DE4139104C1 - - Google Patents

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DE4139104C1
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William Dr. 8000 Muenchen De Wei
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    • F28F9/26Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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Description

Es sind Wärmetauscher in Kreuz-Gegenstrom-Bauweise bekannt (EP-A-03 31 026 oder EP-A-02 65 726), bei denen eine von einem heißen Fluid (Heißgas) umströmte, u-förmige Rohrmatrix für die Zu- und Abführung eines wärmeaufnehmenden Fluids (Druckluft) an voneinander getrennte, parallel zueinander angeordnete Sammelleitungen ange­ schlossen ist, wobei eine Abstandshalterung für die Rohre der Matrix notwendig ist. Ferner sind Wärmetauscher in Kreuz-Strom-Bauweise bekannt (US-A-31 12 793), worin sich die Rohrmatrix quer geradlinig, wellenförmig oder schräg zwischen betreffenden Sammelkästen oder -rohren erstreckt. Diese bekannten Wärmetauscher können als sogenannte "Abgas- oder Rekuperativ-Wärmetauscher" eingesetzt werden, wobei die Rohrmatrix im heißen Abgasstrom eines stationär oder instationär betriebenen Gasturbinentriebwerks angeordnet ist, und wobei mittels eines Teiles der im heißen Abgasstrom enthaltener Wärme eine Aufhei­ zung der der Brennkammer zuzuführenden Verdichterluft erfolgen soll, die - vor Eintritt in die Brennkammer - die Rohrmatrix durchströmt.
Ferner ist es aus der DE-A-39 42 022 bekannt, Wärmetauscher in Kreuz- oder Kreuz-Gegenstrom-Bauweise als Kühlluftkühler (Kondensator) bei Hyperschall-Triebwerken einzusetzen; dabei soll u. a. unter Wärme­ tausch mit kryogen zugeführtem Treibstoff, z. B. Wasserstoff, ein­ laufseitig - vor dem Verdichter des Basistriebwerks - entnommene Kühlluft verflüssigt und zu kühlenden Bauteilen dampfförmig zugeführt werden. Bei ausschließlichem Staustrahlbetrieb (Hyperschall-Flug) erreicht die dem Staustrahltriebwerk über den variablen Lufteinlauf zuzuführende Stau-Druckluft Temperaturen von etwa 1500 K und mehr, so daß dabei die Rohrmatrix des betreffenden Wärmetauschers als Kühlluft-Kühler extrem hohen Temperaturbeanspruchungen ausgesetzt ist, die bezüglich einer Abstandshalterung für die Rohre der Matrix praktisch nicht beherrschbar wären.
Auch bei den anderen eingangs genannten und bekannten Fällen wäre also nicht nur die Rohrmatrix, sondern auch die betriebsnotwendige Abstandshalterung der Rohre der Matrix entsprechend hohen Tempe­ raturen ausgesetzt.
Schon vorgeschlagene Lochbleche als Abstandshalterung scheiden hinsichtlich der dabei notwendigen Anforderungen u. a. an die Festigkeit, Steifigkeit und/oder Oxidationsbeständigkeit praktisch aus. Außerdem haben derartige Lochbleche den Nachteil, daß schwingungsbedingte Rohrreibungen (fretting) entlang der be­ treffenden Belochungen auftreten, die zu einem verhältnismäßig früh­ zeitigen Verschleiß der Rohre führen können.
Ein aus der DE-A 37 26 058 bekannter Fall sucht, für Kreuz-Gegen­ strom-Wärmetauscher der in Rede stehenden bekannten Art eine insbe­ sondere hinsichtlich auftretender Stoßbelastungen und Schwingungen sowie hinsichtlich thermisch bedingter Relativbewegungen ver­ schleißarme Abstandshalerung für die Rohre der Matrix zu schaffen. Hierzu soll die Abstandshalterung aus schwingungsdämpfenden "Packungselementen" u. a. in der Art unter wechselseitiger Rohrum­ schmierung geführter Metall-Filz-Streifen oder z. B. litzenartig verwobener Feinst-Drähte ausgebildet sein; insbesondere bezüglich der Feinst-Drähte sollen Vibrationen durch innere Reibung gedämpft werden können. Dabei ergibt sich eine fertigkeitmäßig vergleichsweise in­ stabile, kompliziert aufgebaute Abstandshalterung, die - ähnlich genannter Lochbleche - extremen Temperaturbelastungen nicht stand­ hält. Dies gilt sinngemäß auch für eine aus der EP-A 03 89 759 be­ kannte Abstandshalterung, die aus einem Flechtwerk von sich zwischen benachbarten Profilröhrchen der Matrix überkreuzenden Tragbändern aufgebaut sein soll. Dabei sind u. a. metallische Werkstoffe bzw. Ummantellungen der Tragbänder aus metallischen oder keramischen Geweben möglich. Diese Abstandshalterung ist auf eine äußere Veran­ kerung über Haltestangen an einem Rahmen angewiesen.
