DE3040987A1 - Laminated heat exchanger element - having rubber plates with cavities formed between mating parallel ribs - Google Patents

Laminated heat exchanger element - having rubber plates with cavities formed between mating parallel ribs

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DE3040987A1 DE19803040987 DE3040987A DE3040987A1 DE 3040987 A1 DE3040987 A1 DE 3040987A1 DE 19803040987 DE19803040987 DE 19803040987 DE 3040987 A DE3040987 A DE 3040987A DE 3040987 A1 DE3040987 A1 DE 3040987A1
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Abstract

Heat exchanger element is a flexible laminated body with internal cavities and made of two parallel rubber plates with mated internal longitudinal projecting ribs to form the cavities. The inner or outer faces of the element may include reinforcing fabric layers. The ribs may be vulcanised to each other directly or with an intermediate rubber strip or cord, and the rib areas may be reinforced by metal and pressure for vulcanising, with bonding of the main cavity walls to each other prevented by internal inflation or by adhesion-resisting coatings. Makes large-area units e.g. for absorbers or collectors in environmental or solar heat recovery, for underfloor heaters, cooling tower elements etc. The hot circulating medium has no contact with un-rubberised textile filaments, ensuring longer life.

Description

Continental Gummi-Werke Aktiengesellschaft, 3000 HannoverContinental Gummi-Werke Aktiengesellschaft, 3000 Hanover

Wärmetauschern!ementHeat exchangers! Ement

Die Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscherelemente in Form von biegsamen hohlwandigen Schichtkörpern, wie sie beispielsweise als Absorber oder Kollektormatten zum Energiegewinnen aus tlmluftwärme über Wärmepumpen oder auch aus der Sonnenstrahlung, als Fußbodenbeheizung zum Verteilen von Wärme und als Kühlelemente in Kiihltiirmen zum Vernichten von Energie geeignet sind. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bilden Verfahren zum Herstellen solcher Elemente.The invention relates to heat exchanger elements in the form of flexible, hollow-walled laminated bodies, such as those used as absorbers or collector mats for generating energy from air heat via heat pumps or from solar radiation, as underfloor heating to distribute heat and as cooling elements in cooling companies are suitable for destroying energy. The invention also relates to processes for producing such Elements.

Die nach bekannten Vorschlägen (z.B. deutsche Offenlegungsschrift 2 71^ 901) aus einem mit Gummi oder Kunststoff beschichteten Doppel- oder Abstandsgewebe hergestellten Heizelemente und Wärmetauscher zeichnen eich gegenüber anderen, in der Regel auf der Verwendung metallischer Werkstoffe beruhenden Konstruktionen neben der vergleichsweise einfachen Fertigung vor allem durch ihre ohne Rücksicht auf die Flächengröße extrem flache Bauweise und ihre hohe Biegsamkeit aus bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad. Als schwerwiegender Nachteil stellte sich im Gfbrauch aber ihre mangelnd?« Haltbarkeit heraue: Die dem durchströmenden Wärmeträger unmittelbar ausgesetzten Gewebefh'den hielten der etfe'ndi p»>n EIn-PO wirkung pJchl »tend, und in weit^rfr i'oi.gp wurde euch die stoffschlüssige Haftung an den äußeren Auflagr-schichten zerstört. Dn i>n «b#r nicht möglich let, AbstaridBgfWb*· von innen wirksam hydrolytbeetändig zu imprägnieren oder zu beschichten, konnten sie sich als Bauelemente für Wärmetauscher und Absorber trotz ihrerThe heating elements and heat exchangers produced according to known proposals (e.g. German Offenlegungsschrift 2 71 ^ 901) from a double or spacer fabric coated with rubber or plastic distinguish themselves above all from other constructions, which are usually based on the use of metallic materials, in addition to the comparatively simple production due to their extremely flat design, regardless of the size of the area, and their high flexibility with high efficiency at the same time. However, a serious disadvantage turned out to be their lack of durability: The tissue threads directly exposed to the heat transfer medium flowing through kept the etfe'ndi p "> n EIn-PO effect pJchl" t, and to a large extent i'oi. gp the cohesive adhesion to the outer support layers was destroyed. Dn i> n "b # r not let possible AbstaridBgfWb * · impregnate effective hydrolytbeetändig from inside or coat, they could as components for heat exchangers and absorbers despite their

BADBATH

offenbaren Vorzüge in der Praxis nicht durchsetzen.do not disclose advantages in practice.

Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe zugrunde, Wärmetauscherelemente mit den aus Abstandsgewebe gefertigten bekannten Elementen vergleichbaren technischen Eigenschaften zu schaffen, im Unterschied dazu aber durch eine neuartige Gestaltung Jeden direkten Kontakt des flüssigen Wärmeträger mit ungurrmierten Textilfaden zu vermeiden und als Folge davon eine für Wärmetauscher dieser Art bisher nicht mögliche hohe Gebrauchstüchtigkeit und lange Lebensdauer zu sichern.i Zum Lösen dieser Aufgabe ist erfindungsgemaß vorgesehen, Elemente der eingangs geschilderten Gattung aus zwei durch parallel zueinander durchlaufende Verbindungsstege in gegenseitigem Abstand gehaltene, gegebenenfalls auf den einander abgekehrten Seiten mit einer textlien Verstärkungsauf- oder -einlage versehenen Gummiplatten herzustellen, wobei die Verbindungsstege wahlweise entweder im wesentlichen von den linienhaft mit haftender Bindung einander berührenden Innenwandungen der Gummiplatten oder stattdessen oder zusätzlich von mit haftender Bindung zwischen den Gummiplatten angeordneten Schnüren oder ähnlichen Gebilden aus Gummi gebildet sein können,In contrast, the object of the invention is to provide heat exchanger elements to create comparable technical properties with the known elements made of spacer fabric, im The difference to this, however, is due to a new design. Every direct contact of the liquid heat transfer medium with unlubricated textile thread to avoid and as a consequence of this, a high level of serviceability and long-term usability that was previously not possible for heat exchangers of this type Lifetime to secure.i To solve this problem is according to the invention provided, elements of the type described above from two parallel connecting webs in mutually spaced, possibly on each other facing away sides with a textile reinforcement pad or insert provided rubber plates, the connecting webs optionally either essentially from the linearly touching inner walls of the rubber sheets with an adhesive bond or instead or additionally from with an adhesive bond cords or similar structures arranged between the rubber plates can be formed from rubber,

PO Die erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente vereinigen die Vorzüge der bekannten Doppelgewebeelemente in sich, ohne jedoch deren Nachteil der beschränkten Gebrauchstüchtigkeit aufzuweisen. Die Verwendung zweier einander überdeckender Gummiplatten als Auspanpsbauteile führt ohne weiteres Zutun zu einem Schichtkörper, dessen von dem Wärmeträger umströmten Hohlwandungen keinerlei unbehandelte und daher der direkten Zerstörung unterworfenen Textil fäden an der Oberfläche enthalten, und ebenso wenig bieten di'1 die Strömungskanäle begrenzenden Verbindungsstege Angriffsiröglichkei trn für hydrolysierende Einflüsse. Das aus Festipkeitsgründen oder als Schutz gegen Abrieb unter Umständen erwünschte zusätzliche Armieren der Elemente mit außen aufgebrachten Gewebeauflagen od. dgl. bleibt davon unberührt.PO The heat exchanger elements according to the invention combine the advantages of the known double fabric elements without, however, exhibiting their disadvantage of limited usability. The use of two each of overlapping rubber sheets as Auspanpsbauteile leads without any further action to form a layered body, the flow around the heat carrier Hohlwandungen no untreated and, therefore, the direct destruction subjected textile threads contained on the surface, nor provide di '1, the flow channels bounding connecting webs Angriffsiröglichkei trn for hydrolyzing influences. The additional reinforcement of the elements with externally applied fabric coverings or the like, which may be desired for reasons of strength or as protection against abrasion, remains unaffected.

