DE8126746U1

DE8126746U1 - FLAT TUBE HEAT EXCHANGER WITH TURBULEN INSERT

Info

Publication number: DE8126746U1
Application number: DE19818126746U
Authority: DE
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1981-09-14
Publication date: 1982-02-25
Also published as: FR2512940B1; IT8253677V0; FR2512940A1; IT1156525B; IT8268086A0

Description

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Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, D-7000 Stuttgart 30Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, D-7000 Stuttgart 30

FLACHROHRWARMETAUSCHER MIT TURBULENZEINLAGEFLAT TUBE HEAT EXCHANGER WITH TURBULENE INSERT

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachrohrwärmetauscher mit Turbulenzeinlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a flat tube heat exchanger with a turbulence insert as specified in the preamble of claim 1 Genus.

Aus der DE-AS 27 28 971 ist eine Turbulenzeinlage für ein Wärmetauscherrohr bekannt, die aus einem in der Mitte des Rohres angeordneten Blechstreifen mit sich radial nach außen erstreckenden Armen besteht. Jeder Arm weist ein in Längsrichtung des Rohres abgewinkeltes Ende auf, durch welche die Turbulenzeinlage an der Rohr innenwand anliegt. Durch Torsion des Blechstreifens wird erreicht, daß die Arme auf den Rohrquerschnitt gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Eine derartige Turbulenzeinlage ist nur für Rundrohre geeignet. Auf ein Flachrohr läßt sich die bekannte Anordnung deshalb nicht übertragen, weil die Arme zu lang ausgeführt werden müßten und somit sehr labil sind. Ferner ist das Einbringen der bekannten Turbulenzeinlage schwierig, weil ein solcher Blechstreifen sich leicht um seine Querachse verbiegt. DE-AS 27 28 971 discloses a turbulence insert for a heat exchanger tube known, which consists of a sheet metal strip arranged in the center of the tube with radially outwardly extending Poor exists. Each arm has an end angled in the longitudinal direction of the pipe through which the turbulence insert rests against the inner wall of the pipe. By torsion of the sheet metal strip it is achieved that the arms on the pipe cross-section evenly are arranged distributed. Such a turbulence insert is only suitable for round pipes. The known Arrangement not transferred because the arms would have to be made too long and are therefore very unstable. Furthermore is the introduction of the known turbulence insert difficult because such a sheet metal strip bends easily around its transverse axis.

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Bei Flachrohrwärmetauschern kommt es beim Löten oder auch wenn Unterdruck im Wärmetauscher herrscht vor, daß sich die Rohrwände nach innen verbiegen, man spricht dann vom sogenannten Einfallen des Rohres. Das Einfallen des Rohres ist unerwünscht, da dies eine erhebliche Verringerung des Rohrquerschnitts sowie den Verlust des Kontaktes zwischen Rippe und Rohr des Wärmetauschers zur Folge hat. Eine Verringerung des Rohrquerschnitts wirkt sich ungünstig auf die Strömungsverhältnisse im Wärmetauscher aus. Dem Einfallen des Rohres kann mit den bekannten Turbulenzeinlagen nicht entgegengewirkt werden.In the case of flat tube heat exchangers, when soldering or even when there is negative pressure in the heat exchanger, the tube walls become too tight bend inwards, one then speaks of the so-called collapse of the pipe. The collapse of the pipe is undesirable because this results in a considerable reduction in the tube cross-section and the loss of contact between the fin and tube of the heat exchanger has the consequence. A reduction in the pipe cross-section has an unfavorable effect on the flow conditions in the heat exchanger the end. The collapse of the pipe cannot be counteracted with the known turbulence inserts.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Flachrohrwärmetauscher mit Turbulenzeinlage der im Oberbegriff des Anspruch 1 bezeichneten Art zu schaffen, bei dem das Einfallen der Flachrohre mit Sicherheit verhindert wird und bei dem die Turbulenzeinlage leicht und sicher in die Flachrohre einschiebbar ist.It is the object of the invention to provide a flat tube heat exchanger with a turbulence insert as described in the preamble of claim 1 To create a way in which the collapse of the flat tubes is prevented with certainty and in which the turbulence insert can be pushed easily and safely into the flat tubes.