Ein aus der DE-A- 28 10 131 bekannter Wärmetauscher, der in einem vertikalen von heißen Gasen durchströmten Gaskanal angeordnet ist, soll mindestens zwei horizontale benachbarte Rohre umfassen; dabei soll eine Rohrabstützung für die horizontalen Rohrabschnitte ein vertikales, zwischen den beiden horizontalen Rohrabschnitten ange­ ordnetes Stützrohr aufweisen; insbesondere sollen dabei Flossen an einander gegenüberliegenden Seiten des vertikalen Stützrohres an­ geschweißt sein, wobei eine die beiden horizontalen Rohrabschnitte umschließende Bandanordnung auf den Flossen aufsitzen und von diesen abgestützt sein soll.
Die genannte Bandanordnung soll ferner das vertikale Stüzrohr um­ schließen und hinreichend lose sein, um Relativbewegungen zwischen den beiden horizontalen Rohrabschnitten bzw. zwischen dem vertikalen Stützrohr und jedem der horizontalen Rohrabschnitte zu ermöglichen.
Aus der DE-A-27 44 282 ist ein schwingungssteifer Gas- Luft- Rück- Kühler bekannt mit vorzugsweise axialer Durchströmung der als Pro­ filrohre ausgebildeten Kühlemente; diese Kühlelemente sollen durch die Zwischenlage von Rohrprofilen auf Abstand gehalten und gegen das Kühlergehäuse abgestützt werden. Im bekannten Fall können sich die Distanzrohre über einen großen Teil der Kühlelementlänge erstrecken und dabei einen wesentlichen Teil der äußeren Kühlfäche übernehmen, wobei die Kühlelemente auch als Rippenrohr mit axialen Innenrippen ausgebildet sein können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher in Kreuz- bzw. Kreuz-Gegenstrom-Bauweise gemäß eingangs genannter be­ kannter Art anzugeben, bei dem die Abstandshalterung bei vergleichs­ weise einfachem Aufbau hinsichtlich extremer Temperaturbelastung beständig ausgebildet ist und die Rohre der Matrix schwingungsarm gehaltert sind.
Die gestellte Aufgabe ist gemäß Patentanspruch 1 erfindungsgemäß gelöst.
Indem das zu erwärmende Fluid, z. B. Druckluft oder Kühlflüssigkeit, z. B. flüssiger Wasserstoff, durch die Rohre der Matrix und auch durch den oder die Rohrkörper als Abstandshalter strömt, wird eine "aktiv­ gekühlte Abstandshalterung beim Wärmetausch-Prozeß geschaffen. Neben der vorteilhaften Kühlung stellt jeder Rohrkörper praktisch ein zusätzliches Wärmetauscherelement dar. Durch eine örtlich feste Verbindung der Rohre der Matrix, etwa reihen-, gruppenweise oder in gebündelter Weise, insbesondere durch Verlöten oder Verschweißen mit dem jeweiligen Rohrkörper, ergibt sich zugleich eine schwingungsfeste Abstandshalterung der Rohre der Matrix. Im Vergleich zu den jeweils äußeren Sammelleitungen oder -rohren können die Rohrkörper für die Abstandshalterung vergleichsweise geringe Abmessungen aufweisen; sie könner aerodynamisch schlank und günstig ausgebildet und angeordnet werden; vorteilhaft hierfür ist z. B. eine länglich ovale Form, wobei - in Bezug auf einen elliptischen Querschnitt des Hohlkörpers - die große Ellipsenachse in Richtung der An- bzw. Durchströmrichtung des extrem heißen Fluids (Matrix) angestellt sein kann. Durch eine in Ausgestaltung der Erfindung mögliche vieleckige oder mehrkreis­ zylindrische Form der Abstandshalterung können örtlich vergleichs­ weise große Wärmeübergangsflächen