DE2950563A1

DE2950563A1 - Waermetauscher und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2950563A1
Application number: DE19792950563
Authority: DE
Inventors: Stephen Francis Pasternak
Original assignee: Peerless of America Inc
Current assignee: Peerless of America Inc
Priority date: 1978-12-18
Filing date: 1979-12-15
Publication date: 1980-06-26
Also published as: US4298062A; JPS6422170U; JPH0238232Y2; JPS5582293A; DE2950563C2

Description

Anmelderin: Peerless of America, Incorporated,

5800 North Pulaski, Road, Chicago, Illinois, USA

Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Wärmetauscher der Rohrbauart mit Außenrippen, die Durchgangswege bilden, die sich quer über den Tauscher erstrecken. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmetauschers.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen Wärmetauschers, der in einer neuartigen und besonders schnellen Weise hergestellt werden kann.

Eine weitere wichtige Aufgabe besteht in der Schaffung eines neuen, aufienberippten Wärmetauscheis der Rohrbauart.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines neuen rohrartigen Wärmetauschers mit Außenrippen, die sich von diametral gegenüberliegenden Seiten des Wärmetauschers nach außen erstrecken.

Wärmetauscher der Rohrbauart mit Außenrippen und sogar Wärmetauscher der Rohrbauart mit Rippen, die sich von gegenüberliegenden Seiten des Tauschers nach außen erstrecken, sind bekannt und z.B. in den US-Patentschriften 3 202 212, 3 229 722, 3 692 105,

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3 746 086 und 3 877 517 offenbart. Wärmetauscher der in diesen Patentschriften offenbarten Art haben sich bewährt. Jedoch besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auch darin, die in diesen Schriften offenbarten Wärmetauscher zu verbessern.

Weiterhin besteht die Aufgabe in der Schaffung eines neuen, außenberippten Wärmetauschers der Rohrbauart, bei dem Teile in einer neuen und schnellen Weise gebildet und angeordnet sind.

Eine zusätzliche Aufgabe besteht in der Schaffung eines neuen Wärmetauschers der vorgenannten Art, bei dem dem durch den Rohrteil fließenden Arbeitsfluid in einer neuen und einfachen sowie schnellen Weise eine Turbulenz erteilt wird.

Eine weitere zusätzliche Aufgabe besteht in der Schaffung eines neuen Wärmetauschers der vorerwähnten Art, bei dem die Turbulenz in einer neuen und schnellen Weise auf Luft oder einem anderen Arbeitsfluid, die bzw. das über das äußere des Rohrteiles zwischen den daran angeordneten Rippen quer zur Länge des Rohrteiles strömt.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Wärmeübergang zwischen dem Arbeitsfluid, das durch den Wärmetauscher im länglichen Rohrteil fließt, und dem Arbeitsfluid, das quer über das äußere des Wärmetauschers strömt, in einer neuen und einfachen sowie sehne1-

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len Heise zu vergrößern bzw. zu verbessern.

Weiterhin besteht die Aufgabe in der Schaffung eines neuen außenberippten, länglichen Wärmetauschers der Rohrbauart, bei dem das Innere des Rohrteiles in einer neuen und besonders vorteilhaften Weise in Längsrichtung gekrümmt ausgebildet ist, um eine turbulente Strömung des Arbeitsfluids durch den Rohrteil zu schaffen, wobei das Arbeitsfluid zuerst in einer Richtung und dann in entgegengesetzter Richtung gerichtet wird unter Streif- oder Reibberührung mit den entsprechend gegenüberliegenden Innenwandbereichen des Rohrteiles.

Weiterhin besteht die Aufgabe in der Schaffung eines neuen, außenberippten, länglichen Wärmetauschers der Rohrbauart, bei dem die Außenrippen sich quer über den Rohrteil in einer Richtung erstrekken, die quer zur Länge des letzteren gerichtet ist, wobei benachbarte Rippenpaare Durchgangswege für die Luftströmung bilden, die quer über dem Wärmetauscher verlaufen, und mit benachbarten Durchgangswegen, die zueinander und zur Länge des Rohrteiles in unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind.

Ferner besteht die Aufgabe darin, daß ein neuer Rohrteil, der einen Durchgangsweg für das Arbeitsfluid aufweist, der sich in Längsrichtung durch den Rohrteil erstreckt, und Außenrippen umfaßt, in neuer und schneller Weise geschaffen werden kann, wobei

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die inneren Durchgangswege in neuer und vorteilhafter Weise gekrümmt verlaufen oder wobei die Außenrippen in neuer und vorteilhafter Weise relativ zueinander angeordnet sind oder wobei sowohl die Konstruktion für den inneren Durchgangsweg als auch die neue Rippenanordnung vorgesehen sind.

Die Aufgabe besteht weiterhin in der Schaffung eines neuen, außenberippten Wärmetauschers mit länglichem Rohrteil, bei dem die Rippen von zwei, sich im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Seiten des Rohrteiles nach außen vorstehen und wobei sowohl der Rohrteil als auch dessen Rippen entlang der Länge des Rohrteiles vor und zurück gekrümmt verlaufen in einer Richtung und dann in entgegengesetzter Richtung quer zur Länge des Rohrteiles und quer zu der Richtung, so daß die Rippen auf gegenüberliegenden Seiten des Rohrteiles von letzterem nach außen vorstehen.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines neuen Wärmetauschers des letztgenannten Typs, bei dem die Rippen auf gegenüberliegenden Seiten des Zentrumsbereiches jeder der vorgenannten Krümmungen mit sich progressiv ändernden Winkeln quer zur Länge des Rohrteiles angeordnet sind.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, daß ein neuer Wärmetauscher der Rohrbauart in einer neuen und schnellen Weise hergestellt werden kann, wobei er einen im wesentlichen geraden Abschnitt mit

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Aufienrippen umfaßt, die benachbarte Durchgangswege bilden, welche relativ zueinander und zur Länge des im wesentlichen geraden Abschnittes mit progressiv unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines neuen außenberippten Wärmetauschers der Rohrbauart mit den vorerwähnten Krümmungen, wobei das Innere des Rohrteiles in eine Vielzahl von Durchgangswegen für den Durchgang des Arbeitsfluids in Längsrichtung durch den Rohrteil aufgeteilt ist.

Eine Aufgabe, die zusätzlich zum Vorgenannten gedacht ist, besteht in der Schaffung eines neuen Wärmetauschers der Rohrbauart des vorgenannten Typs, bei dem die Durchgangswege gegeneinander in derselben Richtung verlagert sind, wenn der Rohrteil gekrümmt verläuft.

Eine weitere zusätzliche Aufgabe besteht in der Schaffung eines neuen Wärmetauschers des vorgenannten Typs, bei dem die Durchgangswege auf der konvexen Seite einer jeden solchen Krümmung im Querschnitt größer sind als die Durchgangswe.ge auf der konkaven Seite der betreffenden Krümmungen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines neues Herstellverfahrens für einen neuen Wärmetauscher.

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Eine weitere Aufgabe besteht In der Schaffung eines neuen außenberlppten Wärmetauschers, der praktisch und leistungsfähig Im Betrieb 1st und der schnell und wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Schließlich ergeben sich weitere Aufgaben der Erfindung aus der nachstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie aus den anliegenden Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren Prinzipien dargestellt sind, welche derzeit die beste Art darstellen, in welcher die Erfindungsprinzipien verwirklicht sind. Andere Ausführungsformen der Erfindung, die dieselben oder äquivalenten Prinzipien umfassen, können verwendet werden wie auch bauliche Änderungen möglich sind, die dem Fachmann wünschenswert erscheinen, ohne den Gedanken der vorliegenden Erfindung und den Inhalt der Ansprüche zu verlassen. Es zeigen:

Figur 1 in perspektivischer Ansicht einen Wärmetauscher, In dem die Prinzipien der Erfindung verwirklicht sind, Figur 2 eine teilweise Seitenansicht des Wärmetauschers nach Figur 1,

Figur 3 eine Schnittansicht nach der Linie 3-3 in Figur 2, Figur 4 eine Schnittansicht nach der Linie 4-4 in Figur 2, Figur 5 eine schematische Darstellung, in welcher die Position der Außenrippen relativ zu sich selbst und in bezug

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auf ihre Stellung entlang den Krümmungen am Rohrteil gezeigt ist.