Zum Herstellen der"erfindungsgemäßen Wärmetauscherelemente werden vorteilhaft zwei einander überdeckende Platten aus einer vulkani-To produce the "heat exchanger elements according to the invention advantageously two overlapping plates made of a volcanic

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

sierbaren Kautschukmischung in mit gegenseitigen Abständen parallel zueinander durchlaufenden streifenförmigen Flächenbereichen
ohne gegenseitige Berührung getrennt voneinander gehalten und unter der Einwirkung von Druck und Wärme unter gleichzeitiger Herstellung einer haftenden Bindung in den Zwischenbereichen vulkanisiert, wobei die Platten in den getrennt voneinander gehaltenen Flächenbereichen mit einem haftungsverhindernden Mittel belegt
oder wahlweise stattdessen mit einem unter Druck zugeführten
Druckmittel beaufschlagt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet sich in gleicher Weise unter Verwendung sowohl von
einzelnen Vulkanisierformen als auch in kontinuierlichem Ablauf
beispielsweise auf beheizbaren Drehtrommeln an.sable rubber mixture in strip-shaped surface areas running parallel to one another at mutual distances
kept separate from each other without mutual contact and vulcanized under the action of pressure and heat with simultaneous production of an adhesive bond in the intermediate areas, the plates being coated with an adhesion-preventing agent in the surface areas kept separately from each other
or alternatively with a pressurized one instead
Pressure medium can be applied. The method according to the invention offers itself in the same way using both
individual vulcanization forms as well as in a continuous process
for example on heated rotating drums.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die haftende Bindung im Bereich der Stege durch in diese eingesetzte und beiderseits der Gummiplatten mit Schließköpfen gesicherte Niete oder ähnliche Befestigungsstifte aus Metall oder einem hochfesten Kunststoff zusätzlich zu unterstützen. Der Spanndruck der in die Rohlingsplatten eingesetzten Niete kann außerdem auch die sonst für die Vulkanisierung aufzubringende äußere Druckeinwirkung ersetzen.It is within the scope of the invention to provide the adhesive bond in the area of the webs by inserting them into these and on both sides of the rubber plates Rivets secured with locking heads or similar fastening pins made of metal or a high-strength plastic to support. The clamping pressure of the inserted into the blank panels Rivets can also replace the external pressure that would otherwise be required for vulcanization.

Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellungen einiger
Ausführungsbeispiele in der Zeichnung verdeutlicht. In der Zeichnung ist:The invention is based on the schematic representations of some
Embodiments illustrated in the drawing. In the drawing is:

Fig. 1 ein Querschnitt durch eine Vulkanisierform mit eingelegtem Wärmetauscher-Rohling unter nach a und b verschiedenen Ausgangsbedingungen;1 shows a cross-section through a vulcanizing mold with an inserted heat exchanger blank under different from a and b Starting conditions;

Fig. 2 ein Querschnitt durch eine kontinuierliche Vulkanisiervorrichtung für die erfindungsgemäßen Wärmetauscher
elemente und2 shows a cross section through a continuous vulcanizing device for the heat exchangers according to the invention
elements and

Fig. 3 ein Teilstück eines Wärmetauscherelementes mit zusätzliehen Sicherungsnieten in vergrößertem Maßstab imFig. 3 shows a section of a heat exchanger element with additional Safety rivets on an enlarged scale in

Querschnitt.Cross-section.

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

•3040S87• 3040S87

Die in Fig. 1 gezeichnete Vulkanisierform ist als zweiteilige Form init einer Unterplatte h und einer Oberplatte 5 ausgebildet. Beide Formplatten schließen zwischen d^n einander zugekehrten Oberflächen den Formenhohlraum ein, wobei ihre paßgerechte Aufeinanderlage in üblicher Weise durch Paßstifte 6 gesichert ist. Zum Gebrauch der Form werden zugeschnittene Rohlingsplatten einer Kautschukmischung 7 (Fig, 1a) oder stattdessen auch eines beidseitig mit Kautschuk beschichteten Gewebes 8 (Fig. 1b) lose in die Formplatten k, 5 eingelegt und darauf beide Formplatten in der gezeichneten Schließstellung übereinander in Uberdeckung gebracht. Durch rippenartige Auswölbungen in dem Formenhohlraum werden die Hohlingsplatten 7 bzw. 8 an der Stelle der vorgesehenen Verbindungsstege einander angenähert, während sie an den Umfangskanten von den örtlich eingezogenen Randflächen der Formplatten in unmittelbare Berührung aufeinandergepreßt werden. In dem gezeichneten Ausführungsbpispiel wird die Bildung der Verbindungsstege durch Einbringen zusätzlicher Profilstreifpn 17, 18 unterstützt. Eine schärfere Ausprägung der Auswölbungen lh vorausgesetzt, könnte wahlweise auf das Einbringen solch zusätzlichen Materials aberThe vulcanizing mold shown in FIG. 1 is designed as a two-part mold with a lower plate h and an upper plate 5. Both mold plates enclose the mold cavity between the surfaces facing one another, their fitting one on top of the other being secured in the usual way by dowel pins 6. To use the mold, cut blank plates of a rubber mixture 7 (FIG. 1 a) or instead of a fabric 8 coated on both sides with rubber (FIG. 1 b) are loosely inserted into the mold plates k, 5 and then both mold plates are brought into overlap in the closed position shown . By means of rib-like bulges in the mold cavity, the hollow plates 7 and 8 are brought closer together at the location of the connecting webs provided, while they are pressed into direct contact at the peripheral edges of the locally drawn-in edge surfaces of the mold plates. In the illustrated exemplary embodiment, the formation of the connecting webs is supported by the introduction of additional profile strips 17, 18. Provided that the bulges lh are sharper, it could optionally be due to the introduction of such additional material