geschaffen werden; in der mehrec­ kigen oder mehrkreiszylindrischen Formgestaltung können aber auch turbulenzbildende Maßnahmen gesehen werden, um örtliche Verweilzeiten der Fluide (innen wie außen) im Interesse einer optimalen Kühlung der rohrkörperartigen Abstandshalter zu steuern. Jeder Rohrkörper als Abstandshalter kann mehrere voneinander getrennte Kühlkanäle oder -kammern aufweisen, die jeweils mit betreffenden Reihen oder Gruppen von Rohren der Matrix fluidisch in Verbindung stehen. Durch ent­ sprechende Anordnung von Kühlkanälen, insbesondere auch auf der hoch-temperaturbeanspruchten Anströmseite eines Rohrkörpers als Abstandshalter, ist dieser auch an dieser Stelle besonders tempera­ turfest und mit geringer Abbrandgefahr (Heißgas) gestaltbar. Im Rahmen der Erfindung ist ferner eine gemäß Rohrreihen oder -gruppen getrennte Anordnung von Rohrkörpern als Abstandshaltern möglich, derart, daß in einer Ebene einer Abstandshalterung gruppen- oder reihenweise unterschiedliche thermisch bedingte Dehnungen der Ma­ trixrohre, in Richtung quer zu den Achsen der Sammelleitungen oder -rohre, kompensiert werden. Dies ist auch dann möglich, wenn in einer zugewiesenen Querebene als Abstandshalterung voneinander getrennte Rohrkörper vorliegen, so, daß sie relativ zueinander verschiebbar ineinandergreifen.
Anhand der Zeichungen ist die Erfindung beispielsweise weiter erläu­ tert; es zeigt
Fig. 1 ein Prinzipschema eines Profilrohr-Wärmetauschers in Kreuz-Gegenstrom-Bauweise in seitlicher Ansicht,
Fig. 2 den Profilquerschnitt eines länglich ovalen hohl­ körperartigen Abstandshalters mit beidseitig fest daran angeschlossenen Matrix-Rohren,
Fig. 3 einen in Abwandlung der Fig. 1 mehrere voneinander getrennte Kühlkammern - oder -kanäle einschließenden Rohrkörper als Abstandshalterung,
Fig. 4 einen im weitesten Sinne vieleckigen, insbesondere mehrkreis-zylindrisch gestalteten Rohrkörper als Abstands­ halter mit untereinander verbundenen zylindrischen Innenab­ schnitten, in die Matrix-Rohre beidseitig einmünden,
Fig. 5 eine aus kreiszylindrischen, voneinander getrennten Rohr­ körpern ausgebildete Abstandshalterung mit in die jeweils hohlzylindrischen Innenräume einmündenden Matrix-Rohren,
Fig. 6 eine in Abwandlung der Fig. 5 aus dortiger Blickrichtung X gesehene, schiebesitzartige Nut-Feder-Verbindung zwischen zwei in der betreffenden Ebene der Abstandshalterung über­ einander angeordneten Rohrkörpern,
Fig. 7 eine perspektivisch sowie schematisiert dargestellte Version eines inbesondere zur Kühlluft-Kühlung bei einem Hyper­ schalltriebwerk anwendbaren Kreuz-Gegenstrom-Wärmetauschers mit insgesamt etwa ringförmiger Rohrmatrix und ovalen Rohr­ körpern für die Abstandshalterung,
Fig. 8 eine perspektivisch dargestellte Variante des Wärmetauschers nach Fig. 7 unter Verwendung kreiszylindrischer, voneinander getrennter Rohrkörper als Abstandshalterung in einer Quer­ ebene der Matrix,
Fig. 9 die ovale Abstandshalterung in Schnittansicht A-A der Fig. 7 und in einer ersten Variante,
Fig. 10 die ovale Abstandshalterung in Schnittansicht A-A der Fig. 7 und in einer zweiten Variante und
Fig. 11 die kreiszylindrische Abstandshalterung in Schnittansicht B-B der Fig. 8.