Diese Aufgabe wird bei einem Flachrohrwärmetauscher mit Turbulenzeinlage erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is performed in a flat tube heat exchanger with a turbulence insert solved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme erhält die Turbulenzeinlage eine große Steifigkeit hinsichtlich Verwindung um ihre Längsachse und Biegung um ihre Querachse. Da der mittlere Streifen durch die erfindungsgemäße Formgebung eine Höhe aufweist, die annähernd der Höhe des Rohrquerschnitts entspricht, können die Flachrohre nicht einfallen. Aufgrund der hohen Steifigkeit der Turbulenzeinlage ist es möglich, diese aus einem dünneren Material zu fertigen als dies bei den bekannten Anordnungen möglich war. Dies hat wiederum den Vorteil, daß das Gewicht der Turbulenzeinlage geringer ist und die Strömungsverhältnisse im Rohr günstiger sind, da die Turbulenzeinlage den Rohrquerschnitt weniger als die bisher bekannten Lösungen reduziert.The measure according to the invention gives the turbulence insert great rigidity in terms of torsion around its longitudinal axis and bending around its transverse axis. Because the middle strip has a height due to the shape according to the invention which corresponds approximately to the height of the pipe cross-section, the Flat tubes do not collapse. Due to the high rigidity of the turbulence insert, it is possible to make it from a thinner material to manufacture than was possible with the known arrangements. This in turn has the advantage that the weight of the turbulence insert is lower and the flow conditions in the pipe are more favorable, since the turbulence insert lessens the pipe cross-section than the previously known solutions.

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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind in dem mittleren Streifen zwei parallele, gegensinnig angeordnete Sikken vorgesehen, die gemeinsam eine S-Form bilden. Dadurch wird erreicht, daß sich die Höhe der beiden Sicken addiert und damit eine extreme Verformung des mittleren Streifens vermieden wird. Durch wechselseitiges Herausstellen der Stege wird eine gute Turbulenz des Flussigkeitsstromes erreicht. Die Turbulenz kann außerdem dadurch verstärkt werden, daß jeder Steg mit einer Sicke versehen ist.According to a preferred development of the invention, there are two parallel, oppositely arranged beads in the middle strip provided, which together form an S-shape. This ensures that the height of the two beads is added and thus extreme deformation of the central strip is avoided. By alternately exposing the bars, a good one becomes Turbulence of the liquid flow reached. The turbulence can also be increased by having each web with a Bead is provided.

Zur Stabilisierung der Turbulenzeinlage in den Flachrohren sind in den äußeren Streifen Längssicken vorgesehen, durch die die äußeren Streifen an der Innenwand des Rohres anliegen. Um extreme Verformungen der äußeren Streifen bei der Herstellung der Turbulenzeinlage zu vermeiden ist es von Vorteil, in jedem der äußeren Streifen eine Vielzahl von Längssicken vorzusehen, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Längssicken eines Streifens wechselseitig angeordnet sind. Durch die Addition der Sikkenhöhe ergibt sich somit die doppelte Höhe des Streifens. Die pfeilförmige Anordnung der Stege begünstigt einerseits das maschinelle Einschieben der Turbulenzeinlage in das Flachrohr und andererseits auch die Wirksamkeit hinsichtlich des Wärmeübergangs. To stabilize the turbulence insert in the flat tubes, longitudinal beads are provided in the outer strips through which the outer strips rest against the inner wall of the pipe. To avoid extreme deformations of the outer strips during the manufacture of the To avoid turbulence insert, it is advantageous to provide a plurality of longitudinal beads in each of the outer strips, with two successive longitudinal beads of a strip are alternately arranged. By adding the height of the sink This results in twice the height of the strip. The arrow-shaped arrangement of the webs on the one hand favors the mechanical Pushing the turbulence insert into the flat tube and, on the other hand, also the effectiveness in terms of heat transfer.

Es ist weiterhin von Vorteil, daß beim Löten des Wärmetauschers die Sicken der äußeren Streifen und/oder des mittleren Streifens mit dem Piachrohr verlötet werden. Somit wirkt die Turbulenzeinlage gleichzeitig als Rippe, wodurch eine bessere Wärmeabgabe an das Kühlmittel erreicht wird.It is also advantageous that when soldering the heat exchanger, the beads of the outer strips and / or the middle strip be soldered to the Piach pipe. The turbulence insert thus acts as a rib at the same time, resulting in better heat dissipation the coolant is reached.

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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:An embodiment of the subject invention is shown below explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing shows:

Figur 1 die Draufsicht auf eine TurbulenzeinlageFigure 1 is a plan view of a turbulence insert

Figur 2 a bis c die Schnitte nach den Linien A-A, B-B, C-CFigure 2 a to c the sections along the lines A-A, B-B, C-C

in Figur 1in Figure 1

Figur 3 den Schnitt durch ein Wärmetauscherrohr mitFigure 3 shows the section through a heat exchanger tube

eingelegter Turbulenzeinlage gemäß Figur 1.inserted turbulence insert according to Figure 1.