Figur 6 eine schematische Ansicht, in welcher die Strömungswege des Arbeitsfluids durch den Wärmetauscher relativ zu den darin enthaltenen Krümmungen gezeigt ist, Figur 7 eine der Figur 1 ähnliche perspektivische Ansicht, in der eine abgeänderte Ausführung nach der Erfindung gezeigt ist,

Figur 8 eine Schnittansicht nach der Linie 8-8 in Figur 7, Figur 9 eine Schnittansicht nach der Linie 9-9 in Figur 7, Figur 10 eine der Figur 1 ähnliche Perspektivansicht, die eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung zeigt, Figur 11 eine Teilansicht des Wärmetauschers nach Figur 10, Figur 12 eine Schnittdarstellung nach der Linie 12-12 in Figur 11,

Figur 13 eine der Figur 6 ähnliche Darstellung, in der die Strömungswege des Arbeitsfluids durch den Wärmetauscher nach Figur 10 gezeigt sind.

Figur 14 eine schematische Darstellung ähnlich derjenigen nach Figur 5, in der die Position der Außenrippen des Wärmetauschers nach Figur 10 relativ zueinander und bezüglich ihrer Position entlang den Krümmungen am Rohrteil des Wärmetauschers gezeigt ist,

Figur 15 eine der Figur 14 ähnliche schematische Darstellung, in der eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung gezeigt ist.

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Ein nach der Rohrbauart ausgebildeter Wärmetauscher oder ein wärmeübertragendes Element 1 ist in den Figuren 1 bis 6 gezeigt, wobei dieses Beispiel die derzeit bevorzugte Ausführungsform darstellt.

Der Wärmetauscher 1 umfaßt einen Körperteil 2, der in dieser bevorzugten Ausführungsform ein einstückiges, auBenberipptes Rohrteil umfaßt, das unter Erzielung eines Serpentinenmusters vor und zurück bzw. mehrfach umgebogen ist. Das Rohrteil 2 weist Endteile 3 und 4 an seinen entsprechenden Enden auf, die als Verbindungsteile des vollständigen Wärmetauschers 1 dienen.

Der Rohrteil umfaßt ein langes Rohr 5 mit vorzugsweise im wesentlichen rechteckigen Querschnitt (Figuren 3 und 4) mit zwei im wesentlichen parallelen und schmalen Seitenwänden 6 und 7 und zwei gegenüberliegenden, im wesentlichen parallelen und breiteren Seitenwänden 8 und 9. Eine Vielzahl Rippen 10 und 11 stehen von den Außenflächen der Seitenwände 8 und 9 nach außen vor und sind voneinander beabstandet entlang dem Rohr 5 angeordnet. Die Rippen 10 und 11 können jede gewünschte Form aufweisen, ohne die Absicht der umfassenderen Aspekte der Erfindung zu verlassen, sind aber vorzugsweise länglich ausgebildet mit einem länglichen Basisteil 12, das sich quer zu der Außenfläche der Seitenwände 8 und 9 erstreckt und hierzu benachbart ist, und mit einer Vielzahl von Vorsprüngen versehen ist, wie z.B. die Vorsprünge 13,

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die sich vom äußeren Längsbereich der Basisteile 12 nach außen erstrecken.

Vorzugsweise hängen die Rippen 10 und 11 integral mit den Seitenwinden 8 und 9 zusammen. Sie können in jeder gewünschten Weise hergestellt sein und sind vorzugsweise durch Schneiden oder Boussieren aus den Seitenwänden 8 und 9 des Rohres 5 in der Weise herausgearbeitet sein, wie es in dem US-Patent 3 692 105 offenbart ist, während das Rohr 5 in seiner Länge im wesentlichen gerade verläuft.

Es sei betont, daß mit dem hierin benutzten Ausdruck "integral" in bezug auf das Verhältnis der Rippen 10 und 11 zum Rohr 5 gemeint* ist, daß die Rippen in der Weise mit dem Rohr 5 zusammenhingen, wie es beispielsweise in einem geeigneten Herstellverfahren durch Schneiden oder Boussieren der Rippen aus dem Rohr 5 geschehen kann, wie es vorstehend angedeutet ist, im Unterschied zu den Rippen, die am Rohr befestigt werden, z.B. durch Schweißen oder Löten oder dergleichen.

Das Rohr 5 besitzt Durchgangswege 14, die sich in Längsrichtung durch das Rohr erstrecken und den Strömungsweg für ein Arbeitsfluid, z.B. ein Kältemittel, eine heiße Flüssigkeit oder dergleichen, in Längsrichtung durch das Rohr 5 bilden. Vorzugsweise umfaßt der Durchgangsweg 14 eine Mehrzahl von öffnungen oder Durch-

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gangswegen 15, die quer über die gesamte Breite des Rohres 5 einen Abstand besitzen, wobei benachbarte Durchgangswege 15 voneinander durch geeignete Teilungswände 16 getrennt sind, die sich zwischen den Seitenwänden 8 und 9 erstrecken (Figuren 3 und 4) .

Zur Durchführung des bevorzugten Herstellungsverfahrens für den Wärmetauscher 1 wird das Rohr vor und zurück bzw. mehrfach um seine Seitenwände 8 und 9 umgebogen, nachdem es mit den Rippen 10 und 11 ausgestattet worden ist, um den Körperteil 2 in Form des vorerwähnten serpentinenförmigen, außenberippten Rohrteiles zu schaffen. In dieser letztgenannten Form umfaßt der Körperteil 2 eine Vielzahl von Hegen oder Rohrgliedern 17, die Seite an ^Seite und im wesentlichen parallel zueinander mit Umkehrbiegungen 18 und 19 versehen sind, die die benachbarten Enden der einander benachbarten Wege 17 an ihren entsprechend gegenüberliegenden Enden miteinander verbinden (Figur 1) .

In dieser Vorform des Körpers 2 sind die Rippen 10 und 11 an jedem der benachbarten Wege 17 vorzugsweise in naher Nachbarschaft und nahezu gegeneinander anliegender Beziehung zu den entsprechenden Rippen 10 und 11 des nächstbenachbarten Weges 17, wobei der Körperteil 2 im wesentlichen flach ist.

Danach werden zur bevorzugten Durchführung des Herstellverfahrens für den Wärmetauscher 1, während die Enden der Durchgangswege

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gegen Bewegung« die von ihnen weggerichtet oder zu ihnen gerichtet ist, festgehalten werden, in den Durchgangswegen 17 zwischen ihren vorgenannten Enden durch einen geeigneten Bildungsvorgang Krümmungen 20 und 21 ausgebildet, die in Richtung der Seitenwände 6 und 7 des Rohres 5 nach außen konvex verlaufen. Die Krümmungen 20 und 21 können verschiedene Größe und Form aufweisen, sind jedoch relativ flach, wie z.B. in der Natur einer Sinuskurve, und vorzugsweise sind die gegenüberliegenden Krümmungen 20 und 21 relativ zueinander so angeordnet, daß sie eine relativ flache Welle bilden, beispielsweise eine Welle in Form einer Sinuswelle.

Bei dem in vorgenannter Weise konstruierten Wärmetauscher 1 bewirkt die Herstellung der Krümmungen 20 und 21, daß die Rippen 10 und 11 entlang den Bögen der Krümmungen relativ zueinander versetzt werden. Somit werden beispielsweise, wenn die Rippen 10 und 11 ursprünglich an dem im wesentlichen flachen, geraden Rohr 5 in paralleler, zueinander beabstandeter Beziehung in ihre Position gebracht werden, um sich zur Länge des Rohres 5 rechtwinkelig zu erstrecken, die Durchgangswege 22, die durch jedes Paar einander benachbarter Rippen 10 oder 11 an dem geraden Rohr 5 gebildet sind, im wesentlichen gerade und gleichförmig im Querschnitt sein und parallel zueinander und rechtwinkelig zur Länge des Rohres 5 verlaufen. Nachdem die Krümmungen 20 und 21 in den Durchgangswegen 17 des Körperteiles 2 hergestellt worden sind, ist die Position der benachbarten Durchgangswege 22 in

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den Wegen 17 relativ zueinander geändert worden, und die eingeschlossenen Winkel zwischen benachbarten Paaren aus den Rippen 10 oder 11, welche die entsprechenden Durchgangswege 22 bilden, sind verändert worden.

Somit verbleiben die im Zentrum befindlichen Durchgangswege 22, wie es schematisch in Figur 5 dargestellt ist, wenn die Krümmungen 20 und 21 wie erwähnt in den Wegen 17 ausgebildet sind, daß ein Durchgangsweg 22 genau in der Zentrumsposition jedes der Krümmungen 20 und 21 angeordnet ist, wie z.B. die Krümmung 22, die in der Position P in der in Figur 5 gezeigten Krümmung 21 angedeutet ist, rechtwinkelig zu der Länge des Wärmetauschers 1 zwischen den Umkehrbiegungen 18 und 19 angeordnet. Obgleich diese im Zentrum befindlichen Durchgangswege 22 rechtwinkelig zur Länge des Wärmetauschers 1 verbleiben, ist jedoch der eingeschlossene Winkel zwischen den entsprechenden Paaren der benachbarten Rippen 10 oder 11, welche diese letztgenannten Durchgangswege bilden, verändert, und zwar wechselt er aus einer parallelen Beziehung in einen spitzen Winkel, der sich nach außen öffnet, und zwar von der konkaven Seite in Richtung zur konvexen Seite jeder Krümmung 20 und 21 (Figur 5) .

