DE854363C

DE854363C - Heat exchanger

Info

Publication number: DE854363C
Application number: DEP5264A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Fuhrmann
Original assignee: Porsche Konstruktionen GmbH and Co KG
Current assignee: Porsche Konstruktionen GmbH and Co KG
Priority date: 1951-03-20
Filing date: 1951-03-20
Publication date: 1952-11-04

Description

Wärmeaustauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, in welchem der Wärmeaustauschkörper aus gewelltem Blech besteht. Solche Wärmeaustauscher dienen beispielsweise zum Vorwärmen der Verbrennungsluft unter gleichzeitigem Abkühlen der heißen Verbrennungsgase in Brennkraftmaschinen.Heat exchanger The invention relates to a heat exchanger, in which the heat exchange body consists of corrugated sheet metal. Such heat exchangers serve, for example, to preheat the combustion air while cooling it down at the same time the hot combustion gases in internal combustion engines.

Bei den bekannten Ausführungen dieser Art werden die von den verschiedenen Medien durchströmten Kanäle von übereinanderliegenden Wellblechen gebildet. Dabei können die Blechwellen der übereinander angeordneten Bleche entweder parallel zueinander verlaufen oder kreuzweise angeordnet sein. Die einzelnen Blechwellen sind an Tragschienen angeschweißt. Gesonderte Kammern dienen zur Zu- und Abfuhr der Medien, welche zusammen mit den Wellblechlagen von einem Gehäuse umschlossen sind. Die Herstellung erfordert viele Arbeitsgänge, wodurch 'Wärmeaustauscher teuer werden. Es ist auch ein sehr sorgfältiges Abdichten notwendig, um dasÜberströmen des einenMediums in das andere zu verhindern.In the known designs of this type of the various Media flowing through channels formed by superimposed corrugated metal sheets. Included the sheet metal corrugations of the sheets arranged one above the other can either be parallel to one another run or be arranged crosswise. The individual sheet metal shafts are on mounting rails welded on. Separate chambers serve to supply and discharge the media, which together are enclosed by a housing with the corrugated sheet metal layers. Manufacturing requires many operations, making heat exchangers expensive. It's also a very careful sealing is necessary to avoid the overflow of one medium into the other to prevent.

Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß der Wärmeaustauscher aus einzelnen gleich geformten Blechpreßstücken zusammengesetzt ist, welche den Wärmeaustauschkörper, die Einlaß- und Auslaßkanäle für die verschiedenen Medien und das Gehäuse bilden. Es sind dadurch weder ein eigenes Gehäuse noch eigene aus besonderen Bauteilen bestehende Kammern oder Kanäle zur Zuleitung, Sammlung und Ableitung der Medien notwendig. Jedes der einzelnen Blechpreßstücke besteht aus einem flachen Blech, in dessen .Mitte längs gerichtete Blechwellen vorgesehen sind und dessen Seitenteile abgewinkelt sind. Es ist dadurch möglich, die einzelnen Bleche äufeinanderzusetzen. Jedes Blechstück ist weiter an zwei gegenüberliegenden Enden in der Nähe der Blechwellen gegabelt. Auf einer Seite der Preßstücke ist die obere Wand der Kanäle aus der Ebene des Preßstückes nach oben gezogen. Wenn daher aufeinanderfolgend, die Preßstücke um igo° verdreht übereinandergestülpt werden, entstehen Zu-und Ableitungen sowie Kanäle im Innern des Wärmeaustauschers für den Durchtritt der Medien. Vorzüglich stoßen die Wellenberge zweier übereinandergestülpter Preßstücke zusammen. Ein Verschweißen der einzelnen Wellen des Wellbleches erübrigt sich, da bei Lecken zwischen den Blechwellen das gleiche Medium angetroffen wird. Die Ausführung ist überaus einfach, kompakt und billig.According to the invention, these difficulties are overcome by that the heat exchanger is composed of individual, identically shaped pressed sheet metal pieces is, which the heat exchange body, the inlet and outlet channels for the various Media and the housing form. As a result, they are neither their own housing nor their own Chambers or channels consisting of special components for supply, collection and drainage of the media necessary. Each of the individual Sheet metal stampings consists of a flat sheet, in the middle of which is provided longitudinally directed sheet metal shafts and whose side panels are angled. It is thereby possible for the individual Putting sheets on top of each other. Each piece of sheet metal is next to two opposite ones Forked ends near the sheet metal shafts. On one side of the pressed pieces is the upper wall of the channels pulled up out of the plane of the pressed piece. If therefore one after the other, the pressed pieces are turned igo ° and placed one on top of the other, there are supply and discharge lines as well as channels inside the heat exchanger for the Passage of the media. The wave crests of two superimposed ones meet excellently Pressed pieces together. There is no need to weld the individual shafts of the corrugated sheet because the same medium is encountered in the event of leaks between the sheet metal shafts. The design is extremely simple, compact and cheap.