In Figur 1 ist eine Turbulenzeinlage 1 gezeigt, die im wesentlichen aus drei in Längsrichtung verlaufenden Streifen 2, 3, 4 und jeweils die äußeren Streifen 2 und 4 mit dem mittleren StreifenIn Figure 1, a turbulence insert 1 is shown, which essentially of three longitudinal strips 2, 3, 4 and each of the outer strips 2 and 4 with the middle strip

3 verbindenden Stegen 5 und 5¹ besteht. Die Stege 5 und 5¹ sind vorzugsweise in einem Winkel von 45 zur Längsrichtung der Turbulenzeinlage 1 angeordnet, die Stege könnten jedoch auch einen anderen Winkel einschließen. Der Abstand zweier aufeinanderfolgender Stege 5 oder 5¹ ist frei wählbar. Der mittlere Steg 3 weist eine S-förmige Längssicke auf, die sich über die gesamte Länge der Turbulenzeinlage 1 erstreckt und deren Form später su Figur 2 und 3 näher erläutert wird. Die äußeren Streifen 2 und3 connecting webs 5 and 5 ¹ consists. The webs 5 and 5 ¹ are preferably arranged at an angle of 45 to the longitudinal direction of the turbulence insert 1, but the webs could also enclose a different angle. The distance between two successive webs 5 or 5 ¹ can be freely selected. The middle web 3 has an S-shaped longitudinal bead which extends over the entire length of the turbulence insert 1 and the shape of which is explained in more detail below in FIGS. The outer strips 2 and

4 sind mit einer Vielzahl von Sicken 6 und 6¹ versehen, wobei die aufeinanderfolgenden Sicken 6 und 6¹ eines Streifens 2 oder 4 jeweils wechselseitig angeordnet sind. Die Stege 5 und 5' sind wechselseitig ausgestellt, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Stege 5 oder 5' einer Seite sowie zwei sich gegenüberliegende Stege 5 und 5¹ beider Seiten in verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Die Stege 5 und 5¹ weisen Sicken 7 und 7¹ auf, die jeweils entgegen der Ausstellrichtung des jeweiligen Steges 5 bzw. 5' hervorstehen.4 are provided with a plurality of beads 6 and 6 ¹ , the successive beads 6 and 6 ^{1 of} a strip 2 or 4 being arranged alternately. The webs 5 and 5 'are exhibited alternately, with two successive webs 5 or 5' on one side and two opposing webs 5 and 5 ^{1 on} both sides being arranged in different planes. The webs 5 and 5 ¹ have beads 7 and 7 ¹ which each protrude counter to the deployment direction of the respective web 5 and 5 '.

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In den Figuren 2 a, 2 b und 2 c sind die Schnitte nach den Linien A-A, B-B und C-C gemäß Figur in vergrößertem Maßstab dargestellt. Aus den Schnittdarstellungen ist ersichtlich, daß der mittlere Streifen eine stets gleiche S-förmige Sicke 8 aufweist. Aus der Zusammenschau der drei Schnitte ist die jeweils wechselseitige Anordnung der Stege 5 und 5¹ sowie der Sicken und T in den Stegen 5,5' und die jeweils wechselseitige Anordnung der Sicken 6 und 6¹ klar erkennbar.In Figures 2a, 2b and 2c, the sections along the lines AA, BB and CC according to the figure are shown on an enlarged scale. It can be seen from the sectional views that the middle strip always has the same S-shaped bead 8. Looking at the three sections together, the mutual arrangement of the webs 5 and 5 ¹ as well as the beads and T in the webs 5, 5 'and the alternating arrangement of the beads 6 and 6 ^{1 can be} clearly seen.

