strömung des zweiten Fluids. Die Strömungsrichtung
ist in den dargestellten Draufsichten der Wärmetauscherlamelle durch einen Richtungspfeil
6 verdeutlicht.
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Man erkennt, daß die Anschlußstellen 4 in aufeinander folgenden Reihen
quer zur Strömungsrichtung gemäß Richtungspfeil 6 verlaufen. Dabei gibt es sowohl
Ausführungsformen, bei denen aufeinander folgende Reihen der Anschluß stellen 4
gegeneinander auf Lücke versetzt sind (Fig. 1, Fig. 4, Fig. 6, Fig. 8) als auch
solche, bei denen benachbarte Anschluß stellen aufeinander folgende Reihen in Strömungsrichtung
(Richtungspfeil 6) miteinander fluchtend ausgerichtet sind (Fig. 9, Fig. 10, Fig.
12).
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Beide Möglichkeiten sind bei beiden alternativen Bauarten einer erfindungsgemäßen
Wärmetauscherlamelle möglich (erste Bauart Fig. 1 bis 9, zweite Bauart Fig. 10 bis
12).
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Die Anschlußstellen 4 sind vorzugsweise identisch gestaltet. In jeder
Reihe haben benachbarte Anschlußstellen gleiche Abstände.
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Die Abstände sind auch in unterschiedlichen Reihen im allgemeinen
je Reihe gleich. Ebenso ist im allgemeinen der Abstand aufeinander folgender Reihen
jeweils untereinander gleich. Man kann auch Anschluß stellen gruppenweise mit unterschiedlicher
Musterung in den verschiedenen Gruppen vorsehen.
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Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 9 und 12 sind zwischen
zwei benachbarten Anschlußstellen 4 derselben Reihe jeweils zwei Durchbrechungen
8,9 spiegelsymmetrisch zu der in benachbarten Anschlußstellen quer zur Reihe liegenden
Mittelebene zwischen den beiden Anschlußstellen angeordnet. Diese Spiegelsymmetrie
ist aus der zeichnerischen Darstellung ohne weiteres
zu ersehen.
Die Symmetrieebene 10 ist in einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 eingezeichnet
und bei den anderen Ausführungsbeispielen entsprechend gelegen.
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Die beiden Durchbrechungen 8 und 9 sind bis auf die Spiegelsymmetrie
gleich angeordnet und ausgebildet.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist jede Durchbrechung 8 bzw.
9 in zwei Durchbrechungen 8a und 8b bzw. 9a und 9b aufgelöst, die zwischen benachbarten
Anschlußstellen 4 in Strömungsrichtung gemäß Richtungspfeil 6 bzw. rechtwinklich
zur Reihenerstreckung hintereinander angeordnet sind. Die Durchbrechungen sind in
Fig. 8 spiegelsymmetrisch zu der Ebene angeordnet und ausgebildet, die sich rechtwinklich
zur Ebene der Wärmetauscherlamelle 2 durch die Achsen benachbarter Anschlußstellen
streckt.
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An dem den Anschlußstellen benachbarten Rand jeder Durchbrechung einerseits
und an dem gegenüber liegenden Rand andererseits sind jeweils Leitstege 12 und 14
ausgebildet, wobei die Leitstege 12 den Anschlußstellen 4 benachbart sind und die
gegenüber liegenden Stege 14 zwischen den Durchbrechungen angeordnet sind.
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Die Leitstege 12 und 14 sind auf derselben Seite aus der Wärmetauscherlamelle
ausgestellt wie die stutzenförmigen Anschlußstellen 4. Auf der anderen Seite der
Wärmetauscherlamelle sind lediglich kreisringförmig ausgedrückteVerstärkungssicken
16 in naher Nachbarschaft der Anschlußstellen 4 jeweils rings um diese
vorgesehen.