Fig. 1 veranschaulicht einen schematisch dargestellten zur Anwendung der Erfindung geeigneten Profilrohrwärmetauscher in Kreuz-Gegen­ strom-Bauweise. Der Profilrohrwärmetauscher besteht im wesentlichen aus zwei parallel zueinander angeordneten Sammelrohren 1,2. Von diesen beiden Sammelrohren 1,2 kragt eine U-förmig umgebogene Pro­ filrohrmatrix 3 gegen eine Heißgasströmung H aus. Die Pro­ filrohrmatrix besteht aus einzelnen Profilröhrchen 4 mit elliptischen Querschnitt, wie dies aus Fig. 1, unten links im Schnitt, ohne weiteres ersichtlich ist. Aus dem Schnittbild ist ferner ersichtlich, daß die Heißgasströmung - gemäß H′ - sich im wesentlichen schlangen­ linienförmig durch die vorgegebenen Heißgasdurchströmquerschnitte der Matrix hindurchwindet. Dabei sind die einzelnen Profilrohre 4 hoch­ kant in Bezug auf die betreffende Heißgasströmung H angeordnet. Im Betrieb wird also dem hier oberen Sammelrohr 1 Druckluft D zugeführt, die dann seitlich in die zunächst geradschenkeligen Abschnitte der Matrix einströmt; im äußeren Umlenk- oder Bogenbereich der Matrix wird dann die Druckluftströmung umgelenkt und gelangt über die be­ treffenden unteren geradschenkeligen Abschnitte der Matrix 3 in das untere Sammelrohr 2, aus dem sie im aufgeheizten Zustand gemäß Pfeil D einem geeigneten Verbraucher, z. B. der Brennkammer eines Gastur­ binentriebwerkes, zugeführt werden kann. Mit 6-12 sind in Fig. 1 Abstandhalter der Profilrohre 4 beispielhaft schematisch dargestellt.
Je nach baulichen Gegebenenheiten sowie u. a. im Interesse möglichst geringer aerodynamischer Verluste könnte die betreffende Matrix 3 des Wärmetauschers gegenüber der Heißgasströmung schräg angestellt sein, bzw. könnten die Profilrohre 4 - relativ zu deren Längserstreckung - schräg von Heißgas umströmt werden; zuvor Gesagtes gilt sinngemäß auch für den Einsatz eines derartigen Wärmetauschers als "Kühlluft-Kühle", wenn man z. B. davon ausgeht, daß die Rohre 4 der Matrix 3 von extrem heißer Staudruckluft umströmt werden, wobei anstelle von Druckluft D (Fig. 1) als dem wärmeaufnehmenden Fluid z. B. flüssiger Wasserstoff dem Sammelrohr 1 zugeführt wird, der gemäß D′ (Fig. 1) dampfförmig beispielsweise dem Verbrennungssystem des Staustrahl-Antriebes zugeführt werden kann.
In entsprechender Zuordnung zu Fig. 1 können eine oder mehrere der dort schematisch angegebenen Abstandshalter 6-12 "aktiv" gekühlt gestaltet werden, indem sie ebenfalls - wie die Profilrohre 4 - von dem beim Wärmetauschprozeß wärmeaufnehmenden und gleichzeitig kühlenden Fluid, z. B. Druckluft D′ - Fig. 1 oder von einem Kühlgas oder vom einem flüssigen Kühlmittel, z. B. Wasserstoff, durchströmt werden. Dabei können gemäß Fig. 2 bis 6 Reihen oder Grup­ pen oder das ganze örtliche Bündel von Röhrchen 4 der Matrix 3 (Fig. 1) hier jeweils beidseitig mit den betreffenden Innenräumen der als Rohrkörper ausgebildeten Abstandshalter fluidisch kommunizierend sowie fest mit den Wandungen der Rohrkörper verbunden sein; vorzugs­ weise - und je nach Temperaturbeherrschung - können die Röhrchen 4 der Matrix an entsprechenden Belochungen mit den Rohrkörpern ver­ schweißt oder hart verlötet sein.
Fig. 2 zeigt einen länglich ovalen Rohrkörper 13 als Abstandshalter.
