DE3147647C2 - Verfahren zum Herstellen eines Matrixhohlprofils eines Wärmetauschers - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines Matrixhohlprofils eines WärmetauschersInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung behandelt ein Verfahren zur Herstellung von hohlen, entsprechend ihrem Einsatzbedarf aerodynamisch optimal geformten Strömungsprofilen, deren jeweilige Außenhaut im Betrieb von einem ersten Arbeitsmedium (Heißgas) umströmt wird, während im Inneren der Strömungsprofile befindliche Kanäle hierbei gleichzeitig von einem zweiten Arbeitsmedium (Druckluft) durchströmt werden. Um unter anderem auf vergleichsweise einfache Weise den aerodynamischen, festigkeitsmäßigen sowie den Temperaturanforderungen gewachsene Strömungsprofile, z.B. für die Matrix eines Wärmetauschers oder als Turbinenleit- oder Laufschaufeln für Turbomaschinen, zu schaffen, sieht das erfindungsgemäße Verfahren folgende wesentliche Merkmale vor: - an ein Rohr mit zunächst im wesentlichen kreisförmigem, quadratischem oder vieleckigem Querschnitt werden im Wege hierzu geeigneter Bearbeitungsverfahren an vorbestimmten, vorzugsweise am Rohrumfang gleichförmig verteilten Stellen Materialanhäufungen angeformt; - hierauf wird das Rohr durch Ziehen oder Walzen so verformt, daß die einen Materialanhäufungen eine an- und abströmseitige Wandverstärkung an bzw. im Bereich der an- und abströmseitigen Endkanten des Strömungsprofils, die anderen Materialanhäufungen durch Verschweißen, Löten o.dgl. in der Meridianebene aneinander festlegbare Trennungsstege für mindestens zwei voneinander gesonderte Druckluftführungskanäle entstehen lassen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Matrixhohlprofils eines Wärmetauschers
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Matrixhohlprofile werden z. B. bei Wärmetauschern eingesetzt, wie sie aus der DE-OS 29 07 810
bekannt sind. Bei diesen bekannten Wärmetauschern ist ein Sammelrohr vorgesehen, welches zwei voneinander
getrennte Druckluftführungen aufweist. Über die eine Druckluftführung wird Druckluft in die lanzettenartigen
Matrixhohlprofile geleitet, dort von den die Matrix durchströmenden Heißgasen aufgeheizt und gelangt
dann im vorgewärmten Zustand in die andere Druckluftführung, über die die vorgewärmte Luft dann einem
Verbraucher, z. B. der Brennkammer eines Gasturbinentriebwerkes zugeführt wird. Bei den bekannten
Wärmetauschern stellt die von den lanzettenartigen Hohlprofilen gebildete Wärmetauscher-Matrix ein jeweils
seitlich von dem betreffenden Sammelrohr sowie quer gegen die betreffende Heißgasströmung U-förmig
auskragendes Matrixprofilrohrbündel dar.
Es bereitet nach wir vor verhältnismäßig große Schwierigkeiten, ein Herstellungsverfahren zu schaffen,
bei dem das fertiggestellte Matrixhohlprofil hochtemperaturbeständig ausgebildet ist, einen örtlich gezielt verhältnismäßig
höhen Wärmeübergang (Heißgas/Luft) gewährleistet und ferner die notwendigen, insbesondere
statischen Festigkeitseigenschaften für hohe Dauerbeanspruchung aufweist Zum anderen wird bei derartigen
Matrixhohlprofilen eine glatte Außenbewandung gefordert,
damit möglichst keine aerodynamischen Störungen hervorgerufen werden.