In den Zeichnungen, welche eine beispielsweise Ausführung der Erfindung zeigen, ist Fig. i ein Schaubild des erfindungsgemäßen \Värmeaustauschers, Fig. 2 ein Schaubild eines der Blechpreßstücke, aus welchen sich der Wärmeaustauscher zusammensetzt, Fig.3 eine Seitenansicht einiger aufeinanderg11setzter Blechpreßstücke in größerem Maßstab, Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung der Fig. 3 und Fig. 5 ein Schnitt nach der Ebene V-V der Fig. 3. Der in Fig. i gezeigte Wärmeaustauscher besteht aus einzelnen Blechpreßstücken i, die alle die gleiche Form aufweisen und übereinandergestülpt und miteinander befestigt sind. Jedes der Blechpreßstücke enthält einen mittleren, flachen Teil mit längs gerichteten Wellen 2. Die Enden jedes der Blechpreßstücke sind gegabelt und die Wände 3 und 4 sowie 5 und 6 sind abgewinkelt, wodurch einseitig offene Rinnen oder Kanäle 7, 8 und 9, io entstehen. Die Seitenwände der Kanäle 8 und io sind höher, da die Böden derselben aus der Ebene des Blechstückes mit Bezug auf Fig. 2 nach oben gezogen sind, wodurch die Kanäle auf der einen Seite des Blechstückes tiefer werden als die Rinnen an der anderen Seite, da diese Rinnen 7 und 9 in der Ebene des Blechstückes angeordnet sind. Die Breite der Kanäle 8 und io ist um die doppelte Wandstärke kleiner als die Breite der Rinnen 7, 9.In the drawings depicting an exemplary embodiment of the invention FIG. 1 is a diagram of the heat exchanger according to the invention, FIG. Figure 2 is a diagram of one of the sheet metal pressings that make up the heat exchanger 3 shows a side view of some pressed sheet metal pieces placed one on top of the other on a larger scale, FIG. 4 shows a view in the direction of the arrow in FIGS. 3 and 5 a section along the plane V-V of FIG. 3. The heat exchanger shown in FIG consists of individual sheet metal stampings i, all of which have the same shape and are placed on top of each other and fastened together. Each of the sheet metal pressings contains a central, flat part with longitudinally directed waves 2. The ends of each of the Pressed sheet metal pieces are forked and the walls 3 and 4 as well as 5 and 6 are angled, whereby one-sided open channels or channels 7, 8 and 9, io arise. The side walls the channels 8 and io are higher because the bottoms of the same from the plane of the sheet metal piece with reference to Fig. 2 are pulled upwards, creating the channels on one side of the sheet metal piece are deeper than the channels on the other side, because these channels 7 and 9 are arranged in the plane of the sheet metal piece. The width of the channels 8 and io is twice the wall thickness smaller than the width of the channels 7, 9.