Fig. 3 veranschaulicht eine gegenüber Fig. 2 derartige Abwandlung, daß der ovale Rohrkörper 13′ innere, voneinander getrennte Kühlkanäle oder -kammern 14, 15, 16, 16, 17 einschließt, in die jeweils hier auf beiden Seiten die örtlichen Enden zweier oder dreier, hinsichtlich der Röhrchenprofile örtlich zueinander versetzter Reihen von Röhrchen 4 hineinragen.
Fig. 4 verkörpert einen im wesentlichen mehr-kreiszylindrischen Rohrkörper 18, dessen zylindrische Innenräume, z. B. 19, 29, ineinander übergehen; diese Variante könnte auch als innen - wie außen- mehrec­ kig gestaltet umschrieben werden.
Nach Fig. 5 besteht die Abstandshalterung der Profilrohre 4 aus in einer Querebene der betreffenden Matrix mit Abstand übereinander angeordneten zylindrischen Rohren 21, 22, 23, 24, 25; über sich einander gegenüberliegende Rohre, z. B. 21, 22, können somit thermisch bedingte Längenänderungen L,L′ benachbarter Reihen von Profilrohren 4 kompen­ siert werden.
In Abwandlung der Fig. 5 können z. B. die Rohre 21, 22 der Ab­ standhalterung unter Verwendung eines nut-federartigen Schiebesitzes 23, 24 gemäß L,L′ (Fig. 6) relativ zueinander verschiebbar und in sich aneinander abstützender Weise angeordnet bzw. miteinander verbunden sein.
Zwei oder mehrere der zuvor behandelten Abstandshalter-Kon­ figurationen nach Fig. 2 bis 6 können auch in der Kombination bei einem Wärmetauscher vorgesehen sein.
Fig. 7 veranschaulicht eine bei einem Hyperschall-Flugtriebwerk einsetzbare Variante eines Kreuz-Gegenstrom-Wärmetauschers mit im wesentlichen ringförmiger Profilrohrmatrix, die, von den betreffenden Sammelrohren 1, 2 ausgehend, in etwa halbringförmige Blöcke 25, 26, 27, 28 zergliedert ist. Dabei wäre davon auszugehen, daß z. B. die Längsachse des Wärmetauschers mit der etwa koaxial dazu ver­ laufenden Ringmatrix in einer etwa parallelen Lage zur Achse des Triebwerks angeordnet sein kann. Gemäß Fig. 7 sind z. B. als länglich ovale Rohrkörper 13 nach Fig. 2 ausgebildete Abstandshalter auf sich hier achssymmetrisch einander gegenüberliegenden Seiten der Ringma­ trix angeordnet. Das Sammelrohr 1 ist in Fig. 7 durch eine Trennwand 29 in zwei Kammern unterteilt. Prinzipiell sind ferner beide Sammel­ rohre 1, 2 endseitig durch Deckel verschlossen, mit Ausnahme zu- und abführseitiger Leitungsanschlüsse am Sammelrohr 1. Im Betrieb wird die Ringmatrix (Blöcke 25 bis 28) etwa parallel zur Achse des Wärme­ tauschers von heißer Staudruckluft durchströmt, wobei die Zu­ strömrichtung der heißen Staudruckluft mit St, die Abströmrichtung der gekühlten Kühlluft mit St 1 bezeichnet sind; die heruntergekühlte Kühlluft kann den zu kühlenden hoch-temperaturbeanspruchten Bauteilen zugeführt werden. Die Rohrkörper 13 werden vom beim Wärmetauschprozeß verdampfenden, durch sie über die Profilrohre 4′ hindurchströmenden Kühlmittel, z. B. Wasserstoff, "aktiv" gekühlt. Der Wasserstoff wird z. B. flüssig in Pfeilrichtung F der einen Kammer im Sammelrohr 1 zugeführt und teilt sich von dort in Pfeilrichtung F1, F2 auf die Profilrohre der Blöcke 25, 26 auf, aus denen er in das andere Sammel­ rohr 2 abströmt (Pfeile K, R); aus diesem strömt er dann in zu den Pfeilrichtungen F1, F2 angesetzten Richtungen F2, F3 über die Blöcke 27, 28 in die zweite Kammer des Sammelrohrs 1 ab (Pfeile S,T); aus dieser zweiten Kammer kann der nunmehr dampfförmige Wasserstoff gemäß Pfeil F4, z. B. dem Brennstoff-Einspritzsystem der Staustrahl-Brennkammer entsprechend aufbereitet zugeführt werden. Nicht weiter dargestellt, kann der Wärmetauscher von einem zylin­ drischen thermisch isolierten Gehäuse umgeben sein; die Ringmatrix kann ringzylindrisch beidseitig von Gehäuse- und Führungsstrukturen umgeben sein; eine Zuleitung für die dem Wärmetauscher zuzuführende Staudruckluft St kann von einem zunächst zylindrischen Kreisquer­ schnitt auf die der Matrix angepaßte Ringform übergehend angepaßt sein; beispielhaft gepunktet dargestellt, sind entsprechend thermi­ sche Isolationen vorzusehen.