Versuchsweise wurden bereits Matrixhohlprofile aus Halbprofilen gezogen, wobei die entsprechenden Halbprofile
Rücken an Rücken aneinandergefügt und mittels einer Längsnaht durch Schweißen oder Löten verbunden
wurden. Die hierbei sich ergebenden, verfahrenstechnischen Schwierigkeiten sind erheblich:
— Die betreffenden lanzettenartigen Halbprofile sind unsymmetrisch und demzufolge äußerst schwer
durch Ziehen herstellbar,
— die Rücken-an-Rückenverbindung der Halbprofile ist insofern problematisch, als in der betreffenden
Außenkontur Fugen oder Versatzkanten auftreten, die zu nicht unerheblichen aerodynamischen Störungen
führen können,
— die bei derartigen, versuchsweise hergestellten Profilen z. B. entlang der Profilvorder- und Hinterkante
verlaufenden Schweiß- oder Lötnähte sind ständig einwirkender Heißgaskorrosion ausgesetzt.
Zudem ist es bei derartig versuchsweise hergestellten Matrixhohlprofilen nicht möglich, die betreffenden Profilenden
in einen gegebenenfalls gewünschten, kreisförmigen Anschluß umzuformen, mit dem die Hohlprofile
z. B. bei einem eingangs genannten, bekannten Wärmetauscher in geeigneter Weise (kerbwirkungslos) an das
zentrale Sammelrohr angeschlossen werden könnten.
Ein im Rahmen der eingangs genannten Gattung (Oberbegriff des Patentanspruchs 1) berücksichtigtes
und aus der US-PS 11 77 320 bekanntes Verfahren behandelt
das Herstellen von als Hohlprofilkörper ausgebildeten Stäben eines Feuerungsrostes. Dabei wird
durch Umformen ein im Ausgangsquerschnitt eine in sich geschlossene im wesentlichen kreiszylindrische, elliptische
oder keilförmige Grundkontur aufweisender Hohlkörper verschweißungslos in die gewünschte Form
des Hohlprofilkörpers gebracht. Die hierbei im betreffenden Ausgangsquerschnitt vorgegebenen Profilmittelstegkonturierungen
bilden beim fertigen Hohlprofilkörper gegenseitig ausgerundet ineinandergreifend eine
Art von Nut-Feder-Verbindung. Es ist damit keine fluiddicht fest gefügte Profilmittelstegverbindung zwischen
den daran angrenzenden, von der übrigen Profilkörperwand eingeschlossenen Innenkanälen möglich.
Dieses bekannte Verfahren erlaubt aber bereits das Herstellen eines in sich geschlossenen und außen glattflächen
Profiles unter Vermeidung der Nachteile, die sich im Rahmen der vorher erwähnten, untersuchten
Profilkonfigurationen aus dem Vorhandensein von profilaußenseitigen bzw. zwischen gegenseitigen Profilwandstoßkanten
verlaufenden Längsschweiß- oder Lötnähten ergeben haben.
Im übrigen vermittelt das bekannte Verfahren jedoch, abgesehen von der Ausbildung örtlicher Wandverdikkungen
an besonders beanspruchten Stellen des Profilquerschnittes,
keinen Hinweis darauf, wie im Wege der angegebenen Profilherstellung oder -ausbildung ein ortlieh
gezielt höherer Wärmeübergang (Heißgas/Luft) unter gleichzeitiger Beherrschung hoher und wechselnder
Temperaturbeanspruchungen sowie festigkeitsseitiger Beanspruchungen (Stoß-, Schwingungsbelastungen) erreichbar
sein könnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren
für Matrixhohlprofile der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem auch solche
Matrixhohlprofile vergleichsweise einfach herstellbar sind, die einem optimalen Wärmeübergang (Heißgas/
Luft) ermöglichen und bei zugleich hoher statischer Festigkeit hochtemperatur- bzw. temperaturwechselbeständig
sind.
Die gestellte Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 erfinuungsgemäß
gelöst.
Auf diese Weise gelingt es, ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Grundherstellkonzeption Strömungsschikanen einzufügen, welche einen optimalen Wärmeübergang
(Heißgas/Luft) im Interesse eines möglichst hohen Wärmeaustauschgrades bei einem Wärmetauscher
der angesprochenen Art gewährleisten.
Dabei können die aerodynamischen Strömungsschikanen zusammen mit der abschließenden Um- bzw.