Beim Zusammenbau des Wärmeaustauschers wird jedes zweite Blechpreßstück um 18o° verdreht auf das vorhergehende Blechpreßstück aufgebracht. Dadurch werden die Wandungen der Rinnen 7 und 9 auf die Außenseite der tieferen Kanäle aufgestülpt und liegen satt an, wie besonders aus den Fig.3 und .I hervorgeht. Die zusammengesetzten Blechstücke sind miteinander durch an sich bekannte Befestigungsarten, wie Schweißen oder Hartlötung, verbunden.When assembling the heat exchanger, every second sheet metal stamping is used Applied to the previous pressed sheet metal piece rotated by 180 °. This will be the walls of the channels 7 and 9 turned up on the outside of the deeper channels and are full, as can be seen in particular from FIGS. 3 and I. The compound Sheet metal pieces are connected to one another by methods of fastening known per se, such as welding or brazing.

Die Blechwellen sind in jedem Blechpreßstück gleich in solcher Weise angeordnet, daß beim Verdrehen der aufeinanderfolgenden Blechstücke beim Zusammenbau um i 8o° sich immer die Wellenberge treffen (Fig. 5), wodurch Kanäle i i zum Durchgang der Medien entstehen. Über den Kanälen i i liegen dann die Kanäle 12, worauf wieder darüberliegen-de Kanäle i i' und darüberliegende Kanäle 12' angeordnet sind.The sheet metal shafts are the same in each sheet metal stamping in such a way arranged that when rotating the successive sheet metal pieces during assembly the wave crests always meet at i 80 ° (FIG. 5), whereby channels i i allow passage of the media arise. The channels 12 then lie above the channels i i, whereupon again overlying channels i i 'and overlying channels 12' are arranged.

Die Durchgangsquerschnitte sind in dem Ausführungsbeispiel für die leiden '.Medien im wesentlichen gleich groß, und es ist deshalb ohne Bedeutung, durch welche der Kanäle das eine und durch welche Kanäle das andere Medium geleitet wird.The passage cross-sections are in the embodiment for media are essentially the same size, and it is therefore irrelevant through which of the channels the one medium and through which channels the other medium will.

Wie aus Fig. i ersichtlich ist, werden durch die zusammengesetzten Blechpreßstücke nicht nur der eigentliche wirksame Teil des Wärmeaustauschers gebildet, sondern auch die Zu- undAbfuhrleitungen für die Medien sowie das Gehäuse.As can be seen from Fig. I, the composite Pressed sheet metal not only forms the actual effective part of the heat exchanger, but also the supply and discharge lines for the media and the housing.

Am Ende dieser Leitungen 13, 1.4, 15, 16, welche aus den einzelnen Kanälen 8, io zusammengesetzt sind, sind Flansche 17 zum Anschluß an die entsprechenden Leitungen befestigt. Wird beispielsweise Frischluft L durch die aus den einzelnen Kanälen bestehende Leitung 13 zugeführt, so durchströmt die Luft die Kanäle i i, i i' (Fig. 5) und tritt durch die Leitung ,14 aus dem Wärmeaustauscher. Werden heiße Verbrennungsgase H im Gegenstrom durch den Wärmeaustauscher geführt, dann treten diese durch die Leitung 16 ein, durchströmen die Kanäle 12, 12' und treten durch die Leitung 15 wieder aus. Eine Abdichtung durch Verschweißen od. dgl. der nebeneinanderliegenden Kanäle i i oder 12 bzw. i i' oder 12' ist nicht notwendig, dadurch die nebeneinanderliegenden Kanäle das gleiche Medium strömt. Das Zusammenführen der Blechwellen, die beliebige Form haben können, an den Wellenbergen bei 18 hat nur den Zweck, einen guten Wärmeübergang durch möglichste Zerteilung des Stromes zu erhalten. Es wird dabei auch durch gegenseitiges Abstützen der übereinanderliegenden Bleche eine Verformung der einzelnen Kanäle verhindert.At the end of these lines 13, 1.4, 15, 16, which from the individual Channels 8, io are composed, are flanges 17 for connection to the corresponding Lines attached. If, for example, fresh air L is passed through from the individual Channels existing line 13 is supplied, so the air flows through the channels i i, i i '(Fig. 5) and emerges through line 14, 14 from the heat exchanger. Get hot Combustion gases H passed through the heat exchanger in countercurrent, then enter these enter through the line 16, flow through the channels 12, 12 'and pass through the line 15 off again. A seal by welding or the like. The adjacent Channels i i or 12 or i i 'or 12' is not necessary, so the adjacent ones Channels the same medium flows. The merging of the sheet metal shafts, any The only purpose of the wave crests at 18 is to ensure good heat transfer to be obtained by dividing the current as much as possible. It is also through mutual Supporting the sheets lying on top of one another causes a deformation of the individual channels prevented.