Wie die ~eicnnerlsche Darstellung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung
zeigt, können diese Verstcrkungssicken 16 unterschiedliche Querschnlttform haben,
gegebenenfalls auca weggelassen sein.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fic. 8 sind die Leitstege 12 und 14
sinngemäß in einzelne Leitstege 12a und 12b bzw. 14a und 14b aufgeteilt, die den
jeweils durch das Suffix a bzw. b kenntlichgemachten Durchbrechung 8 bzw. 9 zugeordnet
sind.
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Zwischen den beiden Durchbrechungen 8 und 9 bzw. 8a und 8b sowie 9a
und 9b (letzteres bezüglich Fig. 8) erstreckt sich jeweils ein Zwischensteg 18 bzw.
18a, 18b in Fig. 8.
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Die Leitstege 14 bilden zusammen mit dem Zwischensteg 18 eine im wesentlichen
U-förmige Versteifung mit mehr oder minder ausgeprägter Schrägstellung der Seitenwände.
Dabei können die Leitstege 14 gemäß den zeichnerischen Darstellungen unter einem
spitzen Winkel bis zu einem nicht zeichnerisch dargestellten rechten Winkel gegenüber
der Lamellenebene angeordnet werden.
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Auch stumpfe Winkel sind grundsätzlich denkbar, jedoch aus Herstellungsgründen
weniger empfehlenswert.
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Auch die den Anschlußstellen benachbarten Leitstege 12 sind vorzugsweise
unter einem spitzen Winkel gegenüber der Lamellenebene angeordnet, wie dies zeichnerisch
dargestellt ist.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 erstrecken sich die beiden Leitstege
12 und 14 jeder Durchbrechung 8 bzw. 9 bis in dieselbe Höhe, und zwar bis in die
Nähe oder bis im Grenzfall in Berührung an die nächstfolgende Lamelle.
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Die Leitstege 14 kann man im allgemeinen auch bei unterschiedlichem
Lamellenabstand mit gleicher Höhe ausstellen, da es bei ihnen in erster Linie auf
eine Stabilität des offenen Profils 14,18 ankommt. Eine Anpassung an den Lamellenabstand
mit Nachfolge der Ausstellung der Leitstege 12 an den wechselnden Lamellenabstand
zeigen die verschiedenen Ausführungsformen a, b und c nach Fig. 3, wo die Leitstege
12 jeweils bis an die nächstfolgende Lamelle ausgestellt sind, während die Leitstege
14 jeweils gleiche Ausstellung haben.
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Bei allen Ausführungsformen ist die Länge der Leitstege 12 wesentlich
grUBer als die der Leitstege 14, vorzugsweise etwa doppelt so lang und länger gewählt.
Um selen Wärmeleitweg aus dem Wärmetauschrohr bzw. seiner Anschlußstelle bis zur
freien Kante des nächstliegenden Leitstegs 12 so lang wie möglich zu machen, werden
im allgemeinen auch die Leitstege 12 selbst so lang wie möglich gewählt. Die Leitstege
14 brauchen nur so lang gemacht zu werden, wie dies für die Stabilität der Wärmetauscherlamelle
2 benötigt wird. Dabei kann man erreichen, daß der Wärmeleitweg von einer Anschlußstelle
4 zur freien Kante eines in cerselben Reihe benachbarten Leitsteges 12 im wesentlichen
gleich dem Wärmeleitweg von der nächstbenachbarten Anschlußstelle
der
nächsten Reihe bis in die Mitte des Zwischensteges 18 zwischen beiden Durchbrechungen
zwischen den nächstbenachbarten Anschlußstellen der erstgenannten Reihe ist, wenn
die Reihen gegeneinander versetzt angeordnet sind. Dies ist beispielsweise aus Fig.
1 ersichtlich, wo die beiden Doppelpfeile 20,21 die beiden genannten Wärmeleitwege
verdeutlichen.
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Bei den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 3 sowie 6 bis 8 sind die
Durchbrechungen 8 und bzw. 8a, 8b und 9a, 9b (Fig. 8) als Rechtecke ausgebildet,
bei denen ein gegenüber liegendes Seitenpaar der Richtung des Richtungspfeil 6 folgt.