Jedoch bewirkt die Bildung der Krümmungen 20 und 21, daß die anderen Durchgangswege 22 in jeder Krümmung aus ihrer ursprünglichen Position verändert werden, in welcher sie rechtwinkelig

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zur vorerwähnten Länge des Wärmetauschers 1 standen, in eine Position, in welcher sie im wesentlichen mit dem radialen Zentrum des Bogens der entsprechenden Krümmung 20 oder 21 ausgerichtet sind. Somit sind, wie es in Figur 5 bezüglich einer Krümmung 21 dargestellt ist, die Durchgangswege 22 auf beiden Seiten des vorerwähnten, im Zentrum befindlichen Durchgangsweges 22 in jeder Krümmung mit einem progressiv größer werdenden Winkel relativ zum im Zentrum befindlichen Durchgangsweg 22 über die gesamte Länge der betreffenden Krümmung 22 oder 21 angeordnet, wobei die Winkel der Durchgangswege 22 auf gegenüberliegenden Seiten des im Zentrum befindlichen Durchgangsweges 22 relativ zu diesem gegenüberliegende offene Winkel sind.

Weiterhin ist, wie der eingeschlossene Winkel zwischen den Rippenpaaren, die die Zentrumsdurchgangswege 22 bilden, jeder der eingeschlossenen Winkel zwischen den Rippenpaaren, die die Durchgangswege 22 bilden,die auf gegenüberliegenden Seiten des Zentrumsdur chgangswe ge s 22 liegen, verändert aus einer im wesentlichen parallelen Beziehung zwischen den Rippenpaaren in einen spitzen Winkel, der sich von der konkaven Seite zur konvexen Seite jeder Krümmung 20 und 21 nach außen öffnet bzw. nach außen offen ist.

Wie es dem Fachmann ohne weiteres klar ist, ist die Darstellung der Zentrumsdurchgangswege 22, die genau im Zentrum der Krümmungen 20 und 21 angeordnet sind, bezüglich der Positionierung der

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verschiedenen Teile des Wärmetauschers 1 zueinander lediglich als Beispiel aufzufassen. In der Praxis ist es zweifelhaft, ob bei der kommerziellen Herstellung des Wärmetauschers, wie z.B. des Wärmetauschers 1, die Zentrumsdurchgangswege 22 genau im Zentrum der Krümmungen 20 und 21 angeordnet werden. Jedoch sind das Funktionsprinzip und die veränderte Positionierung der benachbarten Durchgangswege entlang den Krümmungen 20 und 21 unverändert bzw. bleiben erhalten, wenn die Zentrumsdurchgangswege 22 nicht genau im Zentrum liegen, sondern vom Zentrum der Krümmungen etwas abweichen.

Bei dem auf diese Weise konstruierten Wärmetauscher 1 wird, wenn Luft oder ein anderes Arbeitsfluid quer zu den Wegen 17 durch den Wärmetauscher 1 gedrückt oder gezogen wird, z.B. vom Boden bis zum Oberende des Wärmetauschers, wie es aus Figur 1 hervorgeht, diejenige Luft, die in den Wärmetauscher 1 in einer Richtung senkrecht dazu eintritt, wie es durch die Pfeile 23 in Figur 5 angedeutet ist, während ihres Durchganges durch alle Durchgangswege 22 zu der genannten senkrechten Richtung in spitzem Winkel abgelenkt mit der Ausnahme derjenigen Durchgangswege 22, die gerade genau im Zentrum der entsprechenden Krümmungen 20 und 21 angeordnet sind, wie es durch die Pfeile 24 in Figur 5 gezeigt ist. Demzufolge entsteht eine Turbulenz in der Luft, die diese versetzten Durchgangswege 22 passiert, und die Luft, die diese

Durchgangswege 22 passiert, wird veranlaßt, auf die Rippen 10

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oder 11 aufzutreffen, welche die entsprechenden Durchgangswege bilden, und diese Rippen Streichenderweise oder streifenderweise zu berühren. Dies allein bewirkt das Zustandekommen eines vergrößerten bzw. verbesserten Wärmeaustausches zwischen der Luft, die die Durchgangswege 22 und die Wege 17 des Wärmetauschers 1 passiert, im Vergleich zu einem Wärmetauscher, bei dem die Durchgangswege mit der Richtung der in den Wärmetauscher eintretenden Luft ausgerichtet sind. Demnach vergrößert eine derartige Konstruktion das Wärmeübertragungsvermögen eines mit größeren Rippen versehenen Rohres 2, ohne die Rohrgröße zu vergrößern.

Ebenso verbessert der so konstruierte Wärmetauscher 1 die Turbulenz des Arbeitsfluids, das durch die Durchgangswege 15 strömt, wobei das Arbeitsfluid, das durch die Wege 17 des Rohres 5 strömt, dies auf einem gekrümmten Weg durchführt, wie es durch die Pfeile 25 in Figur 6 gezeigt ist. Die vergrößerte Turbulenz des durch die Durchgangswege 15 strömenden Arbeitsfluids mischt das Fluid und tendiert zur Zunahme des Wärmeüberganges zwischen dem Fluid und dem Rohr 5. Zusätzlich bewirkt die gekrümmte Strömung des Arbeitsfluids durch das Rohr 5, daß dieses Fluid nach außen geleitet sowie vor und zurück Streichenderweise erst mit der einen Seite und dann mit der gegenüberliegenden Seite von Teilen des Rohres 5, welche die Durchgangswege 15 bilden, in Berührung gelangt., so daß nicht nur die Turbulenz des Arbeitsfluids vergrößert ist, sondern das aufgrund dieser Turbulenz gemischte Ar-

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beitsfluid wird Infolgedessen in festen Kontakt mit den Seiten der Durchgangswege gebracht, gegen die es gerichtet ist.

Ebenso, wie es in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, bewirkt die Bildung der Krümmungen 20 und 21 hinsichtlich der Querschnittsgröße des Durchgangsweges 14, wie bezüglich der in den Zeichnungen dargestellten und bevorzugten Ausführungsform erinnerlich ist, daß mehrere Durchgangswege 15 vorhanden sind, am äußeren oder konvexen Bereich der entsprechenden Krümmungen 20 und 21 im Querschnitt vergrößert ist und am inneren oder konkaven Bereich der Krümmungen 20 und 21 im Querschnitt verkleinert ist. Dies hat den zusätzlichen Vorteil gegenüber einem geraden Rohr, daß insoweit als die Vergrößerung des Wärmeüberganges zwischen einem Arbeitsfluid und dem Rohr, durch welches es strömt, die eine Seite und dann die andere Seite des Durchgangsweges 14 durch das Rohr abwechselnd eingeschränkt ist, um dadurch die Kraft zu vergrößern, mit der das Fluid gegen die betreffende Seite des Rohres gedrückt wird. Gleichzeitig ist jedoch die andere Seite des Rohres, gegen welche das Fluid zur Anlage gelangt, von vergrößertem Querschnitt, so daß die Einschränkung bezüglich der Gesamtströmung des Arbeitsfluids durch die Wege 17 im wesentlichen nicht vergrößert ist, wenn überhaupt.

Obgleich die Wege 17 in dem nach den Figuren 1 bis 6 bevorzugten Ausführungsbeispiel so gebogen sind, daß sie zunächst in einer

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ORIGINAL INSPECTED

Richtung und dann in der anderen gekrümmt sind, ist es für den
Fachmann klar, daß dies lediglich Beispielsbedeutung hat und
nicht als Einschränkung aufzufassen ist und daß andere Krümmungs- · formen, wie beispielsweise Krümmungen, die nur in einer Richtung von einem andererseits geraden Rohr vorstehen können, angewendet werden können, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen.

Ebenso ist, obgleich der in den Zeichnungen gezeigte Wärmetauscher 1 so dargestellt ist, daß er die Umkehrbiegungen 18 und 19 sowie eine Vielzahl von Wegen 17 enthält, dies lediglich als Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform aufzufassen und bedeutet keine Einschränkung. Andere Konstruktionsformen, wie z.B. in der Form, daß die Wege 17 individuelle Rohre bilden, die mit geeigneten
Kopfteilen miteinander verbunden sind, z.B. durch Schweißen,
Löten oder dergleichen, können angewendet werden wir auch Wärmetauscher, die nur ein Rohrteil, z.B. ein einzelnes, den Weg 17
bildendes Rohr aufweisen, ohne den Gedanken der Erfindung zu
verlassen.