Jedes der einzelnen Blechpreßstücke wird auf einfache Weise durch Pressen, womöglich in einem Arbeitsgang, geformt. Die zusammengesetzten Blechpreßstücke bilden nicht nur die eigentliche mittlere Kammer, in welcher der Wärmeaustausch stattfindet, sondern auch die Zu- und Ableitungen und das Gehäuse. Nur am Ende des Wärmeaustauschers ist es notwendig, das letzte Blech i j zurechtzuschneiden oder ein Abschlußblech zu verwenden.Each of the individual Blechpreßstück is in a simple manner Pressing, possibly in one operation, shaped. The assembled sheet metal pressings not only form the actual middle chamber in which the heat exchange occurs takes place, but also the supply and discharge lines and the housing. Only at the end of the Heat exchanger it is necessary to cut the last sheet i j or to use an end plate.

Die Form, Anzahl und Tiefe der Blechwellen 2 sowie die Anzahl der zusammengesetzten Blechpreßstücke i richtet sich nach den jeweiligen Erfordernissen. Ebenso können die Medien im Gleichstrom oder im Gegenstrom durch den Wärmeaustauscher geschickt werden.The shape, number and depth of the sheet metal waves 2 and the number of composite sheet metal pressed pieces i depends on the respective requirements. The media can also flow through the heat exchanger in cocurrent or countercurrent sent.

Anstatt nur eine Form des Blechpreßstückes als Element des Wärmeaustauschers zu verwenden und jedes zweite der aufeinanderfolgenden Bleche beim Zusammenbau um i8o° zu verdrehen, ist es auch möglich, zwei verschiedene Grundformen für die Blechpreßstücke zu verwenden, welche beim Zusammensetzen abwechselnd benutzt werden, aber ebenfalls als zusammengesetztes Paket einen fertigen Wärmeaustauscher ergeben.Instead of just one form of pressed sheet metal as an element of the heat exchanger to use and every second of the successive sheets during assembly To turn i8o °, it is also possible to use two different basic shapes for the pressed sheet metal parts to use, which are used alternately when assembling, but Likewise as an assembled package result in a finished heat exchanger.

Claims

PATENT CLAIMS: i.

Heat exchanger in which the heat exchanger body consists of corrugated sheet metal, characterized in that the heat exchanger consists of is composed of individual, identically shaped pressed sheet metal pieces, which form the heat exchange body, form the inlet and outlet channels for the various media and the housing. , 2. @ Heat exchanger according to claim i, characterized in that each of the individual Blechpreßteile consists of a flat sheet, in the middle of which is longitudinally directed Sheet metal shafts are provided and the side parts are angled.

3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the sheet metal piece on two opposite Ends near the ends of the sheet metal shafts and bifurcated channels for the media forms.

Heat exchanger according to claim 3, - characterized in that on one Side of the pressing the upper wall of the channels out of the plane of the pressing after is pulled up.

5. Heat exchanger according to claims i to .4, characterized in that that successively the pressed pieces are turned over one another by 180 °.

6. Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the wave crests two superimposed pressed pieces collide.