DE878357C

DE878357C - Heat exchanger

Info

Publication number: DE878357C
Application number: DEE2396D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr-Ing Seyerle
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1941-12-25
Filing date: 1941-12-25
Publication date: 1953-06-01

Description

Wärmeaustauscher Die Erfindung betrifft einen Kreuzstromwärmeaustauscher. Gemäß der Erfindung strömen bei einem solchen Wärmeaustauscher die beiden Wärmeaustauschmittel sich kreuzweise überschneidend in bzw. um kurze, flache Rohre geringer Wärmekapazität, die einen sich nach außen verringernden Querschnitt haben, und fließen schließlich über Sammelräume mit kleinen Widerständen wieder ab. Die Rohre sind übereinander mit kleinen Abständen untereinander geschichtet. Dadurch entstehen zwischen ihnen düsenartige Durchflußkanäle für das außerhalb der Rohre fließende Wärmeaustauschmittel. Den Bau des Wärmeaustauschers kann man dadurch vereinfachen, daß man die kurzen und breiten Rohre durch einfaches Zusammensicken mit den Begrenzungswänden zusammenhält.Heat exchanger The invention relates to a cross-flow heat exchanger. According to the invention, the two heat exchange means flow in such a heat exchanger crossing each other in or around short, flat tubes of low heat capacity, which have an outwardly narrowing cross-section, and finally flow via collecting areas with small resistances. The pipes are on top of each other layered with small spaces between them. This creates between them nozzle-like flow channels for the heat exchange medium flowing outside the tubes. The construction of the heat exchanger can be simplified by using the short and wide pipes by simply beading together with the boundary walls.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Rohre an denEnden kastenförmig aufgeweitet, so daß sie gleichzeitig auch die Sammelräume für das durch sie strömende Mittel bilden.In a further advantageous embodiment of the invention are the tubes widened box-shaped at the ends so that they also Form collecting spaces for the medium flowing through them.

Die Rohre werden vorteilhafterweise so ausgebildet bzw. angeordnet, daß der innere Abstand der einzelnen Wände und der Abstand der Rohre untereinander bis zu dem Mindestabstand verengt wird, der als optimale Grenze durch die Grenzschicht und den dadurch erzeugten Widerstand und Wärmeübergang gegeben ist. DeAbmessungen des Rohrelementes nach Länge und Breite werden so gewählt, daß keinesfalls Ablösungen an den Innen-und Außenwänden der Rohre auftreten können, die eine Herabsetzung des Wärmeüberganges und einen wesentlichen Unterschied zwischen An- und Abströmung ergeben würden. Man kann schließlich auch durch Einbau von Zwischenwänden einen mehrströmigen Kreuzstrom im Wärmeaustauscher ermöglichen.The pipes are advantageously designed or arranged in such a way that that the inner distance between the individual walls and the distance between the pipes is narrowed down to the minimum distance, which is considered to be the optimal limit through the boundary layer and the resulting resistance and Heat transfer is given. The dimensions of the pipe element in terms of length and width are chosen so that by no means Detachments on the inner and outer walls of the pipes can occur, causing a degradation the heat transfer and a significant difference between the inflow and outflow would result. Finally, you can also build one by installing partitions Enable multi-flow cross-flow in the heat exchanger.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele nach dem Vorschlag der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. i bis 7 Ausführungsformen der Rohre und Fig. 8 bis 15 Formen von Wärmeaustauschern. Die Fig. i zeigt Rohre, wie sie für den erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher verwendet werden. Das vom Aufnehmeraum kommende Mittel strömt über die düsenartig ausgebildeten Eintrittsöffnungen i ein, erreicht etwa in der Mitte bei 2 eine hohe Geschwindigkeit und erhält dann in der düsenartigen Austrittsmündung 3 wieder eine Umsetzung derGeschwindigkeit in Druck. DieseDüsen entstehen durch einfaches Übereinanderlegen der Rohre 4.. Die in Fig. i dargestellten Rohre sind gezogene Rohre: Die Rohre können aber auch aus zwei Stücken durch Punkt- oder Rollenschweißen miteinander verbunden werden, wie dies Fig.2 zeigt.In the drawing are various exemplary embodiments according to the proposal of the invention shown. FIGS. 1 to 7 show embodiments of the tubes and Figs. 8 to 15 forms of heat exchangers. Fig. I shows tubes as they are for the heat exchanger according to the invention can be used. The one coming from the recording room Medium flows in via the nozzle-like inlet openings i, reached about in the middle at 2 a high speed and then gets in the jet-like Exit port 3 again a conversion of the speed into pressure. These nozzles arise by simply superimposing the tubes 4 .. The ones shown in FIG Pipes are drawn pipes: The pipes can also consist of two pieces through point or roller welding are connected to one another, as shown in Fig.2.