In den Figuren 7 bis 9 ist eine abgeänderte Ausführungsform dargestellt, und die mit den Teilen in den Figuren 1 bis 6 übereinstimmenden Teile tragen die gleichen Bezugsziffern, und ähnliche Teile tragen die gleichen Bezugsziffern mit einem nachgestellten "a".

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Der gezeichnete Wärmetauscher 1a 1st In seiner Konstruktion mit dem Wärmetauscher 1 Identisch mit der Ausnahme, daß die ausgerichteten Krümmungen 20 und 21 nicht in allen Wegen 17 ausgebildet sind. Beim Tauscher 1a weisen abwechselnde oder jeder zweite der Wege 17 ausgerichtete Krümmungen 20 und 21 auf. Die anderen Wege 17 weisen Krümmungen 20a und 21a auf, die zueinander ausgerichtet sind, jedoch nicht mit den Krümmungen 20 und 21, wobei die Krümmungen 20a und 21a ausgerichtet sind mit den Abständen zwischen benachbarten Krümmungen 20 und 21 des ersten angeführten abwechselnden Weges 17 (Figur 7). Vorzugsweise sind die Krümmungen 20, 21, 20a und 21a alle von gleicher Größe, und die Zentren der Krümmungen 20 und 21 sind ausgerichtet mit den Abständen zwischen den Krümmungen 20a und 21a in deren Mitte.

Aufgrund der vorerwähnten Konstruktion hat der Wärmetauscher 1a das Aussehen einer Leinwandbindung (basket weave) bzw. eines bestimmten Webmusters, wobei die konvex nach oben gerichteten Krümmungen 20a, wie aus Figur 7 ersichtlich ist, den konvex nach unten gerichteten Krümmungen 21 benachbart sind, wie aus Figur 8 ersichtlich ist, und die konvex nach unten gerichteten Krümmungen 21a sind gegenüber den konvex nach oben gerichteten Krümmungen 20 zugeordnet, wie aus Figur 9 ersichtlich ist.

Zur Ausführung des bevorzugten Herstellungsverfahrens für den Wärmetauscher 1a kann der berippte Rohrteil 2a zuerst in gerader

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Form ausgebildet und dann in Serpentinenform gebogen werden, wie Figur 7 zeigt, und zwar in derselben Weise, wie es weiter vorstehend zu dem Rohrteil 2 erläutert ist. Danach können die Krümmungen 20 und 21 und die Krümmungen 20a und 21a an den entsprechend abwechselnden Wegen 17 in der Weise gebildet werden, wie es in Verbindung mit dem Wärmetauscher 1 beschrieben ist.

Bei dieser Konstruktion stehen die Rippen 10 und 11 an den Krümmungen 20a auf den entsprechend gegenüberliegenden Seitenflächen des Wärmetauschers 1a weiter nach außen vor oder weiter nach oben in einer Richtung, wie es aus Figur 7 hervorgeht, als die Rippen

10 und 11 der benachbarten Krümmungen 21, wie es aus Figur 8 hervorgeht. Die Rippen 10 und 11 der Krümmungen 21a stehen weiter seitlich nach außen vor in einer Abwärtsrichtung, wie es Figur 7 zeigt, als die Rippen 10 und 11 an den benachbarten Krümmungen 20, wie es Figur 9 zeigt. Mit dieser Konstruktion ist die Luftströmung seitlich durch den Wärmetauscher 1a reduziert im Vergleich zur Einschränkung der Luftströmung durch einen Wärmetauscher 1 derselben Größe, wobei die benachbarten Rippen 10 und

11 an benachbarten Wegen 17 in dem Wärmetauscher 1a relativ zueinander versetzt sind, so daß Luft, die durch die konkaven Seiten der Krümmungen eintritt, einen kürzeren Weg durch den Wärmetauscher 1a hat, bevor sie aus den benachbarten Rippen 10 oder 11 austritt. Somit kann z.B. Luft, die in die Krümmungen 20a und 20 in Richtung der Pfeile 26 eintritt (Figuren 8 und 9)

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aus dem Bereich der Rippen 10 an den Krümmungen 20a und 20 nicht nur von den oberen Enden der Durchgangswege 22 austreten, wie es aus den Figuren 8 und 9 hervorgeht, sondern auch seitlich nach außen aus denjenigen Bereichen der Durchgangswege 22, die durch die Rippen 10 an den Krümmungen 20a und 29 gebildet sind, welche über den Rippen 10 an den Krümmungen 21 und 21a angeordnet sind, wie es aus den Figuren 8 und 9 entnommen werden kann.

In den Figuren 10 bis 14 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, und diejenigen Teile, die mit den Teilen in den Figuren 1 bis 6 übereinstimmen,' tragen die gleichen Bezugsziffern, und diejenigen Teile, die ähnlich sind, tragen die gleichen Bezugsziffern mit einem nachgestellten "b".

Der in Figur 10 gezeigte Wärmetauscher 1b ist in der Konstruktion identisch mit dem Wärmetauscher 1 nach Figur 1 mit der Ausnahme, daß, wie es nachstehend im einzelnen erläutert ist, die Rippen 10 und 11 an dem Rohrteil 2b ausgebildet werden, nachdem die Krümmungen 20 und 21 an den Wegen 17 ausgebildet sind, und daß die Rippen relativ zueinander parallel an jedem Weg 17 angeordnet sind.

Bei dem derzeit bevorzugten Herstellungsverfahren für den Wärmetauscher 1b wird zunächst der Rohrteil 2b in Form eines langen, im wesentlichen geraden Rohrgliedes ausgebildet, ohne daß daran

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Rippen vorgesehen sind. Das Rohrteil 2b enthält dann das Rohr 5 mit den bereits erwähnten beiden schmalen und sich gegenüberliegenden Seitenwänden 6 und 7, die durch die sich gegenüberliegenden Seitenwände 8 und 9 miteinander verbunden sind. Danach, ohne daB bis jetzt am Rohrteil 2b Rippen ausgebildet sind, werden die Krümmungen 20 und 21 daran ausgebildet in Richtung des Abstandes der schmalen Seitenwände 6 und 7 voneinander. Vorzugsweise werden die Krümmungen 20 und 21 am Rohrteil 2b in derselben Weise ausgebildet, wie es bezüglich der Bildung der Krümmungen 20 und 21 am in Figur 1 gezeigten Rohrteil beschrieben ist mit der Ausnahme, daß in diesem Fall die Enden des Rohrteiles 2b vorzugsweise frei sind, um sich während der Bildung der Krümmungen 20 und 21 einwärts zueinander bewegen zu können.

Danach werden die Rippen 10 und 11 an den Seitenwänden 8 und 9 des Rohrteiles 2b ausgebildet. Vorzugsweise werden die Rippen 10 und 11 am Rohrteil 2b durch Schneiden oder Boussieren der Seitenwinde 8 und 9 des Rohres 5 des Rohrteiles 2b in der Weise herausgearbeitet, wie es in dem bereits genannten US-Patent 3 692 105 offenbart ist; im wesentlichen in derselben Weise ,wie es In Verbindung mit der Bildung der Rippen 10 und 11 am Rohrteil 2 beschrieben ist mit der Ausnahme, daß in diesem Fall das Rohr 5 in seiner Form ungekrümmt ist und daß die Rippen 10 und 11 aus den Seitenwinden 8 und 9 in einem geraden Weg quer zu den Krümmungen 20 und 21 herausgearbeitet werden. Vorzugsweise werden die Rippen 10 und

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11 so am Rohrteil 2b ausgebildet, daß sie in beabstandeter und paralleler Beziehung zueinander über die gesamte Länge des Rohrteiles 2b angeordnet sind.

Mit einem solchen Rohrteil 2b, der die Außenrippen 10 und 11 aufweist und ferner in seinem Innern die Krümmungen 20 und 21, wird nun so vorgegangen, daß das Leitungsrohr 5 mehrfach um die Seitenwände 8 und 9 umgebogen wird, um den Körperteil des Wärmetauschers 1b in der Bauart des erwähnten serpentinenförmigen, außenberippten Rohrteiles 2b zu bilden. In dieser letzten Form des Körperteiles 2b umfaßt er eine Vielzahl von Wegen oder Leitungsgliedern 17, die relativ zueinander Seite an Seite und im wesentlichen paralleler Beziehung mit Umkehrbiegungen 18 und 19 versehen sind, die die benachbarten Enden jedes der Wege 17 an entsprechend gegenüberliegenden Ende der letzteren miteinander verbinden, wie dies beim Körperteil 2 des in Figur 1 gezeigten Wärmdtauschers 1 der Fall ist. Jedoch sind im Unterschied zum Körperteil 2 des Wärmetauschers 1 die Rippen 10 und 11 am Körperteil 2b des Wärmetauschers 1b in paralleler Beziehung zueinander an den Seitenwänden 8 und 9 über die gesamte Länge der Durchgangswege 17 angeordnet.

