DE3147647C2

DE3147647C2 - Verfahren zum Herstellen eines Matrixhohlprofils eines Wärmetauschers

Info

Publication number: DE3147647C2
Application number: DE19813147647
Authority: DE
Inventors: Klaus 8000 München Hagemeister
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1981-12-02
Filing date: 1981-12-02
Publication date: 1986-09-25
Also published as: GB2110964A; JPS58114827A; FR2517233A1; FR2517233B3; DE3147647A1; GB2110964B

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

Patentansprüche:

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.

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