DE8223869U1

DE8223869U1 - Wärmetauscher

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Publication number: DE8223869U1
Application number: DE8223869U
Authority: DE
Original assignee: KEMMERLING FRANZ JOSEF 5757 WICKEDE DE
Current assignee: KEMMERLING FRANZ JOSEF 5757 WICKEDE DE
Publication date: 1982-11-25

Description

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Kammerling 7933/82

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Wärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit Rohrkanälen für beide Wärmetauschmittel, wobei beide Wärmetauschmittel durch je ein Rohr aus wärmehochleitfähigem Werkstoff geleitet werden.

Bislang sind bei derartigen Wärmetauschern die Rohre ineinander angeordnet, wobei das im Durchmesser kleine Rohr außenseitig deren Oberfläche vergrößernde Rippen aufweisen kann. Hierbei besteht aber der Nachteil, daß bei zum Beispiel durch Korrosion hervorgerufene Undichtheit des im Innern des großen Rohres angeordneten kleinen Rohres die Wärmetauschmittel sich miteinander vermischen können.

Soll mit einem derartigen bekannten Wärmetauscher, zum Beispiel Öl durch Wasser gekühlt werden, hätte eine Undichtheit des inneren Rohres zur Folge, daß Öl in das Kühlwasser gelangt und zu einer erheblichen Wasserverunreinigung führen würde und/oder Wasser könnte in den Ölkreislauf gelangen und hier unter anderem explosionsartig verdampfen.

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Aufgabe der Erfindung ist es nun einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zumindest unter Aufrechterhaltung des beim Stand der Technik erreichbaren Wirkungsgrades derart zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln und Maßnahmen bei Leckagen Vermischungen der Wärmetauschmittel unterbleiben.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre nebeneinander angeordnet und unmittelbar miteinander wärmeleitend verbunden sind.

Durch diese Maßnahmen werden nicht nur die angestrebten Wirkungen erreicht, sondern darüber hinaus sind auch Leckagen in allen Rohren des Wärmetauschers von außen erkennbar.

Dabei ist es zur Erzielung einei einfachen Fertigung vorteilhaft, wenn die Rohre zueinander parallel ve¹ laufend angeordnet sind.

Bevorzugterweise sind die Rohre miteinander stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen oder Löten verbunden, wobei vorzugsweise ferner sich diese stoffschlüssigen Verbindungen unter Bildung von querschnitts— großen Nähten über die gesamte Länge der miteinander

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verbundenen Rohre erstrecken.

Eine unter Umständen bevorzugte Variante kennzeichnet sich durch polygonale Rohre, die unter Flächenberührung aneinander abstützend angeordnet sind.

Eine weitere vorteilhafte, hohe Wärmeströme zwischen den Wärmetauschmitteln ergebende Variante kennzeichnet sich dadurch, daß in der Wandung des einen Rohres für das eine Wärmetauschmittel mindestens ein längsverlaufender Kanal angeordnet ist, in den ein Rohr für das andere Wärmetauschmittel formschlüssig eingefügt ist.

Um einen derartigen Wärmetauscher auch nahezu problemlos, zum Beispiel schlangen- oder wendelförmig, biegen zu können, sollten die neutralen Biegezonen aller Rohre in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades ist es vorteilhaft, wenn bei in der spezifischen Wärmekapazität unterschiedlichen Wärmetauschraitteln die Rohrkontaktflächen für das Wärmetauschmittel kleiner spezifischer Wärmekapazität größer als für das Wärmetauschmittel hoher spezifischer Wärmekapazität ausgebildet sind.

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Hierzu kann bei etwa gleichen Rohren für das Wärmetauschmittel mit der kleinen spezifischen Wärmekapazität die doppelte Anzahl an Rohren als für das Wärmetauschmittel mit der großen spezifischen Wärmekapazität vorgesehen werden.

Eine weitere, den Wirkungsgrad dec Wärmetauschers verbessernde Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Rohren die Rohrkontaktfläche für die Wärmetauschmittel vergrößernde, längs der Rohre gerichtete Stegprofilstäbe angeordnet sind, deren Längskanten mit den Rohrinnenseiten wärmeleitend verbunden sind.

Eine preiswerte Ausgestaltung ist hierzu dadurch gekennzeichnet, daß vorgefertigte, insbesondere stranggepreßte Stegprof-!stäbe vorgesehen sind, die in die Rohre eingesteckt sind.

Dabei ist es zudem vorteilhaft, wenn die Rohre auf die in diese eingesteckten Profilstäbe aufgepreßt sind.

Eine im Sinne der Aufgabenstellung förderliche Gestaltung der Profilstäbe besteht darin, daß die in den Rohren angeordneten Profilstäbe ein sternförmiges Profil aufweisen.

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Eine unter Umständen bevorzugte Variante hierzu ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stegprofilstäbe etwa fächerförmig profiliert sind, wobei die ineinander übergehenden Längsrandteile der Stege mit der Rohrwandzone in Kontakt sind^die dem benachbarten Rohr gegenüberliegt.

Ausführnngsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. ^
Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmetauschers, Fig. 2 bis 4 weitere Ausführungsformen ebenfalls im

Querschnitt-Allen dargestellten Wärmetauschern sind mindestens zwei Rohre 1 und 2 gemeinsam, die parallel nebeneinander angeordnet und miteinander wärmeleitend verbunden sind.