In Figur 3 ist in vergrößerter Darstellung der Schnitt durch ein Flachrohr 9 eines Wärmetauschers mit eingelegter Turbulenzeinlage 1 gezeigt. Der Schnitt durch die Turbulenzeinlage 1 entspricht der Linie D-D in Figur 1. Im mittleren Bereich des Rohrquerschnitts befindet sich der mittlere Streifen 3 mit der S-förmigen Sicke 8, von dem ausgehend die wechselseitig ausgestellten Stege 5 zu dem äußeren Streifen 2 und die wechselseitig ausgestellten Stege 5¹ zu dem äußeren Streifen 4 führen. Die Stege 5 und 5¹ sind nur soweit ausgestellt, daß sie nicht an der Rohr innenwand anliegen, vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen diesen ca. 1/4 der Höhe des Rohrquerschnitts. Durch die wechselseitige Ausbildung der Sicken 6 im Streifen 2 und der Sicken 6¹ im Streifen 4 ergibt sich eine Höhe der äußeren Streifen 2 und 4, die etwa der Höhe des Rohrquerschnitts im Randbereich entspricht. Wie aus dem Schnitt durch das Flachrohr 9 deutlich wird, ist vor dem Löten die Rohrwandung leicht gewölbt, wodurch im mittleren Bereich die Rohrhöhe etwas größer ist. Beim Löten des Wärmetauschers wird die Wölbung der Rohrwandung aufgehoben und letztere kommt zur Anlage an der S-förmigen Sicke 8. Ein weiteres Einfallen des Rohres beim Löten oder bei Unterdruck im Wärmetauscher wird durch die S-förmige Sicke 8 verhindert, da sich die Rohrwandung durch Anlegen an die Sicke 8 nicht weiter nach innen wölben kann. Die Sicken 7 und 7' dienen nicht nur zur Versteifung, sondern durch ihre wechselseitige Anordnung wird auch die Turbulenz der Kühlmittelströmung erhöht.In FIG. 3, the section through a flat tube 9 of a heat exchanger with an inserted turbulence insert 1 is shown in an enlarged illustration. The section through the turbulence insert 1 corresponds to the line DD in Figure 1. In the middle area of the pipe cross-section is the middle strip 3 with the S-shaped bead 8, starting from which the alternating webs 5 to the outer strip 2 and the alternating Crosspieces 5 ¹ lead to the outer strip 4. The webs 5 and 5 ¹ are only issued to the extent that they do not rest on the inner wall of the pipe, preferably the distance between them is approximately 1/4 the height of the pipe cross-section. The alternating formation of the beads 6 in the strip 2 and the beads 6 ¹ in the strip 4 results in a height of the outer strips 2 and 4 which corresponds approximately to the height of the pipe cross-section in the edge area. As is clear from the section through the flat tube 9, the tube wall is slightly arched before the soldering, as a result of which the tube height is somewhat greater in the central area. When soldering the heat exchanger, the curvature of the pipe wall is lifted and the latter comes to rest on the S-shaped bead 8. Further collapse of the pipe during soldering or when there is negative pressure in the heat exchanger is prevented by the S-shaped bead 8, as the pipe wall extends through Can not bend further inward when placed against the bead 8. The beads 7 and 7 'not only serve for stiffening, but their mutual arrangement also increases the turbulence of the coolant flow.

Claims

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1. Flat tube heat exchanger with turbulence insert, which consists of an approximately in the middle of the tube cross-section and in The length of the pipe running strips and a plurality of this strip outgoing and laterally extending arms, characterized in that in addition to the central strip (3) outer strips (2, 4) are provided, which are located in the lateral areas of the pipe cross-section, for example are of the same length as the middle strip (3) and parallel to this strip (3) at a lateral distance run that the arms are formed as webs (5.5 ") between the middle strip (3) and the outer strip (2.4) and that the middle strip (3) extends at least one over the entire length of the turbulence insert (1) Has bead (8) and the middle strip (3) through the bead (8) has a height that is approximately Corresponds to the height of the pipe cross-section.

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2. Flat tube heat exchanger according to claim 1, characterized in that two parallel opposite directions arranged beads (8) are provided, which together form an S-shape.

3. Flat tube heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the webs (5 or 5 ¹ ) on the same side are alternately exposed.

4. Flat tube heat exchanger according to claim 3, characterized in that the respective adjacent webs (5 and 5 ¹ ) of different sides are exposed opposite.

5. Flat tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that each of the webs (5,5 ') is provided with a bead (7,7').

6. Flat tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that each of the outer strips (2, 4) has at least one longitudinal bead (6.6 ") is provided.

7. Flat tube heat exchanger according to claim 6, characterized in that each of the strips (2,4) has a multiplicity of longitudinal beads (6,6 '), two successive longitudinal beads (6 or 6 ") a strip (2 or 4) are arranged alternately.

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8. Flat tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the webs (5,5 ') are arranged arrow-shaped and preferably an angle of approx
Have strip (3).

se an angle of about 45 to the longitudinal axis of the middle one

9. Flat tube heat exchanger according to one or more of claims 1, 2, 6, 7, characterized in that that the bead (8) of the middle strip (3) and / or the beads (6,6 ') of the outer strips (2,4) with the Flat tube (9) are soldered.