Bei einem so konstruierten Wärmetauscher 1b führt die Strömung des Arbeitsfluids durch den Djrchgangsweg 15 in den Wegen.17 entlang einer gekrümmten Bahn, wie es schematisch mit den Pfeilen

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25 in Figur 13 angedeutet ist, und zwar in derselben Weise wie die Strömung des Arbeitsfluids durch den Wärmetauscher 1, wie es vorstehend erwähnt ist. Jedoch sind die Rippen 10 und 11 parallel zueinander angeordnet, wie es aus Figur 14 hervorgeht, so daß die Durchgangswege 22b dazwischen parallel zueinander verlaufen, wobei jeder Durchgangsweg die gleiche Breite entlang seiner Länge aufweist.

Bei dieser Konstruktion wird dem Arbeitsfluid, das durch die Durchgangswege 15 des Wärmetauschers 1b hindurchströmt, eine Turbulenz erteilt, und das Arbeitsfluid strömt gegen die Seitenwände der Durchgangswege 15 mit einem Streich- oder Streifeffekt in derselben Weise, wie es weiter vorstehend mit Bezug auf den Durchgang des Arbeitsfluids durch die Durchgangswege 15 des Wärmetauschers 1 beschrieben ist. Jedoch ist der Widerstand gegen den Durchgang eines äußeren Arbeitsfluids durch den Wärmetauscher 1b geringer als der Widerstand gegen den Durchgang des Arbeitsfluids durch die Durchgangswege 22 des Wärmetauschers 1, wobei der Durchgang des äußeren Arbeitsfluids, wie z.B. Luft, durch die Durchgangswege 22b in gerader Linie erfolgt und wobei die Durchgangswege 22b zueinander parallel verlaufen und die benachbarten Rippen 10 und 11 diese parallel zueinander liegenden Durchgangswege bilden.

In Figur 15 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt,und

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CX)PY

wie bereits mehrfach erwähnt, tragen gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern, wobei ähnliche Teile mit dem entsprechenden Bezugszeichen mit einem nachgestellten "c" versehen sind.

Nach dem bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Rohrteiles 2c (Figur 15) kann das vorstehend beschriebene Verfahren zur Bildung des in den Figuren 10 bis 14 gezeigten, gekrümmten, außenberippten Rohrteiles 2b zunächst verwendet werden und dann, vor dem Biegen desselben in die in Figur 10 gezeigte Serpentinenform, kann ein weiterer Arbeitsgang an dem Rohrteil 2c ausgeführt werden, entweder vor oder anstelle des erwähnten Serpentinenformvorganges, um dadurch schon die Durchgangswege 22c mit veränderten Winkeln zueinander anzuordnen, wie es in Figur 15 gezeigt ist.

Durch diesen zusätzlichen bzw. anderen Arbeitsgang zur bevorzugten Durchführung dieser in Figur 15 gezeigten Ausführungsform werden die Krümmungen in dem Rohrteil 2c, die den Krümmungen 20 und 21 des in den Figuren 10 bis 14 gezeigten Rohrteiles 2 entsprechen, in gerade Form gebracht, um dadurch den Rohrteil 2c aus der gekrümmten Form des Rohrteiles 2b nach Figur 14 in die im wesentlichen gerade Form zu bringen, die in Figur 15 gezeigt ist. Infolge dieses Vorganges sind nun die Rippen 10 und 11 des Rohrteiles 2c, die bei dessen gekrümmter Form entsprechend im Rohrteil 2b parallel zueinander verlaufen, wie es bezüglich der Rippen 11 in Figur 14 gezeigt ist, nun zueinander in progressiv nach außen divergie-

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renden Winkeln von den entsprechenden Teilen des Rohrteiles 2c
angeordnet, welche Teile, wie vorstehend erwähnt, die länglichen Zentrumsbereiche der entsprechenden Krümmungen 20 und 21 bildeten. Dadurch sind unter der beispielsweisen Annahme, daß der in Figur 15 gezeigte Bereich Pc der Zentrumsbereich einer vorstehend er wähnten, gebildeten Krümmung 21 entsprechend der Krümmung 21 in Figur 14 ist, die Rippen 10 und 11 an gegenüberliegenden Seiten dieses Bereiches des geraden Rohrteiles 2c an gegenüberliegend
offenen, progressiv zunehmenden spitzen Winkeln in dem Bereich
Pb an gegenüberliegenden Seiten desselben über die gesamte Länge des Bereiches des Rohrteiles 2c angeordnet, welcher Bereich wie vorstehend erwähnt die Krümmung 21 (nicht gezeigt) bildete. Dasselbe trifft natürlich mit Bezug auf diejenigen Bereiche des Rohrteiles 2c zu, die, wie bei weiter vorstehend erwähnt, die entsprechenden gekrümmten Bereiche 20 (nicht gezeigt) bildeten mit der Ausnahme, daß die benachbarten Rippen bei nach unten offenen spitzen Winkeln offen sind als vielmehr bei nach oben offenen
spitzen Winkeln, wie es aus Figur 15 hervorgeht.

Bei einer derartigen Konstruktion des Rohrteiles 2c wird der
Durchgang des Arbeitsfluids in Längsrichtung durch diesen Rohrteil in gerader Linie erfolgen und nicht in einer gekrümmten
Bahn, wie z.B. die Wege 25, bei denen das Arbeitsfluid die
Rohrteile entsprechend ihren Ausführungsformen durchströmt, wie es in den Figuren 1 bis 14 gezeigt ist. Demgemäß ist der Wider-

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stand gegen den Durchfluß des Fluids durch den Rohrteil 2c geringer als der Widerstand gegen den Durchfluß des Fluids durch die Rohrteile 2a oder 2b.

Jedoch wird, wie die Strömung der Luft oder dergleichen über dem Äißeren des Röhrteiles 2 in der Form nach den Figuren 1 bis 6, die in den Wärmetauscher 1c senkrecht zu ihm eintretende Luft, Wie es durch die Pfeile 23 in Figur 15 angedeutet ist, in einem spitzen Winkel bezüglich der senkrechten Durchgangsrichtung während des Durchströmens aller Durchgangswege 22c abgelenkt mit Ausnahme derjenigen Durchgangswege 22c, die genau dort angeordnet sind, wo, wie es weiter vorstehend erwähnt ist, die Zentrumsbereiche der entsprechenden Krümmungen 20 und 21 waren, wie es durch die Pfeile 24 in Figur 15 angedeutet ist. Demnach wird in der durch diese versetzten Durchgangswege 22c strömenden Luft eine Turbulenz entwickelt und,die durch diese Durchgangswege 22c strömende Luft wird veranlaßt, die Rippen 10 oder 11 anzuströmen, die die entsprechenden Durchgangswege bilden, und diese Rippen in Streichoder Streifwirkung zu berühren in einer Weise, die derjenigen ähnlich ist, die weiter vorstehend mit Bezug auf den Wärmetauscher 1 erwähnt ist.

Wenn es gewünscht wird, kann nach der Ausbildung des geraden Rohrteiles 2c gemäß Figur 15 dieser mehrfach um die Seitenwände 8 und 9 in Serpentinenform gebogen werden, wie es in Figur 10

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gezeigt ist. In dieser Form des Wärmetauschers 1c werden dessen Hege 17 jedoch nicht gekrümmt sein, sondern werden im wesentlichen gerade und zueinander parallel verlaufen.

Andererseits können, wie es in Verbindung mit dem Wärmetauscher 1 nach den Figuren 1 bis 6 erläutert ist, andere Konstruktionsformen,.die den Rohrteil 2c umfassen, hergestellt werden, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann ein Wärmetauscher, der (nicht gezeigt) Kopfteile mit Wegen 17 umfaßt, die die einzelnen Rohrglieder bilden, die nach dem Rohrteil 2c hergestellt sind und sich zwischen den Kopfteilen erstrecken und mit diesen verbunden sind hergestellt werden oder es kann ein Wärmetauscher hergestellt werden, der nur einen, im wesentlichen geraden Rohrteil umfaßt, der wiederum nach der Konstruktion des Rohrteiles 2c gebildet ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß mit der vorstehenden Erfindung neue Wärmetauscher geschaffen sind.

Es ist ebenfalls ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers schafft.

Zusätzlich ist es ersichtlich, daß die Erfindung neue Wärmetauscher hervorbringt, die praktisch und im Betrieb sehr wirksam sind und die schnell und wirtschaftlich hergestellt werden können,

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Schließlich sei erwähnt, daß von Gedanken der vorstehend beispielsweise erläuterten Erfindung Abänderungen und Variationen möglich sind, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen.
DLe Erfindung ist daher nicht auf die erläuterten Einzelheiten
beschränkt, sondern umfaßt auch solche Einzelheiten, die nicht erläutert sind, aber unter den Erfindungsgedanken fallen.