Das Zusammenstecken der ganzen Bleche mit den Rohren ist in Fig. 3 gezeigt. Die Rohre werden in ein verhältnismäßig starkes Blech, in dem ent-#sprechende Öffnungen ausgestanzt sind, eingesteckt: Die Enden der Rohre können verfalzt oder zur besseren Dichtung verlötet werden.The assembly of the entire metal sheets with the tubes is shown in FIG. 3 shown. The pipes are in a relatively strong sheet in which the appropriate Openings are punched out, plugged in: The ends of the tubes may be crimped or crimped be soldered for better sealing.

Fig. 4 zeigt runde gezogene Rohre, die an ihren Enden umgebördelt sind, deren Bördelung auch nur teilweise erfolgen kann. Rollengeschweißte Röhre, die auf ebenem Blech umgebördelt sind, zeigen Fig. 5 und 6! (Schnitt A-B).Fig. 4 shows round drawn tubes which are flanged at their ends whose crimping can only be partially done. Roll welded tube, which are flanged on flat sheet metal, Fig. 5 and 6! (Section A-B).

Schließlich ist in Fig. 7 eine weitere Ausbildung dargestellt, wo bei den Rohren die Enden so gezogen sind; daß durch Aneinanderfügen der einzelnen Rohre eine geschlossene ebene Fläche erzielt wird. Zum besseren Einbau in den Wärmeaustauscher ist es zweckmäßig, an die aufeinandergereihtenRohrpakete seitlich die mit 5 bezeichneten Deckbleche anzubringen.Finally, in Fig. 7, a further training is shown where the ends of the tubes are drawn like this; that by joining the individual Pipes a closed flat surface is achieved. For better installation in the heat exchanger it is advisable to attach the one marked 5 to the side of the lined up pipe stacks To attach cover plates.

Die Fig. 8 und 9 zeigen einenWärmeaustauscher, der aus düsenbildenden Rohren aufgebaut ist. Der Rohranteil q: steckt in Deckblechen 8, die oben und unten Begrenzungsebenen bilden. DieseRohrpakete werden seitlich von Aufnehmeräumen 9, bzw. io umgeben, die von Umfassungswänden 12, 13 umschlossen sind. Diese Aufnehmeräume sind so ausgebildet, daß sie nach Entfernen der Schrauben i i leicht entfernt werden können. Zum Anschluß des Gerätes an die Zu- bzw. Abführungskanäle der Wärmeaustauschmittel besitzen die Umfassungswände 12, 13 Flansche 14. Die Umfässungswände begrenzen von allen sechs Seiten den Rohrteil. Es strömt also beispielsweise in Fig. 8 heiße Luft in den Aufnehmeraum 16, von dort aus beiderseits nach rechts und links zwischen den Rohren 4 hindurch zu den Aufnehmeräumen 9-.Figures 8 and 9 show a heat exchanger made up of nozzle forming Tubes is constructed. The pipe portion q: is in cover plates 8, the top and bottom Form boundary planes. These pipe stacks are laterally supported by receiving spaces 9, or io, which are enclosed by surrounding walls 12, 13. These recording rooms are designed so that they can be easily removed after removing the screws i i can. For connecting the device to the supply and discharge channels of the heat exchange medium the peripheral walls 12, 13 have flanges 14. The peripheral walls limit from the pipe part on all six sides. Thus, for example, hot air flows in FIG. 8 into the receiving space 16, from there on both sides to the right and left between the tubes 4 through to the receiving spaces 9-.

Durch die Röhre 4 selbst fließt von 17 kommend nach beiden Seiten durch die Rohre 4 das Kühlmittel nach @ dem Aufnehmeraum 18.Coming from 17, it flows through the tube 4 itself to both sides the coolant to @ the receiving space 18 through the tubes 4.

Während das Beispiel in Fig. 8 und 9 Begrenzungswände mit gewölbten Flächen aufzeigt, ist ,der Wärmeaustauscher nach den Fig. io und i i in prismatischer Form ausgeführt. Um die Strömungsverhältnisse in den Aufnehmeräumen ig und 2o zu verbessern; sind in den Ecken Führungsflächen vorgesehen. Um einen unerwünschtenWärmeaustausch gegen die Außenluft zu unterbinden, können diese Ecken mit Isolierstoff 7 versehen werden.While the example in Fig. 8 and 9 delimitation walls with arched Shows areas is, the heat exchanger according to FIGS. Io and i i in prismatic Form executed. In order to increase the flow conditions in the receiving spaces ig and 2o to enhance; guide surfaces are provided in the corners. About unwanted heat exchange To prevent the outside air, these corners can be provided with insulating material 7 will.