Gemäß Schnittansicht nach A-A der Fig. 7 verkörpert Fig. 9 eine Abwandlung der Abstandshalterung nach Fig. 2 - ovaler Rohrkörper 13 - derart, daß die Abstandshalterung von in Längsrichtung, d. h., längs zur Achse des Wärmetauschers getrennt aufeinander folgenden ovalen Rohrkörpern 13a,13b,13c,13d gebildet ist, die jeweils mit Gruppen von Profilrohren 4′ in Verbindung stehen.
Fig. 10 ist eine nach A-A der Fig. 7 gesehene Alternative in Ausbild­ ung nach Fig. 2 (ovaler Rohrkörper 13), hier jedoch in Kombination mit der Ringmatrix.
Fig. 11 ergibt sich aus dem Schnitt B-B der Fig. 8 in grundsätzlich mit Fig. 5 vergleichbarer Bauweise und in Anwendung bei einer Ring­ matrix gemäß Fig. 7 und 8. Gemäß Fig. 11 ergeben sich in weiterer Abweichung von der Abstandshalterung nach Fig. 5 axial bzw. in Rich­ tung der Achse des ringförmigen Wärmetauschers geteilte bzw. vonein­ ander getrennte zylindrische Rohre 22/22′; 23/23′ mit jeweils zugehö­ rigen Reihen von Profilrohren 4′. Ferner können auch für die be­ treffenden Ausführungsbeispiele von Wärmetauschern mit Matrix in Ringbauweise nach Fig. 7 oder 8 Abstandshalterungen nach Fig. 3 bis 6 jeweils für sich oder in bedarfsweiser Kombination angewendet werden. Ferner sei vermerkt, daß der Wärmetauscheraufbau nach Fig. 8 prak­ tisch demjenigen nach Fig. 7 entspricht, so daß praktisch identische Bauteile mit gleichen Bezugszeichen belegt sind.

Claims (8)

1. Wärmetauscher, insbesondere als Kühlluftkühler für Hyperschall- Triebwerke,
  • - mit einer von einem extrem heißen Fluid umströmten, ring- oder u-förmigen Rohrmatrix (3), die für die Zu- und Abführung eines wärmeaufnehmenden Fluids an voneinander getrennte, parallel zueinander angeordnete Sammelleitungen (1, 2) angeschlossen ist und
- mit einer Abstandshalterung der Rohre (4) der Matrix (3), die aus mindestens einem gegenüber dem extrem heißen Fluid herme­ tisch verschlossenem Rohrkörper (13, 18, 21) besteht, der mit Reihen oder Gruppen von Rohren (4) der Matrix (3) fest verbunden ist, wobei der Rohrkörper (13, 18, 21) über die Rohre (4) vom wärmeaufnehmenden Fluid durchströmt wird und parallel zu den Sammelleitungen (1,2) angeordnet ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (13, 18, 21) auf sich einander gegenüberliegenden Seiten mit Reihen oder Gruppen von Rohren (4) der Matrix (3) durch Lötung oder Schweißung fest verbunden ist.
3. Wärmetauscher nach der Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rohrkörper (21, 18; 13) ein kreis- oder mehr-kreiszylindrischer oder ovaler oder mehreckiger Hohlkörper ist.
4. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (13′) mehrere voneinander getrennte Kühlkanäle (14-18) aufweist, die mit Reihen oder Gruppen von Rohren (4) der Matrix (3) in Verbindung stehen.
5. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Reihen oder Gruppen von Rohren (4) der Matrix (3) an in einer Ebene der Abstandshalterung örtlich voneinander getrennte, relativ zueinander beweglich angeordnete Rohrkörper (21, 22) angeschlossen sind.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrkörper (21; 22) in Querrichtung zu den Achsen der Sammel­ leitungen (1, 2) relativ zueinander beweglich miteinander ver­ bunden sind.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ovale Rohrkörper (13, 13′) mit Rücksicht auf seinen ellipti­ schen Querschnitt mit der großen Ellipsenachse in Richtung des die Matrix (3) durchströmenden extrem heißen Fluids angeordnet ist.
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DE4139104A DE4139104C1 (de) 1991-11-28 1991-11-28
GB9223876A GB2261941A (en) 1991-11-28 1992-11-13 Heat exchangers
SE9203406A SE9203406L (sv) 1991-11-28 1992-11-13 Vaermevaexlare, speciellt avsedd som kylluftskylare foer oeverljudsdrivverk, med distanshaallare foer roeren i dess matris
ITMI922654A IT1256058B (it) 1991-11-28 1992-11-20 Scambiatore di calore,specialmente come radiatore dell'aria di raffreddamento per propulsori ipersonici,con distanziamento per i tubi della sua matrice
FR9214079A FR2684437B1 (fr) 1991-11-28 1992-11-24 Echangeur de chaleur, notamment pour reacteurs hypersoniques, comportant un entretoisement pour les tubes de sa matrice.
US07/981,132 US5318110A (en) 1991-11-28 1992-11-24 Heat exchanger having internally cooled spacer supports for heat exchange tubes

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FR (1) FR2684437B1 (de)
GB (1) GB2261941A (de)
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SE (1) SE9203406L (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8720534B2 (en) 2007-09-11 2014-05-13 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger, particularly for a motor vehicle
RU2612668C1 (ru) * 2015-11-26 2017-03-13 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Воздухо-воздушный теплообменный аппарат

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10041794A1 (de) * 2000-09-16 2002-03-07 Modine Mfg Co Kühleranordnung und Kühler
DE10236380A1 (de) * 2002-08-08 2004-03-04 Mtu Aero Engines Gmbh Rekuperativ-Abgaswärmetauscher für ein Gasturbinentriebwerk
CN100453950C (zh) * 2005-02-16 2009-01-21 吕学能 蜗旋型冷媒盘管及无鳍片冷凝器
US20110226452A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 Rocore (Uk) Limited Heat exchanger
US20140231059A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-21 Hamilton Sundstrand Corporation Heat exchanger
US11162424B2 (en) * 2013-10-11 2021-11-02 Reaction Engines Ltd Heat exchangers
US10287982B2 (en) 2015-08-14 2019-05-14 United Technologies Corporation Folded heat exchanger for cooled cooling air
US10253695B2 (en) 2015-08-14 2019-04-09 United Technologies Corporation Heat exchanger for cooled cooling air with adjustable damper
US9816767B2 (en) * 2016-01-12 2017-11-14 Hamilton Sundstrand Corporation Tubes and manifolds for heat exchangers
EP3364142B1 (de) * 2017-02-17 2019-10-02 HS Marston Aerospace Limited Wärmeübertragungssegment
CN109803516B (zh) * 2017-11-17 2020-12-08 英业达科技有限公司 散热排
BE1026909B1 (fr) * 2018-12-21 2020-07-22 Safran Aero Boosters Sa Échangeur de chaleur huile carburant
CN110887387B (zh) * 2019-11-21 2021-06-08 新乡航空工业(集团)有限公司 一种航空发动机用空气—燃油环形换热器
US11892250B2 (en) * 2021-05-14 2024-02-06 Rtx Corporation Heat exchanger tube support
US11859910B2 (en) 2021-05-14 2024-01-02 Rtx Corporation Heat exchanger tube support
CA3188310A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-17 Bosal Flanders NV Heat exchanger module, method for manufacturing such a module and tubular heat exchanger comprising such modules

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3112793A (en) * 1960-03-04 1963-12-03 Ind Co Kleinewefers Konst Pipe recuperator
DE2810131A1 (de) * 1977-04-07 1978-10-12 Combustion Eng Waermetauscher
DE2744282A1 (de) * 1977-10-01 1979-04-05 Elektromotorenwerke Dornhoff & Schwingungssteifer gas-luftrueckkuehler
EP0265726A1 (de) * 1986-10-20 1988-05-04 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Wärmetauscher
DE3726058A1 (de) * 1987-08-06 1989-02-16 Mtu Muenchen Gmbh Waermetauscher fuer gase stark unterschiedlicher temperaturen, insbesondere in kreuz-gegenstrom-bauweise
EP0331026A2 (de) * 1988-03-04 1989-09-06 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherblockes sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP0389759A1 (de) * 1989-02-28 1990-10-03 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Wärmetauscher mit einer Rohrmatrix
DE3942022A1 (de) * 1989-12-20 1991-06-27 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren und vorrichtung zur kuehlung eines flugtriebwerkes

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2013187A (en) * 1930-11-12 1935-09-03 Griscom Russell Co Heat exchanger
GB575585A (en) * 1943-03-29 1946-02-25 Ag Fuer Technische Studien Gas heater with heating surfaces arranged on the walls of a combustion chamber
FR1231522A (fr) * 1959-07-30 1960-09-29 Schmidt Sche Heissdampf Dispositif de fixation de serpentins tubulaires situés dans un plan et comprenant des sections de tubes horizontales, et destinés à des surchauffeurs, réchauffeurs, etc.