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Claims

1. Wärmeübertragendes Element, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) einem länglichen Rohr mit einem Durchgangsweg für ein Arbeitsfluid, der sich in Längsrichtung durch das Rohr erstreckt,

b) einer Vielzahl von Rippen, die mit Abstand voneinander angeordnet sind, und zwar

(1) in Längsrichtung des Rohres

(2) und auf gegenüberliegenden Seiten desselben,

c) die Rippen auf jeder Seite stehen nach außen vor in bezug auf die Rippen der jeweils anderen Seite,

d) einander benachbarte Rippen auf jeder Seite bilden einen zwischen sie hindurchführenden Durchgangsweg,

e) das Rohr weist eine Vielzahl von sich längserstreckenden Krümmungen auf, die relativ zur Längsachse des Rohres in gegenüberliegende Richtungen vorstehen,

f) die Krümmungen verlaufen in einer Richtung, die relativ zur Länge des Rohres querverläuft, wobei die beiden Seiten des Rohres relativ zueinander angeordnet sind,

g) gewisse Durchgangswege auf jeder Seite sind im wesentlichen senkrecht zur Länge des Rohres angeordnet, und

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ORIGINAL INSPECTED

h) Durchgangswege auf gegenüberliegenden Seiten der gewissen Durchgangswege sind in progressiv und gegenüberliegend divergierenden Winkeln zu den gewissen Durchgangswegen angeordnet.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen auf jeder Seite mit dem Rohr integral zusammenhängen.

3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen auf jeder Seite umfassen

(1) ein Basisteil, das integral mit dem Rohr zusammenhängt und von diesem nach außen vorsteht, und

(2) eine Vielzahl von VorSprüngen, die integral mit jedem Basisteil zusammenhängen und von diesem nach außen vorstehen,

und daß die Vorsprünge an jedem Basisteil vom Rohr im wesentlichen an demselben mit demselben Abstand nach außen

vorstehen.

4. Element nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Rippen auf jeder Seite hängen integral mit dem Rohr zusammen,

b) das Rohr weist Innenwände auf, die den erstgenannten Durchgangsweg in eine Mehrzahl von Durchgangswegen aufteilen,

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die sich in Längsrichtung durch das Rohr relativ zueinander Seite an Seite erstrecken,

c) die Mehrzahl der Durchgangswege ist gegeneinander in Richtung des Krümmungsverlaufes der Krümmungen versetzt angeordnet.

5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der letztgenannten Durchgangswege, der an der Außenseite einer entsprechenden Krümmung vorgesehen ist, einen größeren Querschnitt aufweist als einer der letztgenannten Durchgangswege, der an der Innenseite der entsprechenden Krümmung vorgesehen ist.

6. Wärmeübertragungselement, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) es ist ein längliches Rohr mit einem Durchgangsweg für

ein Arbeitsfluid vorgesehen, der sich in Längsrichtung durch das Rohr erstreckt,

b) es ist eine Vielzahl von Rippen vorgesehen, die sich von zwei gegenüberliegenden Seiten des Rohres nach außen erstrecken ,

c) das Rohr weist zwei andere, im wesentlichen glatte Seiten auf, die voneinander quer zum Abstand der erstgenannten beiden Seiten beabstandet sind,

d) das Rohr weist Krümmungen auf, die sich in dessen Längsrichtung erstrecken,

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e) die Krümmungen krümmen sich im wesentlichen in einer Richtung, in welcher die im wesentlichen glatten Seiten voneinander beabstandet sind.

7. Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mittels einer Reihe von Umkehrbiegungen hin und her gebogen bzw. mehrfach umgebogen ist in eine Serpentinenform und daß die Umkehrbiegungen in der Richtung des Abstandes der beiden erstgenannten Seitenwände voneinander durchgeführt sind.

8. Element nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen auf jeder Seite

(1) in Längsrichtung des Rohres voneinander beabstandet sind und

(2) längliche Teile umfassen, die sich in Längsrichtung über die erstgenannten Seitenwände erstrecken, und zwar quer zur Länge dieser Seitenwände.

9. Element nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Rippen auf jeder Seite der erstgenannten Seitenwände sind

(1) in Längsrichtung des Rohres voneinander beabstandet und

(2) umfassen längliche Teile, die sich längs der erstgenannten Seitenwände erstrecken und quer über diese Seitenwände verlaufen,

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b) benachbarte Rippen der erstgenannten Seitenwände bilden einen zwischen ihnen hindurchführenden Durchgangsweg, der sich quer über die genannte Seitenwand zur Durchströmung von Luft erstreckt,

c) einzelne der Krümmungen weisen eine Vielzahl von Durchgangswegen auf, die sich quer zu den Krümmungen erstrecken,

d) die Durchgangswege jeder der einzelnen Krümmungen, die auf gegenüberliegenden Seiten der im Zentrum angeordneten Durchgangswege der Krümmungen angeordnet sind, sind entlang des Rohres zum Zentrumsdurchgangsweg in progressiv zunehmenden und gegenüberliegenden Winkeln angeordnet.

10. Wärmeübertragungselement, gekennzeichnet durch folgende Merk- * male:

a) eine Mehrzahl länglicher Rohrteile ist in im wesentlichen paralleler Beziehung zueinander vorgesehen,

b) jedes Rohrteil weist einen Durchgangsweg für ein Arbeitsfluid auf, der sich längs durch das Teil erstreckt,

c) es sind Mittel zum Verbinden der Durchgangswege an benachbarten Enden von benachbarten Rohrteilen vorgesehen,

d) eine Vielzahl von Rippen steht von gegenüberliegenden Seiten jedes Rohrteiles nach außen vor,

e) jedes Rohrteil weist zwei andere Seiten auf, die voneinander quer zu dem Abstand der erstgenannten Seitenwände beabstandet sind,

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f) jedes Rohr weist eine Vielzahl von Krümmungen auf, die in Längsrichtung derselben verlaufen,

g) die Krümmungen krümmen sich im wesentlichen in der Richtung, in welcher die anderen Seiten voneinander beabstandet sind.

11. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrteile in einer Position angeordnet sind, in der die Seiten einander benachbarter Rohrteile, die sich gegenüberliegen, diejenigen der erstgenannten Seitenwände sind.

12. Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen jedes Röhrteiles mit den entsprechenden Krümmungen des jeweils anderen Rohrteiles ausgerichtet sind.

13. Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen jedes Rohrteiles mit den entsprechenden Krümmungen auf allen der anderen Rohrteile ausgerichtet sind.

14. Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen auf den abwechselnden Rohrteilen mit den entsprechenden Krümmungen auf den anderen der abwechselnden Rohrteilen ausgerichtet sind und daß die Krümmungen auf den dazwischen verbleibenden Rohrteilen mit den Abständen zwischen den benachbarten Paaren der Krümmungen auf den abwechselnden

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Rohrteilen ausgerichtet sind.

15. Wänneübertragungselement, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) es ist ein längliches Rohr mit einem Durchgangsweg für ein Arbeitsfluid vorgesehen, der sich in Längsrichtung durch das Rohr erstreckt,

b) das Rohr weist im wesentlichen Serpentinenform auf und besitzt ferner

(1) eine Vielzahl von im wesentlichen paralleler Wege und

(2) eine Vielzahl von Umkehrbiegungen, die die benachbarten Enden der entsprechenden Paare der Wege miteinander verbinden,

c) es ist eine Vielzahl von Rippen vorgesehen, die sich von den Wegen nach außen erstrecken,

d) die Rippen jedes Weges sind

(1) in Längsrichtung des Weges voneinander beabstandet und

(2) stehen davon in einer Richtung vor, die im wesentlichen zur Richtung des Abstandes der Wege relativ zueinander uniplanar verläuft,

e) die erwähnten Wege weisen Krümmungen auf, die sich in Längsrichtung derselben erstrecken,

f) die Krümmungen krümmen sich in einer Richtung quer zur Richtung des Abstandes zwischen den Wegen.

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16. Element nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Wege eine Vielzahl von Krümmungen entlang seiner Länge aufweist.

17. Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Krümmung jedes Weges im wesentlichen axial zu dessen Bogen mit einer entsprechenden Krümmung eines benachbarten Weges ausgerichtet ist.

18. Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen so für jeden Weg vorgesehen sind, daß diese Krümmungen an benachbarten Enden jedes Weges so relativ zueinander angeordnet sind, daß die Achse des Bogens der entsprechenden Krümmungen eines der Wege der benachbarten Wege in nichtausgerichteter, paralleler Beziehung zu und zwischen der Achse der Bögen der benachbarten Krümmungen auf dem anderen der benachbarten Wege angeordnet ist.

19. Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen derart an den Wegen angeordnet sind, daß

(1) jede Krümmung auf abwechselnden Wegen im wesentlichen axial zu deren Bögen mit einer entsprechenden Krümmung auf einem benachbarten der abwechselnden Wege ausge-; richtet ist und

(2) die Krümmungen auf dem anderen der genannten Wege,

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der zwischen den abwechselnden Wegen vorgesehen 1st, derart auf den anderen Wegen angeordnet sind, daß

(a) jede Krümmung auf jedem der anderen Wege Im wesentlichen axial zu deren Bögen mit einer entsprechenden Krümmung auf einem benachbarten Weg der anderen Wege angeordnet ist und

(b) die Achse des Bogens jeder Krümmung auf den anderen Wegen angeordnet ist

(1¹) in im wesentlichen paralleler Beziehung zu der Bogenachse der Krümmungen auf derselben Seite der abwechselnden Krümmungen und

(2¹) in Längsrichtung der genannten Wege einen Abstand aufweist, der im wesentlichen die Hälfte der Länge eines der genannten Krümmungen von der nächsten, parallel dazu verlaufenden Achse beträgt.

20. Element nach Anspruch 17 oder 19, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) daß die erwähnten Wege

(1) in der Querschnittsform im wesentlichen rechteckig ausgebildet sind und

(2) ferner aufweisen

( 2a)zwei einander gegenüberliegend angeordnete,

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schmale Seiten und

(2b)zwei einander gegenüberliegend angeordnete breitere Seitenwände,

b) daß die Rippen von den breiteren Seitenwänden vorstehen und mit diesen integral zusammenhängen,

c) daß die schmaleren Seitenwände im wesentlichen eben sind,

d) daß das Rohr Wände aufweist, die den erstgenannten Durchgangsweg in eine Vielzahl von Durchgangswegen aufteilt, die sich in Längsrichtung durch das Rohr erstrecken,

e) die Vielzahl der Durchgangswege sind zwischen den schmaleren Seitenwänden in einer Richtung voneinander beabstandet, die sich im wesentlichen in paralleler Beziehung zu den breiteren Seitenwänden befinden,

f) der Durchgangsweg in jeder Krümmung, der sich am nächsten zur Außenseite der Krümmung befindet, ist im Querschnitt größer als der Durchgangsweg in der letztgenannten Krümmung, der am nächsten zur Innenseite der letztgenannten Krümmung gelegen ist.

21. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherelementes, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte, a) daß ein rohrförmiges Teil gebildet wird, an dem

(1) ein länglicher Rohrbereich mit einer Seitenwand ausgebildet wird, die einen Durchgangsweg in Längsrichtung durch das Rohrteil definiert, und

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(2) an dem Rippen vorgesehen werden, die von der Seitenwand des Rohrbereiches nach außen vorstehen und zueinander in Längsrichtung des Rohrbereiches einen Abstand aufweisen,

b) und daß das Rohrteil in einer Richtung umgebogen wird, die quer zur Richtung der Rippen verläuft, die von der erwähnten Seite vorstehen, und zwar in Form einer Reihe von Krümmungen, um dadurch den eingeschlossenen Winkel zwischen benachbarten Rippenpaaren zu verändern in Winkel, die vom Winkel zwischen den entsprechenden Rippenpaaren vor der Umbiegung abweichen.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Umbiegen des Rohrteiles vor und zurück bzw. mehrfach abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen durchgeführt wird, und zwar viele Male entlang der Länge des Rohrteiles, um dadurch

(1) eine Vielzahl von Krümmungen zu bilden und

(2) den eingeschlossenen Winkel zwischen jedem benachbarten Rippenpaar vom Zentrum jeder Krümmung zu deren gegenüberliegenden Enden zu ändern.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrbereich bzw. das Rohrteil vor dem Biegen so geformt wird, daß die Rippen in im wesentlichen paralleler Beziehung zueinander vor dem Biegen angeordnet sind.

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24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen des Rohrteiles, derart durchgeführt wird, daß die Krümmungen im wesentlichen einer Sinuskurve entsprechen.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen des Rohrteiles derart durchgeführt wird, daß die Rippen auf gegenüberliegenden Seiten der Zentrumsrippen der Krümmungen an gegenüberliegenden, zunehmenden Winkeln zu den Zentrumsrippen angeordnet sind, und zwar progressiv vom Zentrum zu den Enden jeder Krümmung.

26. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragungselementes, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) es wird ein längliches Rohr hergestellt mit

(1) im wesentlichen axial ausgerichteten, gegenüberliegenden Endteilen,

(2) im wesentlichen rechteckiger Form,

(3) zwei gegenüberliegenden schmalen Seitenwänden,

(4) zwei gegenüberliegenden breiteren Seitenwänden und

(5) mit einem Durchgangsweg, der sich in Längsrichtung durch das Rohr erstreckt,

b) es wird eine Vielzahl von länglichen Rippen hergestellt, die mit den breiteren Seitenwänden integral zusammenhängen, wobei

(1) sich die Rippen auf den breiteren Seitenwänden befinden, und zwar

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(1a) quer zur Längsrichtung des Rohres und (1b) mit Abstand voneinander,

(2)und wobei die Rippen von den breiteren Seitenwänden nach außen vorstehen, wodurch benachbarte Rippenpaare auf den entsprechenden breiteren Seitenwänden dazwischen befindliche, quer über die Seitenwände verlaufende Durchgangswege gebildet werden,

c) schließlich wird, während die Endbereiche in bezug zueinander im wesentlichen axial ausgerichtet gehalten werden,

der Bereich des Rohres, der sich zwischen den Endteilen in einer Richtung befindet, die quer zu derjenigen verläuft, in welcher die Rippen von den breiteren Seitenwänden nach außen vorstehen, gebogen, um dadurch den Winkel zwischen dem benachbarten Durchgangswegen am gebogenen Bereich des Rohres zu verändern.

27. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragungselementes, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) es wird ein längliches Rohr hergestellt mit

(1) im wesentlichen rechteckiger Form,

(2) zwei gegenüberliegenden schmalen Seitenwänden,

(3) zwei gegenüberliegenden breiteren Seitenwänden und

(4) einem Durchgangsweg, der sich in Längsrichtung durch das Rohr erstreckt,

b) es wird eine Vielzahl länglicher Rippen ausgebildet, die

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mit den breiteren Seitenwänden integral zusammenhängen, wobei

(1) die Rippen sich auf den breiteren Seitenwänden befinden, und zwar

(1a) quer zur Längsrichtung des Rohres und (1b) mit Abstand voneinander,

c) schließlieh wird das Rohr gebogen, in einer Richtung, die quer zu derjenigen verläuft, in welcher sich die Rippen von den breiteren Seitenwänden nach außen erstrecken, und zwar in eine Reihe von Krümmungen, die in sich gegenüberliegende Richtungen von einer gemeinsamen Längsachse nach außen vorstehen, um dadurch den Winkel zwischen den benachbarten Durchgangswegen zu verändern.

28. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragungselementes, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) es wird ein Körperteil gebildet mit

(1) einer Vielzahl von länglichen, im wesentlichen geraden,

parallelen Rohrteilen,
(1a) wobei jedes Rohrteil umfaßt

(1¹) einen Durchgangsweg für ein Arbeitsfluid, der

sich in Längsrichtung durch das Rohrteil erstreckt, (2¹) zwei gegenüberliegenden, voneinander beabstandeten

Seiten,

(3¹) zwei weiteren gegenüberliegenden Seiten, die zwischen den erstgenannten Seiten angeordnet sind, und

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(4¹) mit einer Vielzahl von Rippen, die von den weiteren Seiten nach außen vorstehen und einen Abstand voneinander aufweisen, derart, um zwischen benachbarten Rippen effektiv Durchgangswege zu bilden, die sich quer über die weiteren Seiten in einer Richtung erstrecken, die zur Länge der Rohrteile querverläuft,

(1b) wobei die Rohrteile in einer Position angeordnet sind, in der die Seiten jedes Rohrteiles, die dem benachbarten Rohrteil zugekehrt ist, eine der breiteren Seiten ist,

(2) und mit Mitteln an gegenüberliegenden Enden der Rohrteile, durch welche die Durchgangswege der benachbarten Enden der einander benachbarten Rohrteile miteinander verbunden werden,

b)schließlich wird der Bereich der Rohrteile, der zwischen den gegenüberliegend angeordneten Mitteln vorgesehen ist, gebogen in Richtung des Abstandes der erstgenannten Seiten voneinander, um dadurch den Winkel zwischen den benachbarten Durchgangswegen auf einer entsprechenden Seite der breiteren Seiten relativ zueinander zu verändern.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen eine Vielzahl von Biegungen in jedem der Rohrteile zwischen den gegenüberliegenden Mitteln umfaßt.