?.O auch vf-rzichtpt werden. Die von den Rohlingsplatten 7t S zwischen den Stegen eingeschlossenen längs durchlaufenden Hohlräume werden zweckmäßig mit einem Innendruck beaufschlagt. Mit Rücksicht hierauf sind die beiden Formplatten k, 5 durch eine umlaufende Dichtung 9 gegeneinander abgedichtet. ? .O also be vf-rzichtpt. The longitudinal cavities enclosed by the blank plates 7t S between the webs are expediently subjected to an internal pressure. With this in mind, the two mold plates k, 5 are sealed against one another by a circumferential seal 9.

Zum Fertigvulkanisie*ren der Rohlingsplatten 7 bzw. 8 wird die geschlossene Form in üblicher Weise in eine Preßvorrichtung verbracht, in der die Vernetzung der Kautschukmischung unter gleichzeitiger haftender Bindung beider aneinander unter der Einwirkung von Druck und Wärme bewirkt wird.For the final vulcanization of the blank plates 7 and 8, the closed Form placed in the usual way in a pressing device in which the crosslinking of the rubber mixture with simultaneous adhesive bonding of the two to one another is effected under the action of pressure and heat.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist für einen kontinuierlichen Verfahrensablauf vorgesehen und enthält im wesentlichen zwei beheizbare Preßwalzen 10, 11, zwischen denen die Rohlingsplatten 7 in paariger Uberdeckung hindurchgeführt werden. Anstelle einer Druckbeaufschlagung werden die Rohlingsplatten dabei zwischen den Ver-The device according to FIG. 2 is for a continuous process sequence provided and essentially contains two heatable press rolls 10, 11, between which the blank plates 7 in paired coverage are passed through. Instead of pressurization, the blank plates are placed between the

^5 bindungsstegen 17 durch ein vorhpr aufgebrachtes oder mitlaufen-^ 5 binding webs 17 by means of a pre-applied or

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den Trennmittel, z.B. Puderaufstrich, Folien, Papierstreifen od. dgl. an einem Zusammenhaften gehindert, während die stoffschlüssige Bindung aneinander mit dem Ausvulkanisieren in dem vorgesehenen Verteilungsmuster durchlaufend in den unbehandelten Bereichen der Verbindungestege 17 wie auch der Randflächen 21 unter der Druck- und Wärmeeinwirkung hervorgerufen wird.the separating agent, e.g. powder spread, foils, paper strips or the like is prevented from sticking together, while the material bond to each other with the vulcanization in the intended distribution pattern continuously in the untreated areas of the connecting webs 17 as well as the edge surfaces 21 is caused by the action of pressure and heat will.

Das in Fig. 3 teilstückweise gezeichnete Wärmetauscherelement ist aus doppelseitig kautschukbeschichteten Gewebebahnen 8 unter Bildung von parallelen Verbindungsstegen 18 hergestellt, wobei im Bereich der Verbindungsstege Kautschukstreifen p8 als VuIkanisationshilfen eingelegt sind. Um die Haltbarkeit der stoffschlüssigen Bindung auch gegen starke Beanspruchungen des Elementes im Gebrauch weiterhin zu sichern, sind in die Verbindungestege 18 Heftniete 12 mit großflächigen Schließköpfen eingezogen.The heat exchanger element partially shown in FIG. 3 is made of double-sided rubber-coated fabric webs 8 with the formation of parallel connecting webs 18, rubber strips p8 being inserted as vulcanization aids in the area of the connecting webs. In order to continue to ensure the durability of the cohesive bond even against heavy loads on the element during use, tack rivets 12 with large locking heads are drawn into the connecting webs 18.