Gemäß der Figur 1 haben beide Rohre 1 und 2 aus Kupfer gleiche, kreisringförmige Querschnitte und sind miteinander verlötet, wobei die Lötnähte 3

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die von beiden Rohren 1 und 2 gebildeten Rinnen nahezu ausfüllen, um möglichst große Wärmeübergangsquerschnitte zwischen den Rohren 1 und 2 zu erhalten.

In Figur 2 haben die Rohre 1 und 2 sechseckige Umrisse und sind unter Flächenberührung miteinander verlötet, wobei die von beiden Rohren 1 und 2 gebildeten Rinnen mit längs der Kohre sich erstreckenden, etwa dreieckig profilierten,angelöteten Füllstäben 4 ausgefüllt sind.

Gemäß Figur 3 sind drei Rohre 1,2 und 5 nebeneinander so angeordnet und miteinander durch Löten oder Schweißen so verbunden, daß die neutralen Biegezonen aller Rohre 1,2 und 5 in einer gemeinsamen Ebene vorgesehen sind.

Ferner sind die Rohre 1 und 5 zur Aufnahme eines Wiirmetauschmittels niedriger spezifischer Wärmekapazität, zum Beispiel Öl, und das andere Rohr 2 für ein Wärmetauschmittel hoher spezifischer Wärmekapazität, zum Beispiel Wasser, vorgesehen. In die Rohre 1 und 5 sind vorgefertigte, sternförmig profilierte Profilstäbe 6 so eingesteckt, daß sich deren freien Längskanten spiellos an der Rohrinnenseite abstützen. Zur Erzielung relativ preiswerter Fertigungskosten bestehen die Profilstäbe 6 aus Leichtmetall, vorzugsweise

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Aluminium oder Aluminiumlegierungen.,

Gemäß Figur 4 hat ein Rohr 7 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung etwa ovalen Umrisses drei mit Abstand nebeneinander angeordnete, längsgerichtete Kanäle 8,9 und 10. In den Kanal 9 ist ein Rohr 11 aus Kupfer zur Aufnahme des einen Wärmetauschmittels \

f formschlüssig eingefügt, während in die beiden I

anderen Kanäle 8 und 10 zur Aufnahme des anderen |

Wärmetauschmittels mit gegenüber dem ersten Wärme- f

tauschmittel geringerer spezifischer Wärmekapazität |

je ein Profilstab 12 eingefügt ist. I

Diese Stegprofilstäbe 12 sind etwa fächerförmig I^-

profiliert, wobei die ineinander übergehenden Längs- |

randteile der Stege jeweils an der Rohrwandzone an- |

liegen, die dem benachbarten Rohr gegenüber angeordnet I

sind. I

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für deartige Wärme- |

tauscher ist die Kühlung von Öl, Emulsionen und Gasen f

mittels Wasser. ψ

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung * offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

1. Wärmetauscher mit Rotirkanälen für beide Wärmetauschmittel, wobei beide Wärmetauschmittel durch je ein Rohr aus wärmehochleitfähigem Werkstoff geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1,2,5,7,11) nebeneinander angeordnet und unmittelbar miteinander wärmeleitend verbunden sind.

2. Wärmetauscher nach ".ispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1,2,5,7,11) zueinander parallel verlaufend angeordnet sind.

3. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1,2,5) miteinander stoffsehlüssig verbunden sind.

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4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei unter Linienberührung nebeneinander angeordneten Rohren (1,2,5) neben der Beriihrungsstelle Wärmebrücken bildende, längs der Rohre verlaufende, wärmeleitende Werkstoffanhäufungen (3,4) angeordnet sind.

5. Wärmetauscher nach einem f'er Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch polygonale Rohre (1,2) die unter Flächenberührung aneinander abstützend angeordnet sind,

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des einen Rohres (7) für das eine Wärmetauschmittel mindestens ein längsverlaufender Kanal (9) angeordnet ist, in den ein Rohr (11) für das andere Wärmetauschmittel formschlüssig eingefügt ist.

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die neutralen Biegezonen aller Rohre (1,2,5,7,11) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

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8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der spezifischen Wärmekapazität unterschiedlichen Wärmetauschmitteln die Rohrkontaktflächen für das Wärmetauschmittel kleiner spezifischer Wärme- | kapazität größer als für das Wärmetausch- !

mittel hoher spezifischer Wärmekapazität ausge- |

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9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei etwa gleichen £

Rohren (1,2,5) für das Wärmetauschmittel mit der kleinen spezifischen Wärmekapazität die _;

doppelte Anzahl an Rohren (1,5) als für das Wärmetauschmittel mit der großen spezifischen *

Wärmekapazität vorgesehen sind. ...

10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß in den Rohren (1,5,7) ¹J

die Rohrkontaktfläche für die Wärmetauschmittel !j vergrößernde, längs der Rohre gerichtete Steg-

profilstäbe (6,12) angeordnet sind, deren Längskanten mit den Rohrinnenseiten wärmeleitend verbunden sind .

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11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch vorgefertigte, insbesondere stranggepreßte Stegprofilstäbe (6,12), die in die Rohre (1,5,7) eingesteckt sind.

12. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1,5,7) auf die in diese eingesteckten Profilstäbe (6,12) aufgepreßt sind.

13. Wärmetauscher., nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Rohr8n (1,5,7) angeordneten Profilstäbe (6) ein sternförmiges Profil aufweisen.

14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegprofilstäbe

(12) etwa fächerförmig profiliert sind, wobei die ineinander übergehenden Längsrandteile der Stege mit der Rohrwandzone in Kontakt sind,die dem benachbarten Rohr (11) gegenüberliegt.

DIPL-ING. CONRAD KÖ

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