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30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Umbiegungen in jedem der Rohrteile mit den entsprechenden Biegungen in dem anderen der Rohrteile ausgerichtet sind.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegungen in abwechselnden bzw. jedem zweiten Rohrteil ausgerichtet sind zwischen den Biegungen in den übrigen Rohrteilen.

32. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegungen in jedem Rohrteil so durchgeführt werden, daß sie im wesentlichen die Form einer Sinuskurve aufweisen.

33. Wärmeübertragungselement mit

a) einem länglichen Rohrteil mit

(1) einem Durchgangsweg für ein Arbeitsfluid, der sich in Längsrichtung durch das Rohrteil erstreckt,·

(2) zwei im wesentlichen axial ausgerichteten, gegenüberliegenden Enden,

(3) und einem Zwischenbereich zwischen den Rohrenden,

b) einer Vielzahl von Rippen, die an dem Zwischenbereich mit Abstand voneinander angeordnet sind, und zwar

(1) längs des Rohrteiles

(2) auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Rohrteiles,

c) die Rippen auf jeder Seite stehen nach außen vor, und

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zwar weggerichtet von den Rippen auf den anderen Seiten,

d) benachbarte Rippen auf jeder Seite bilden einen Durchgangsweg zwischen sich,

e) der Zwischenbereich verläuft gekrümmt in einer Richtung, die relativ zur Längsachse der Endteile quer zur Richtung der beiden Seiten des Rohrteiles verläuft.

34. Wärmeübertragungselement, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

b) eine Vielzahl von Rippen ist mit Abstand voneinander vorgesehen ,

(1) und zwar längs des Rohres

(2) und auf zwei gegenüberliegenden Seiten desselben,

c) die Rippen auf jeder Seite stehen nach außen vor, und zwar von den Rippen auf der jeweils anderen Seite weggerichtet,

d) benachbarte Rippen auf jeder Seite

(1) sind im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und

(2) bilden einen Durchgangsweg zwischen sich,

e) der die Rippen tragende Bereich des Rohres verläuft gekrümmt in einer Richtung, die relativ zur Länge des Rohres quer zur Richtung der beiden Seiten des Rohres verläuft, welch letztere relativ zueinander angeordnet sind.

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35. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen auf jeder Seite integral mit dem Rohr zusammenhängen.

36. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen auf jeder Seite umfassen

(1) einen Basisteil, der mit dem Rohr integral zusammenhängt und davon nach außen vorsteht, und

(2) eine Vielzahl von Vorsprüngen, die mit jedem Basisteil integral zusammenhängen und davon nach außen vorstehen.

37. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr eine Vielzahl von sich längserstreckenden Krümmungen aufweist, die relativ zueinander in entgegengesetzte Richtungen vorstehen.

38. Wärmeübertragungselement, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) es ist ein längliches Rohr mit einem Durchgangsweg für ein Arbeitsfluid vorgesehen, der sich längs durch das Rohr erstreckt,

b) das Rohr besitzt

(1) zwei im wesentlichen glatte, sich gegenüberliegende Seiten und

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(2) zwei weitere Seiten, die voneinander quer zum Abstand der erstgenannten Seiten beabstandet sind,

c) das Rohr besitzt Krümmungen, die sich in dessen Längsrich- rung erstrecken,

d) die Krümmungen krümmen sich im wesentlichen in einer Richtung, daß '.die im wesentlichen glatten Seiten voneinander einen Abstand aufweisen,

e) es ist eine Vielzahl von länglichen Rippen vorgesehen, die

(1) von den beiden weiteren Seiten der Krümmungen nach außen vorstehen und

(2) sich entlang dem Rohr an diesem quer erstrecken und im wesentlichen in paralleler AbStandsbeziehung zueinander stehen.

39. Wärmeübertragendes Element nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr vor und zurück bzw. mehrfach in fortgesetzter Reihenfolge Umkehrbiegungen aufweist und ein Serpentinenmuster bildet und daß die Umkehrbiegungen in der Richtung ausgeführt sind, in welcher die weiteren Seiten des Rohres voneinander beabstandet sind.

40. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen längliche Teile umfassen, die sich entlang den Krümmungen in beabständeter und im wesentlichen paralleler

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Beziehung zueinander erstrecken.

41. Wärmeübertragungselement, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) es ist ein längliches, im wesentlichen gerades Rohr mit einem Durchgangsweg für ein Arbeitsfluid vorgesehen, der sich längs durch das Rohr erstreckt,

b) eine Vielzahl von länglichen Rippen ist mit Abstand voneinander vorgesehen,

(1) längs des Rohres

(2) auf zwei gegenüberliegenden Seiten desselben,

c) die Rippen auf jeder Seite erstrecken sich seitlich über die Seiten und stehen nach außen vor, und zwar von den Rippen der jeweils anderen Seite weggerichtet,

d) benachbarte Rippenpaare entlang jeder Seite sind mit sich zueinander progressiv ändernden Winkeln angeordnet.

42. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen auf jeder Seite mit dem Rohr integral zusammenhängend ausgebildet sind.

43. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen auf jeder Seite umfassen

(1) einen Basisteil, der integral mit dem Rohr zusammenhängt und davon nach außen vorsteht,

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(2) und eine Vielzahl von Vorsprüngen, die integral mit den Basisteilen zusammenhängen und davon außen vorstehen .

44. Wärmeübertragungselement, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

b) das Rohr umfaßt

(1) eine Vielzahl von im wesentlichen gerader Teile , die parallel zueinander angeordnet sind, und

(2) Mittel zum Verbinden der Durchgangswege an benachbarten Enden der geraden Teile an jedem Ende derselben,

c) eine Vielzahl länglicher Rippen erstreckt sich quer auf den geraden Teilen, und zwar

(1) mit Abstand voneinander längs der geraden Bereiche

(2) und auf zwei gegenüberliegenden Seiten der letzteren,

d) die Rippen auf jeder Seite stehen nach außen vor, und zwar von den Rippen der jeweils anderen Seite weggerichtet,

e) die Seiten sind diejenigen Seiten der geraden Teile, die einander zugekehrt angeordnet sind,

f) benachbarte Rippen auf Abschnitten der geraden Bereiche sind mit zueinander progressiv veränderten Winkeln angeordnet, und zwar von dem länglichen Zentrumsbereich der

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Abschnitte in Richtung der Abschnittsenden längs der geraden Bereiche.

45. Wärmeübertragungselement nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß jeder gerade Bereich eine Vielzahl der erwähnten Abschnitte aufweist, die entlang seiner Länge angeordnet sind.

46. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragungselementes, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) es wird ein längliches Rohr mit einem Durchgangsweg für ein Arbeitsfluid gebildet, der sich längs durch das Rohr erstreckt,

b) das Rohr wird in einer Richtung gekrümmt, die quer zur Rohrlängsrichtung verläuft,

c) auf den gekrümmten Bereichen des Rohres werden nach außen vorstehende Rippen angebracht, wobei die Rippen von dem quer zu der genannten Richtung verlaufenden Rohr bzw. Rohrteil nach außen vorstehen.

47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen durch einen Schneidvorgang aus dem Material des Rohraußenbereiches gebildet werden.

48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen in voneinander beabstandeter und im wesentlichen paralleler

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Beziehung zueinander angeordnet werden.

49. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr dann gerade gerichtet wird in eine im wesentlichen gerade Längsform, um dadurch benachbarte Rippenpaare zueinander in spitzen Winkeln anzuordnen.

50. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragungselementes, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) es wird ein längliches Rohr gebildet mit

(1) einer im wesentlichen rechteckigen Form,

(2) zwei gegenüberliegenden schmalen Seitenwänden,

(3) zwei gegenüberliegenden breiteren Seitenwänden und

(4) mit einem Durchgangsweg, der sich längs durch das
Rohr erstreckt,

b) es wird dann eine Krümmung in dem Rohr ausgebildet, und
zwar in der Richtung des Abstandes zwischen den beiden
schmalen Seitenwänden,

c) sodann werden an dem Rohr auf beiden Seiten der genannten Krümmung auswärts vorstehende Rippen ausgebildet.

51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Rippen in Form einer Vielzahl länglicher Rippen erfolgt, die sich quer über jede breitere Seitenwand

in voneinander beabstandeter und im wesentlicher paralleler

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Beziehung zueinander erstrecken.

52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Krümmung in gerade Position zurückgebogen wird, um dadurch benachbarte Rippen auf jeder Seitenwandung in eine Stellung zu bewegen, in der sie relativ zueinander mit einem spitzen Winkel angeordnet sind.

53. Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr vor und zurück bzw. mehrfach in Reihenfolge umgebogen wird, und zwar um die breiteren Seitenwände in eine Serpentinenform, die eine Vielzahl länglicher, im wesentlichen gerader und paralleler Wege umfaßt, die durch die Umkehrbiegungen miteinander verbunden sind.

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