Alternativ können die Durchbrechungen nach den Ausführungsformen der Figuren 4,
5 und 9 entweder als Parallelogramme oder als schrstehende Rechtecke angeordnet
sein, bei denen jeweils ein gegenüber liegendes Seitenpaar unter einem spitzen Winkel
gegenüber der Richtung des Richtungspfeil 6 angeordnet ist.
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In beiden Fällen können gemäß Fig. 1 bis 9 die Leitstege 12 und 14
bzw. 12a, 12b und 14a und 14b (Fig. 8) parallel zueinander verlaufen und dabei ebenso
wie die Durchbrechungen als aeradlinige ebene Flächenstücke ausgebildet sein.
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Wie jedoch die Variante nach den Figuren 6 und 7 zeigt, kann mindestens
eine Sicke 22 wenigstens an den einer Anschlußstelle 4 benachbarten Leitstege 12
bzw. 12a, 12b (vgl. Fig. 8) ausgebildet sein, wobei hier zwei Sicken 22 dargestellt
sind. Die
Erstreckungsrichtung einer solchen Sicke 22 folgt der
Reihenerstreckung bzw. verlüft rechtwinklich oder mindestens unter einem Schrägungswinkel
gegenüber aem Richtungspfeil 6.
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Wie die Figuren 4 und 9 zeigen, kann man bei schräg zur Reihenerstreckung
angeordneten Leitstegen 12,14 die Leitstege 12,14, die zwischen benachbarten Anschlußstellen
derselben Reihe an verschiedenen Durchbrechungen angeordnet sind, gegensinnig gegenüber
der Reihenerstreckung schrägstellen.
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Fig. 4 zeigt, daß dabei die Konfiguration bei jedem beliebigen Paar
benachbarter Anschlußstellen 4, sei es in derselben Reihe ode ei es in unterschiedlichen
Reihen, gleich sein kann. Alternativ kann man gemäß Fig. 9 die Durchbrechungen 8,
9 und die dicken zugeordneten Leitstegen 12,14 jeweils in zwei aufeinander folgenden
Reihen gleichzeitig gegensinnig herstellen, so daß die Konfiguration in den aeradzahligen
und in den ungeradzahligen Reiten jeweils gleicht und l,ei Betrachtung der geradzahligen
im Vergleich mit den ungeradzahligen Reihen gegensinnig ist.
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Sowohl in Fig. 4 als auch in Fig. 9 ist dabei die Anordnung und Ausbildung
der Leitstege 8,9 zwischen jedem beliebigen Paar benachbarter Anschlußstellen jeweils
gleich.
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Die Ausführungsform gemäß den Figuren 10 und 11 unterscheiden sic!w
von denen gemäi3 Fig. 1 his 9 vor allem dadurch, daß zwischen benachbarten Anschlußstellen
4 weils nur eine einzige Durchbrechung 28 ausgebildet ist. Man kann allerdings diese
Durchbrechung
28 auch wiederum nach den Vorbild der Fig. 8 in
mehrere Einzeldurchbrechungen 28a, 28b, 28 ... aufteilen, as zeichnerisch nicht
erneut dargestellt ist.
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Die Anschlußstellen 4 sind wiederum genau navh dem Muster der ersten
Bauart nit einer Verstarkungssicke 15 der Wärmetauscherlamelle 2 versehen. Diese
Verstärkungssicke ersteckt sich auf der Rückseite der Lamellenebene, während alle
Leitstege 30 der Wärmetauscherlamelle 2 sch auf der anderen Seite von deren Erstreckungsebene
erheben.