Verformung sowie mit der stegseitigen Verschweißung vergleichsweise einfach form- und stoffschlüssig mit der
Profilinnenstruktur vereinigt werden. Es resultiert daraus ferner keine festigkeitsseitige Schwächung des fertigen
Matrixhohlprofils, denn es sind keine nachträglichen Profilausnehmungsarbeiten bzw. Nuten und dergleichen
Befestigungsmittel erforderlich, um die aerodynamischen Strömungsschikanen in der Art von Turbulenzblechen
sicher in dem Profilgrundkörper verankern zu können.
Die aerodynamischen Strömungsschikanen können vorteilhafterweise zur örtlich gezielten Verbesserung
des Wärmeüberganges eingesetzt werden, insbesondere also an Stellen, an denen äußerst hohe Temperaturbeanspruchungen
herrschen, die erfahrungsgemäß wiederum zu einer erhöhten Abbrandgefahr der Profile führen
können.
Der Einbau der aerodynamischen Strömungsschikanen bzw. Turbulenzbleche kp.nn also mit Rücksicht auf
das in der Wärmetauschermatrix herrschendt Heißgastemperaturgefälle vorgenommen werden, um so beispielsweise
Abbrand- und Verschleißgefahren der im Heißgaseintrittsbereich der Matrix befindlichen Profilrohre
zu minimieren.
Dieser Sachverhalt (verbesserter Wärmeübergang, Verminderung der Abbrandgefahr) ist insbesondere im
Zusammenhang mit der Profilinnengestaltung (Luftinnenkanäle) der hier in Rede stehenden Matrixhohlprofile
zu sehen, die von sich aus bereits eine hohe luftseitige Wärmeübertragungsfläche bei gleichzeitig gering zu
veranschlagenden hydraulischen Durchmessern für die Innenkanäle gewährleistet. Es wird bei der Profilgrundgestaltung
mit z. B. zwei durch Steg voneinander getrennten Innenkanälen eine derart günstige Kanalform
erzielt, daß die bekanntlich hochtemperaturbelastete Profilvorder- und hinterkante durch gezielte Innenluftbespülung
intensiv in den so optimierbaren Wärmetauschprozeß mit einbezogen werden kann.
Mithin können also schon während des Hersteilens wesentliche, später an das fertige Matrixhohlprofil gestellte
Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der Aerodynamik, der Festigkeit und der Temperaturbeständigkeit
gezielt vorgegeben werden, wobei das fertige Endprodukt grundsätzlich keiner zusätzlichen Nachbearbeitung
bedarf.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach Patentanspruch 1 gehen aus den Ansprüchen 2, 3 und 4
hervor.
Aus Patentanspruch 2 ergibt sich eine den Verfahrensablauf weiter vereinfachende und zeitlich verkürzende
Hohlprofilherstellweise in der Kombination aus dem abschließenden gleichzeitigen Umform-, Preß- sowie
Schweißvorgang.
Aus Patentanspruch 3 resultiert der Vorteil einer die Grundprofilherstellung nicht nennenswert beeinträchtigenden
kreisförmigen oder mehreckigen Anschlußstückformung, also einer Anschlußstückkonfiguration,
die einer betriebsfesten und fluiddichten Verbindung eines solchermaßen ausgebildeten Matrixhohlprofils mit
dem zugehörigen Wärmetauscherboden eines Druckluftsammelrohrs eines Wärmetauschers der bekannten
und in Rede stehenden Art sehr entgegenkommt.
Ohne die fertige Profilstruktur bzw. die vor dem abschließenden weiteren Umformprozeß schon weitestgehend
fertige Profilstruktur zu beeinträchtigen, können in einem weiteren bzw. in einem Herstellzwischenschritt
vorteilhafte Vorkehrungen zur Erhöhung der Flexibilität der Matrixhohlprofile an den Anschlußstücken gemäß
Patentanspruch 4 vorgenommen werden, durch die beim späteren Wärmetauscherbetrieb störende Spannungs-Dehnungseinflüsse,
beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Temperaturgradienten an den Hohlprofilkörpern
selbst sowie zwischen diesen und den betreffenden Wärmetauscherböden bzw. Sammelrohren,
kompensiert werden können.
Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise weiter erläutert; es zeigt
Fig. 1 einen im Querschnitt quadratischen Rohrgrundkörper mit im jeweiligen Eckenbereich angeordneten
Materialanhäufungen,
F i g. 2 einen Rohrgrundkörper mit einem Querschnitt in der Kombination aus über dem äußeren Umfang im
wesentlichen gleichförmig quadratischer und über dem Innenumfang konzentrisch kreisförmiger Konturieruiig,
F i g. 3 einen Rohrgrundkörper mit einem Querschnitt in der Kombination aus über dem äußeren Umfang
kreisförmiger und über dem Innenumfang konzentrisch kreisförmig/quadratischer Mischkonturierung,
Fig.4 einen im Querschnitt kreisringförmigen Rohrgrundkörper
mit gleichförmig über dem Umfang verteilten Materialanhäufungen, von denen jeweils zwei
einander gegenüberliegende entweder beidseitig oder einseitig innen das Grundprofil überkragen,
F i g. 5 einen im Querschnitt kreisringförmigen Rohrgrundkörper mit gleichförmig über dem Umfang verteilt
nach innen vorstehenden Materialanhäufungen, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegende
hinsichtlich Form und Größe gleich sind,
Fig. 6 die kombinierte Darstellung eines aus dem Rohrgrundkörper nach Fig. 1 hergestellten, vor der
endgültigen Umformphase befindlichen Matrixhohlprofils,
F > Sj1.1 ein aus dem Rohrgrundkörper nach F i g. 5
hergestelltes, vor der endgültigen Umformphase befindliches Matrixhohlprofil mit zwischen beabstandeten
Stegenden angeordnetem Blech als aerodynamische Strömungsschikane,
F i g. 8 das im Zuge des weiteren oder abschließenden
Umformens fertiggestellte Matrixhohlprofil nebst fest zwischen den Stegenden eingebetteter, aerodynamischer
Strömungsschikane sowie die Zuordnung beidseitig auf die Profilseitenflächen einwirkender Preßwerkzeuge,
F i g. 9 eine Stirnansicht des senkrecht aufgestellten Matrixhohlprofile in der Herstellphase gemäß Fig. 7,
hier ohne aerodynamische Strömungsschikane, mit einem rückwärtig daran ausgebildeten, kreisförmigen Anschlußstück,
Fig. 10 einen Hohlprofilschniu nach der Linie A-A
der F i g. 9,
Fig. 11 eine Stirnansicht des waagerecht angeordneten
Matrixhohlprofils nach F i g. 9,
Fig. 12 einen Hohlprofilschnitt nach der Linie B-B
der Fig. 11,
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung des fertigen
Matrixhohlprofils nach Fig. 9 bis 12, jedoch unter zusätzlicher Verdeutlichung in die Anschlußstückaußenwand
eingearbeiteter, ringförmiger Rillen und
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines matrixseitig
teilweise abgebrochen dargestellten Profilrohrwärmetauschers, der sich für die Anwendung der verfahrensgemäß
hergestellten Matrixhohlprofile eignet.
Das vorliegende Herstellungsverfahren für ein im Querschnitt lanzetten- bzw. linsenförmiges Matrixhohlprofil
geht z. B. von einem quadratischen Rohrgrundkörper 1 nach F i g. 1 aus, wobei im Wege nachfolgend
noch näher erläuterter Bearbeitungsverfahren der Rohrgrundkörper 1 nach F i g. 1 mit hier vorzugsweise
in den betreffenden Ecken angeordneten Materialanhäufungen 2', 3' versehen ist, während bei einem Rohrgrundkörper
2 nach F i g. 2 von einem kreiszylindrischen Rohrinnenwandumfang ausgegangen werden
kann, mit ebenfalls gleichförmig etwa so über dem Umfang verteilten Materialanhäufungen 4, 5, daß der betreffende
Rohrgrundkörper 2 am Außenumfang eine nahezu quadratische Gestalt sowie jeweils gleichförmig
zueinander versetzte, abgerundete Ecken aufweist.