Die Fig., 12 und 13 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Wärmeaustauschers, der durchZusammenfügen gemäß der Anordnung nach Fig. io und ii entsteht. Die Zuströmung des, einen Mittels erfolgt beim Stutzen 21 durch den Aufnehmeraum 22, um dann durch die Rohre ¢ beiderseits zu den Stutzen 23 bzw. 24 abzufließen. Das andere Mittel strömt über die Aufnehmer 25 ein, um dann zwischen den Rohren, also in den düsenartigen Räumen, über die Stutzen 26 abzuströmen. Man sieht insbesondere in Fig. i2 die Isolierung der Ecken. Die Flanschanordnung, wie sie die Fig. 12 und 13 zeigen, ist natürlich nur eine beispielsweise. Statt der Flansche kann ohne weiteres ein kleiner Aufbau, wie für den Aufnehmer 27, auch zu beiden Seiten vorgesehen werden. Um den Verlauf der einzelnen Ströme besser verfolgen zu können, ist der eine durch vollausgezogene Pfeile, der andere durch Pfeile, die gestrichelt sind, angedeutet.Figs. 12 and 13 show a further embodiment of a heat exchanger, which is produced by joining according to the arrangement according to Figs. The influx of, a means takes place at the connector 21 through the receiving space 22 to then through the pipes ¢ flow off on both sides to the connecting piece 23 and 24, respectively. The other means flows in via the sensor 25 and then between the tubes, that is to say in the nozzle-like Rooms to flow off via the connecting piece 26. The insulation can be seen in particular in FIG the corners. The flange arrangement as shown in Figures 12 and 13 is natural just one example. Instead of the flanges, a small structure, as for the transducer 27, can also be provided on both sides. About the course To be able to follow the individual streams better is one of being fully drawn out Arrows, the other indicated by arrows that are dashed.

Die Fig. l4_ zeigt eine weitere Ausbildung eines Wärmeaustauschers als Luftkühler, bei dem sowohl der Kalt- als auch Warmluftstrom kreuzweise fließt, der Warmluftstrom jedoch durch einen Aufnehmer auf der Oberseite abgenommen wird.Fig. 14_ shows a further design of a heat exchanger as an air cooler in which both the cold and hot air flow crosswise, however, the hot air flow is picked up by a sensor on the top.

Eine weitere Ausführungsform zeigt die Fig. 15, bei der ein Wärmeaustauscher dargestellt ist, bei dem die Kalt- und Warmluft wieder kreuzweise strömt, jedoch so, daß durch Einsetzen von ebenen Wänden der zu kühlende Luftstrom mehrfach um das Kühlrohr herumgeführt wird. Die Warmluft strömt z. B. durch 29, ein. Im Aufnehmeraum 30 wird dieser Strom umgelenkt und über die Rohre 4 nach dem Aufnehmeraum 31 geleitet, von dort wiederum über die Rohre 4 umgelenkt, und zwar nach 32 usw., bis die Luft schließlich in den Aufnehmeraum 33 gelangt. .Another embodiment is shown in FIG. 15, in which a heat exchanger is shown in which the cold and warm air flows crosswise again, however so that by inserting flat walls the air stream to be cooled several times the cooling pipe is passed around. The warm air flows z. B. through 29, a. In the recording room 30 this flow is diverted and directed via the pipes 4 to the receiving space 31, from there again deflected over the tubes 4, namely to 32, etc., until the air finally arrives in the receiving space 33. .

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heat exchanger, in which the two heat exchange means flow crosswise overlapping, characterized in that it consists of tube stacks, which are formed from superimposed flat drawn tubes or from two halves joined together, which have an outwardly decreasing cross-section, so that nozzle channels between the tubes arise, which taper from the edges of the pipes to the middle of the pipe stacks and expand again to the other side. Heat exchanger according to Claim i, characterized in that the ends of the tubes are flanged and let into the boundary walls or widened in the form of a box, the flat tube ends being connected to one another. 3. Heat exchanger according to claims i and 2, characterized in that two or more tube stacks are arranged symmetrically to the central axis or to the inlet opening of the agent around the tubes. 4. Heat exchanger according to claims i to 3, characterized in that the boundary walls of the collecting spaces are surrounded with an insulating layer. 5. Heat exchanger according to claims i to 4, characterized in that the chambers into which the medium flowing between the tubes flows are provided with partition walls. Cited publications: German Patent Nos. 192 964, 193: 204, q.81 268, 590 876; USA. Patent Nos. 879243, 1 9io 486th