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

, β., β.

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Claims (7)

.. .. -304G387.. .. -304G387 » Λ · t»Λ · t -y--y- Patentansprüche;Claims; Wärmetauscherelement in Form pines biegsamen hohlwandigen Schichtkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei durch parallel zueinander durchlaufende Verbindungsstege (17, 28) in gegenseitigem Abstand gehaltenen, gegebenenfalls auf den einander abgekehrten Seiten mit einer textlien Verstärkungsaufoder -einlage versehenen Gummiplatten (7, 8) hergestellt ist.Heat exchanger element in the form of pines flexible hollow-walled Laminated body, characterized in that it consists of two connecting webs (17, 28) running parallel to one another in mutually spaced, possibly on the sides facing away with a textile reinforcement on or -Inlay provided rubber plates (7, 8) is made. 2. Wärmetauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege (17, 18) im wesentlichen von den Iinienhaft mit haftender Bindung einander berührenden Innenwandüngen der Gummiplatten (7, 8) gebildet sind.2. Heat exchanger element according to claim 1, characterized in that the connecting webs (17, 18) essentially from the linear with adhesive bond touching inner walls the rubber plates (7, 8) are formed. 3. WSrmetauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege (17, 28) von zusätzlich mit haftender Bindung zwischen den Gummiplatten (7, S) angeordneten Schnüren, Streifen (28) oder ähnlichen länglichen Gebilden aus Gummi gebildet sind.3. Heat exchanger element according to claim 1, characterized in that that the connecting webs (17, 28) are additionally arranged with an adhesive bond between the rubber plates (7, S) Cords, strips (28) or similar elongated structures are formed from rubber. 4. Wärmetauscherelement nach den Ansprüchen 1 bis 3» gekennzeichnet durch in' Bereich der Verbindungsstege (17, 18) eingesetzte und beiderseits der Gummiplatten (7, 8) mit Schließkopfen gesicherte Niete (12) oder ähnliche Befestigungsstifte aus Metall oder einem hochfesten Kunststoff.4. Heat exchanger element according to claims 1 to 3 »characterized by inserted in the area of the connecting webs (17, 18) and secured with locking heads on both sides of the rubber plates (7, 8) Rivets (12) or similar fastening pins made of metal or a high-strength plastic. 5. Verfahren zum Herstellen von Wärmetauscherelementen nach den Ansprüchen 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander überdeckende Platten aus einer vulkanisierbaren Kautschukmi-5. A method for producing heat exchanger elements according to claims 1 to k, characterized in that two overlapping plates made of a vulcanizable rubber compound . schung in mit gegenseitigen Abständen parallel zueinander durchlaufenden streifenförmigen Flächenbereichen ohne gegenseitige Berührung getrennt voneinander gehalten und unter der Einwirkung von Druck und Wärme unter Herstellung einer haftenden Bindung in den Zwischenbereichen vulkanisiert werden.. Schung in strip-shaped surface areas running parallel to one another at mutual distances without mutual Touch kept separate from each other and under the action of pressure and heat producing an adhesive Bond in the intermediate areas are vulcanized. 6. Verfahren nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß die6. The method according to claim 5i, characterized in that the Platten in den getrennt voneinander gehaltenen FlächenbereichenPlates in the surface areas that are kept separate from one another ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED -X--X- mit einem haftungshindernden Mittel belegt werden.be covered with a liability-preventing agent. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten in den getrennt voneinander gehaltenen Flächenbereichen mit einem unter Druck zugeführten Druckmittel, beaufschlagt werden.7. The method according to claim 5, characterized in that the plates are acted upon by a pressure medium supplied under pressure in the surface areas that are kept separate from one another. Hannover, den 29. Oktober 198O 80-43 P/Sü Sü/LoHanover, October 29, 198O 80-43 P / Sü Sü / Lo ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED ■ - ■■ I :■ - ■■ I:
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