F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Rohrgrundkörper 3 an der Außenwand kreiszylindrisch geformt
ist, während dessen Innenwand im Sinne einer Miscligestalt aus quadratischer und kreiszylindrischer
Konturierung ausgebildet ist. Dabei sind die einen, einander gegenüberliegenden Materialanhäufungen 6
über-kreuz-schraffiert dargestellt, während die anderen, einander gegenüberliegenden Materialanhäufungen 7
durch Schrägschraffur verdeutlicht sind.
Nachdem z.B. ein solcher gemäß Fig. 1 quadratischer Rohrgrundkörper 1 mit den betreffenden Materialanhäufungen
2', 3' versehen worden ist, kann er durch Ziehen und Walzen so verformt werden (F i g. 6),
daß die einen .Materialanhäufungen 3' die Wandverstärkungen
im Bereich der an- und abströmseitigen Endkanten des Matrixhohlprofils 8 bilden, während die anderen
Materialanhäufungen 2' profilmittige Halbstege zwischen Innenkanälen 9,10 des später fertig hergestellten
Matrixhohlprofils 8 bilden. Wie eingangs erwähnt, ist die Anordnung und Ausbildung dieser Halbstege in erster
Linie für die festigkeitsmäßige Auslegung sowie für die Optimierung des Wärmeübergangsverhaltens von Bedeutung.
Man erkennt aus Fig. 6, daß das Matrixhohiprofil
8 vom Grundsatz her fertig verformt ist, jedoch noch ein Abstand zwischen den einander zugekehrten
Enden der Halbstege verblieben ist, der z. B. im Wege eines weiteren Umformvorganges durch leichtes Zusammenpressen
des Matrixhohlprofils 8 dann gänzlich beseitigt werden kann.
Die Fig.4 bzw. 5 erläutern anhand im wesentlichen
kreiszylindrischer Rohrgrundkörper 11 bzw. 12 das Vorhandensein von hier bereits stegartig vorgefertigten
Materialanhäufungen 13,14 bzw. 14, 15, wobei die diametral einander gegenüberliegenden, stegartigen Materialanhäufungen
13 nach Fig.4 nicht nur den Innenwandumfang des Rohrgrundkörpers 11 überkragen,
sondern auch dessen Außenwandumfang. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 weicht von dem nach F i g. 4
dahingehend ab, daß die betreffenden stegartigen Materialanhäufungen
14, 15 ausschließlich den Innenwandumfang des Rohrgrundkörpers 12 überkragen. Sämtliche
zuvor genannten Materialanhäufungen 2', 3', 4,5,6,
7 und 13 bis 15 können beispielsweise ebenso wie die mit diesen versehenen Rohrgrundkörper 1 bis 3, 11 und 12
selbst durch Ziehen, Rundhämmern, Walzen, Fließpressen oder Extrudieren erzeugt werden.
Die Rohrgrundkörper 11 bzw. 12 nach Fig.4 bzw. 5
können also jeweils für sich als Ausgangswerkstück für die weitere Herstellung des betreffenden Matrixhohlprofils
8 herangezogen werden.
Die Rohrgrundkörper 11 bzw. 12 nach Fig.4 bzw. 5
können aber auch im Sinne zweier aufeinanderfolgender Verfahrensphasen verstanden werden; d. h., der z. B.
für die später gewünschten Halbstege erforderliche, verhältnismäßig große Materialbedarf wird zunächst
durch entsprechendes Anformen der die Außen- und Innenwand des Rohrgrundkörpers 11 überkragenden
Materialanhäufungen 13 (F i g. 4) bereitgestellt. Im Wege
einer hierauf folgenden Bearbeitungsphase werden diese Materialanhäufungen 13 in die Kontur der Malerialanhäufungen
15 (Rohrgrundkörper 11 — F i g. S) gebracht, so daß erst danach der weitere bzw. abschließcnde
Umformvorgang in die Wege zu leiten wäre.