GB1022352A (en) * 1961-06-25 1966-03-09 Ass Elect Ind Improvements relating to intercoolers for rotary gas compressors
AT266887B (de) * 1964-04-06 1968-12-10 Waagner Biro Ag Wärmetauscher
US3378064A (en) * 1966-05-12 1968-04-16 Selas Corp Of America Tube support
US3376917A (en) * 1966-11-28 1968-04-09 Chrysler Corp Condenser for two refrigeration systems
SE415601B (sv) * 1979-01-25 1980-10-13 Stal Laval Turbin Ab Virvelbeddsbrennkammare med kylror
DE3320632A1 (de) * 1983-06-08 1984-12-13 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Waermeaustauscher
DE3543893A1 (de) * 1985-12-12 1987-06-25 Mtu Muenchen Gmbh Waermetauscher
US5042572A (en) * 1989-11-29 1991-08-27 Dierbeck Robert F Mounting assembly for modular heat exchanger units
US5037955A (en) * 1990-06-07 1991-08-06 The Dow Chemical Company Method for heating a viscous polyethylene solution
US5131459A (en) * 1991-10-08 1992-07-21 Deltak Corporation Heat exchanger with movable tube assemblies

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3112793A (en) * 1960-03-04 1963-12-03 Ind Co Kleinewefers Konst Pipe recuperator
DE2810131A1 (de) * 1977-04-07 1978-10-12 Combustion Eng Waermetauscher
DE2744282A1 (de) * 1977-10-01 1979-04-05 Elektromotorenwerke Dornhoff & Schwingungssteifer gas-luftrueckkuehler
EP0265726A1 (de) * 1986-10-20 1988-05-04 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Wärmetauscher
DE3726058A1 (de) * 1987-08-06 1989-02-16 Mtu Muenchen Gmbh Waermetauscher fuer gase stark unterschiedlicher temperaturen, insbesondere in kreuz-gegenstrom-bauweise
EP0331026A2 (de) * 1988-03-04 1989-09-06 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherblockes sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP0389759A1 (de) * 1989-02-28 1990-10-03 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Wärmetauscher mit einer Rohrmatrix
DE3942022A1 (de) * 1989-12-20 1991-06-27 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren und vorrichtung zur kuehlung eines flugtriebwerkes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8720534B2 (en) 2007-09-11 2014-05-13 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger, particularly for a motor vehicle
RU2612668C1 (ru) * 2015-11-26 2017-03-13 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Воздухо-воздушный теплообменный аппарат

Also Published As

Publication number Publication date
FR2684437A1 (fr) 1993-06-04
FR2684437B1 (fr) 1995-08-11
US5318110A (en) 1994-06-07
GB2261941A (en) 1993-06-02
ITMI922654A1 (it) 1994-05-20
ITMI922654A0 (it) 1992-11-20
GB9223876D0 (en) 1993-01-06
IT1256058B (it) 1995-11-23
SE9203406D0 (sv) 1992-11-13
SE9203406L (sv) 1993-05-29

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