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Bei dem in den Figuren 10 unter 11 dargestellten Ausführungsbeispiel
erstrecken sich rechteckförmige Durchbrechungen 28 im Bereich der jeweiligen Reihe
der Anschluß stellen 4 unter einem spitzen Winkel quer zur Reihenerstreckung. Sie
könnten sich aber auch rechtwinklig ur Reihenerstreckung erstrecken. An den den
Anschlußstellen 2 benachbarten Rändern der Durchbrechung 28 sind ein Paar gleichartiger
Leitstege-30 jeweils in einem spitzen Winkel auf die Unterbrechung 28 zu acsgestellt,
so daß die Unterbrechung weitgehend unterhalb der Leitsteoe 28 liegt.
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Die dargestellten Leitstege sind geradlinig und eben. Sie könnten
jedoch in nicht dargestellter Weise aucj. nach den an Fig. 6 beschriebenen Muster
mit zusätzlichen Verstärkungssicken versehen sein. Ebenso könnte nach dem Muster
von Fig. 8 eine Vervielfachung von @urchbrechungen und Leitstegen quer zur Reihenerstreckung
vorhanden sein.
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Ebnso wie bei der ersten Bauart können ferner die Leitstege 80 bis
n den Bereich der im Lamellenpaket nächstfolgenden Lamelle ausgestellt sein, d.
h. entweder bis in deren Nähe oder gar in Beührung an derselben.
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M". erkennt in Fig. 10 und 11, daß cie Leitstege 30 so lang wie möglich
gewählt sind, um Wärmeflußunterbrechungen weitmöglichst zu reduzieren.
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Bei dieser zweiten Bauart ist ebenso wie bei der ersten Bauart bei
den beschriebenen Ausführungsbeispielen unächst davon ausgegangen, daß die Durchbrechungen
rechteckförmig oder, bei Schrägstellung gegenüber der Re ihenerstreckung, wenigstens
parallelogrammförmig sind und dementsprechend sich auch die Leitstege jeweils um
eine längs ihrer Erstreckung konstante Höhe aus der Durchbrechung erheben und untereinander
an gleichen Durchbrechungen parallel verlaufen. Alle diese Beschränkungen brauchen
bei beiden Bauarten nicht vorzuliegen.Zwei Ausführunosformen gemäß Fig. 12 a) und
Fig. 12 b) der ersten Bauart zeigen Abweichungen dieser Art.
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@sführungsformen nach 12 a) und 12b haben die Durchbrechungen 8,9
Trapezform bei Spiegelsymmetrie der gesamten Konfiguration zur Symmetriemittelebene
zwischen zwei benachbarten Anschlußstellen 4 der Wärmetauscherlamelle 2.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 12a haben die Leitstege 12 ebenso
wie die Leitstege 14 jeweils eine parallel mit dem Ricntuncspfeil 6 der Strömungsrichtung
bzw. der Normalrichtung zur Reihenerstreckung verlaufende freie Kante. Die Ansatzkante
am Rand der Durchbrechung 28 läuft bei den Leitstegen 12 jedoch schräg zuR Richtungspfeil
6, während sie bei den Leitstegen 14 auch parallel mit diesem verläuft.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12b verlaufen wiederum die freien
Kanten der Leitstege 12 und 14 an derselben Durchbrechung jeweils parallel zueinander.
Die freien Kanten der Leitstege 12 unterschiedlicher Durchbrechungen 8 und 9 verlaufen
jedoch spitzwinklig zueinander und spitzwinklig zum Richtungspfeil 6 der Strömungsrichtung.
Auch die Ansatzkanten der Leitstege 12 und 14 am Rand der Durchbrechung 28 verlaufen
jeweils spitzwinklig zum Richtungspfeil 6, und zwar bei jeder Durchbrechung jeweils
gegenläufig.
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Bei allen Bauarten wird man zweckmäßig die Leitstege 12, 14 bzw. 30
so dimensionieren, daß sie ohne oder nur mit wenig Blechverlust aus dem Lamellenblech
ausgestanzt und ausgebogen werden können. Bezüglich zweckmäßiger Bemessungsrelationen
und relativer Anordnungen wird auf die zeichnerisch(e Darstellung der einzelnen
Figuren ausdrücklich Bezug genommen.