Gemäß Fig. 7 ist ein aus dem Rohrgrundkörper 12 nach F i g. 5 hervorgehendes Matrixhohlprofil 16 in der
Verformungsphase gezeigt, in der der Umformvorgang unterbrochen wird, das Matrixhohlprofil 16 im wesentlichen
fertig geformt ist, aber die Stegenden der aus den Materialanhäufungen 15 gebildeten Halbstege noch einen
Abstand voneinander haben. In diesem Zustand werden aus Blechen 21 mit turbulenzanregenden Profilierungen
bestehende, aerodynamische Strömungsschikanen längs durch das Profilinnere gezogen und zwischen
einander zugekehrten Stegenden der von den Materialanhäufungen 15 gebildeten Halbstege positioniert,
worauf im Zuge des weiteren Umformvorgangs gemäß F i g. 8 schließlich die Stegenden gegen die Strömungsschikanen
gepreßt und mit diesen verschweißt oder verlötet werden. Das fertige Matrixhohlprofil 16'
geht aus Fig.8 hervor, in der auch für den weiteren bzw. Fertigformvorgang vorgesehene, beidseitig gegen
das Matrixhohlprofil 16 drückbare Preßbacken 19, 20
gezeigt sind. Die beim fertigen Matrixhohlprofil 16' (F i g. 8) ausgebildeten, der Druckluftführung dienenden
Innenkanäle sind mit 17,18 bezeichnet
In nicht weiter dargestellter Weise kann der weitere bzw. abschließende Umformvorgang durch gleichzeitiges
Zusammenpressen und Schweißen unter den Walzen einer Rollnahtschweißmaschine erfolgen.
Die Fig.9, 10 bzw. 11, 12 veranschaulichen das aus
dem Rohrgrundkörper 12 nach Fig. 5 hervorgegangene, vorläufige Matrixhohlprofil 16, bei dem vor dem
abschließenden Umformvorgang sowie dem Schweißen oder Verlöten ein Endteil in ein durch Rundhämmern
oder dergleichen erzeugtes, kreisförmiges Anschlußstück 21' verformt wurde, mit welchem das fertige Ma-
trixhohlprofil 16' in geeigneter Weise mit einem Wärmetauscherboden
verknüpft werden kann. Dieses Anschlußstück 2\' kann selbstverständlich auch auf andere
geeignete Weise (Ziehen, Pressen oder Walzen) erzeugt und gegebenenfalls mehreckig ausgebildet werden, wobei
der Begriff »mehreckig« u. a. auch quadratische, rechteckige, trapezförmige bzw. sechs- oder achteckige
Rohranschlußquerschnitte einschließt.
Verfahrensgemäß kann das Anschlußstück 21', wie in Fig. 13 dargestellt, zusätzlich mit koaxialen Rillen 22
versehen werden, die vor oder nach dem Verschweißen oder Verlöten in dieses Anschlußstück 21' eingearbeitet
werden können. Gemäß Fig. 13 können die Rillen 22 ringnutartig in gleichförmigen Abständen hintereinander
in die äußere Umfangswand des Anschlußstückes 21' eingebracht sein. Sie können aber auch gewindeförmig
in Umfangsrichtung in das Anschlußstück 21' eingeprägt sein.
Die Fig. 14 erläutert einen für die Anwendung der so
hergestellten Matrixhohlprofile geeigneten Wärmetauscher, bei dem die betreffende Kreuz-Gegenstrom-Matrix
mit 23 bezeichnet ist und bei dem die die Matrix 23 bildenden Matrixhohlprofile, z. B. 16' nach F i g. 8, einerseits
an eine erste stationäre Rohrführung 24 zur Druckluftzufuhr D in die Matrix 23 und andererseits an eine
zweite stationäre Rohrführung 25 angeschlossen sind, aus der die über die Matrix 23 vom Heißgasstrom (Pfeil
H) aufgeheizte Druckluft D" einem geeigneten Verbraucher, beispielsweise der Brennkammer eines Gasturbinentriebwerks,
zugeführt werden kann. Gemäß Fig. 14 sind ferner die beiden voneinander getrennten
Rohrführungen 24, 25 in ein gemeinsames Sammelrohr 26 integriert, wobei die Wärmetauscher-Matrix 23 jeweils
seitlich von diesem Sammelrohr 26 U-förmig auskragend verläuft. Der entsprechende Druckluftverlauf
durch die Matrix 23 ist durch den Pfeil D' verdeutlicht. Anstelle eines gemeinsamen Sammelrohres 26 für die
beiden Rohrführungen 24, 25 wäre im übrigen eine Wärmetauscherkonfiguration vorstellbar, bei der zwei
voneinander getrennte, im wesentlichen parallele Sammelrohre vorgesehen sind, und zwar ein Sammelrohr für
die Druckluftzufuhr in die Matrix 23 und das andere Sammelrohr für die Druckluftabführung aus der Matrix
23 zu einem entsprechenden Verbraucher.
Beim Wärmetauscher nach F i g. 14 stellt die Matrix 23 also ein aus den fertigen Matrixhohlprofilen 16'
(Fig. 8) bestehendes, dem U-förmigen Verlauf der Matrix
23 folgendes Rohrbündel dar. Dabei sind die Matrixhohlprofile 16' — dem Pfeil D' in der Matrix 23 folgend
— hochkam angeordnet, werden somit im geradlinigen Teil der Matrix 23 gänzlich vom Heißgas quer umströmt,
wobei eine Profilspitze jeweils die Heißgasanströmkante, die gegenüberliegende Profilspitze die
Heißgasabströmkante darstellt
Für die Anwendung der erfindungsgemäß hergestellten Matrixhohlprofile 16' bei dem zuvor genannten, bekannten
Wärmetauscherbeispiel ist es selbstverständlich nicht zwingend notwendig, an die Matrixhohlprofile
16 kreisrunde Anschlußstücke 21' anformen zu müssen, vielmehr wäre es durchaus vorstellbar, die ianzettenartig
geformten Strömungsprofile direkt in die betreffenden Wärmetauscherbodenpartien einmünden zu lassen
und dort zu befestigen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen eines im Querschnitt lanzetten- bzw. linsenförmigen, mit druckluftführen- s
den Innenkanälen versehenen Matrixhohlprofils für eine im Heißgasstrom liegende Kreuz-Gegenstrom-Matrix
eines Wärmetauschers durch Umformen eines zunächst kreisförmigen, quadratischen oder vieleckigen
Rohrgrundkörpers mit im Querschnitt räumlich verteilten Materialanhäufungen, die beim
fertig umgeformten Matrixhohlprofil an- und abströmseitige Wandverstärkungen sowie zwei profilmittige
Halbstege entstehen lassen, die an ihren einander zugekehrten Stegenden verlötet oder verscheißt
werden und einen Trennsteg zwischen zwei benachbarten Innenkanälen bilden, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Einsetzen zusätzlicher aerodynamischer Strömungsschikanen der Umformvorgang
in einer Phase unterbrochen wird, in der das Matrixhohlprofil (16) zwar im wesentlichen
fertig geformt ist, aber die Stegenden der Halbstege noch einen Abstand voneinander haben, in diesem
Zustand die aus Blechen (21) mit turbulenzanregenden Profilierungen bestehenden, aerodynamischen
Strömungsschikanen längs durch das Profilinnere gezogen und zwischen den einander zugekehrten
Stegenden der Halbstege positioniert werden, worauf im Zuge des weiteren Umformvorgangs schließlich
die Stegenden gegen die Strömungsschikanen gepreßt und mit diesen verschweißt oder verlötet
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere L'mformvorgang unter
gleichzeitigem Zusammenpressen und Schweißen mittels der Walzen einer Rollnahtschweißmaschine
durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem weiteren Umformvorgang
des Matrixhohlprofils (16) mindestens ein Endteil desselben durch Rundhämmern oder dergleichen
in ein kreisförmiges oder mehreckiges Anschlußstück (21') verformt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Anschlußstück
(2Γ) vor oder nach dem Verschweißen oder Verlöten der Stegenden mit in dessen Innen- und/oder
Außenwand einzuarbeitenden, ringförmig oder gewindeförmig verlaufenden Rillen (22) versehen wird.
50
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