DK149997B - Varmeveksler - Google Patents

Description

149997 i

Opfindelsen angår en varmeveksler af den kendte art, der har indbyrdes parallelle og med mellemrum anbragte fladrør, som ved svejsning er tilsluttet samlerør til henholdsvis fremløb og tilbageløb.

5 Fra eksempelvis DD patentskrift 36.005 og GB pa tentskrift 2.008.737 kendes varmevekslere, der kan tjene som dampgeneratorer eller radiatorer, og ved hvilke parallelt ved siden af hinanden arrangerede rør er åbne ved enderne og med disse indmunder i samlerør. Et sådant 10 samlerør kan være forbundet med kun en enkelt række rør, hvis akser da skærer samlerørets akse, eller ud over en sådan rørrække bestående af lige rør, der indmunder i samlerøret, kan der findes yderligere rørrækker, hvis rør ved enden er ombukket i retning mod samlerøret, så 15 at flere rør indmunder i samme tværsnit af samlerøret med indmundingerne liggende fordelt i dettes omkredsretning. De parallelle rør må ved endekanterne være tilpasset samlerørets udvendige facon, og de indsvejses konventionelt efter hinanden. Til muliggørelse heraf består 20 samlerøret af et flertal sektioner, der hver for sig optager et antal rør med over sektionens omkreds fordelte indmundinger, og som derpå ved ordinære svejsemetoder sammensvejses til dannelse af et samlerør. For at muliggøre indsvejsning af en enkelt række tæt ved siden af 25 hinanden arrangerede, runde rør i samlerøret skal de runde rør blot ved enderne faconændres således, at de fremtræder med et langagtigt tværsnit med to parallelle sider, så at der mellem de faconændrede rør bliver plads til svejsningen. Ved disse kendte varmevekslere er de 30 mellem samlerørene forløbende rør ikke fladrør, uanset at sådanne rør må foretrækkes fremfor runde rør, hvor talen er om varmevekslere til anvendelse som radiatorer, eftersom fladrør muliggør en energibesparelse på grund af den bedre varmeafgivelse i forbindelse med en mindre 35 termisk træghed. Endvidere giver udformningen af de 149997 2 kendte varmevekslere ikke de bedste muligheder for et rationelt svejsearbejde.

Der kendes dog også varmevekslere med fladrør, som med deres smalsider er tilsluttet samlerørene. Ved 5 de kendte udførelser er disse fladrør så vide, at der ved smalsiderne kan udformes tilstrækkeligt dimensionerede tilslutningsåbninger, hvor fladrørene ved svejsning forbindes med samlerørene. En sådan mulighed eksisterer ikke ved anvendelse af ultraflade ovalrør, 10 hvis tværsnit medfører en høj strømningshastighed for det varme vand. Når varmeveksleren anvendes som radiator, kan der ved høj strømnningshastighed af det varme vand gennem rørene opnås en mindre termisk træghed af radiatoren og en bedre varmeafgivelse og dermed en bedre 15 nyttevirkning af den anvendte energi. Ved de ultraflade ovalrør, som medfører disse fordele, er forholdet mellem tværsnitslysningsarealet og den udvendige omkreds mindre end eller lig med 2,5. Disse fladrør er dog så tynde eleller snævre, at det ved de kendte metoder ikke er mu-20 ligt at tilvejebringe tilstrækkeligt store tilslutningsåbninger i smalsiderne og at forbinde fladrørene med samlerørene ved svejsning til opnåelse af en tilstrækkelig stabilitet for varmeveksleren.

Det er på denne baggrund hensigten med opfindel-25 sen at tilvejebringe en varmeveksler af den indledningsvis omtalte art, der muliggør en høj gennemstrømningsha-stighed for det varme vand og dermed - som følge af den mindre termiske træghed og bedre varmeafgivelse - en bedre udnyttelse af den anvendte energi eller en energi-30 besparelse, samtidig med at de med henblik herpå anvendte, ekstra flade rør kan forbindes med samlerørene ved en økonomisk fordelagtig svejsemetode, der yderligere muliggør tilvejebringelse af flere anslutningsforbindelser. Dette opnås ved de i krav 1 angivne kendetegn.

35 Desuden kan det være fordelagtigt, at fladrørene i området ved hver tilslutningsåbning har ved deforma- 149997 3 tion af rørvæggen dannede udvidelser på tværs af fladrørets længdeakse.

Nogle udførelsesformer for varmeveksleren ifølge opfindelsen beskrives i det følgende med henvisning til 5 tegningen, hvor fig. 1 er et skematiseret billede af en varmeveksler set fra siden, fig. 2 et billede af varmeveksleren i fig. 1 set oppefra, 10 fig. 3 og 4 viser et samlerør og et fladrør ad skilt fra hinanden og i større målestok, og hvor samlerøret i tværsnit (fig. 3) og i længdesnit (fig. 4) har en tilslutningsfordybning, fig. 5 den færdige forbindelse ifølge fig. 3 og 15 fig. 4 i et tværsnit i samlerøret, fig. 6 og 7 et samlerør og et fladrør adskilt fra hinanden og i større målestok, og hvor fladrøret i længdesnit (fig. 6) og i tværsnit (fig. 7) har en til-slutnings fordybning, 20 fig. 8 den færdige forbindelse ifølge fig. 6 og 7 i tværsnit gennem samlerøret, fig. 9 og 10 et samlerør og et fladrør adskilt fra hinanden og i større målestok i et tværsnit (fig. 9) og et længdesnit (fig. 10) i samlerøret, hvorhos fladrø-25 ret og samlerøret har anslutningsfordybninger, fig. 11 og 12 et samlerør og et fladrør adskilt fra hinanden og i større målestok i et længdesnit (fig.

11) og et tværsnit (fig. 12) i fladrøret, som har en an-slutningsfordybning, der er udvidet i tværretningen, 30 fig. 13 og 14 et samlerør og et fladrør adskilt fra hinanden og i større målestok, og hvor fladrøret i et længdesnit (fig. 13) og i et tværsnit (fig. 14) har en i tværretningen udvidet anslutningsboring, og fig. 15 og 16 et samlerør og et fladrør adskilt 35 fra hinanden, og hvor fladrøret har en indadtrykket fordybning og en udvidet tilslutningsboring.

149997 4

Varmeveksleren i fig. 1 og 2 har to samlerør 1 . og 2 til frem- og tilbageløb samt på siden af samlerørene tilsluttede fladrør 3, som parallelt og i samme indbyrdes afstand er tilsluttet de to samlerør 1 og 2 5 med deres smalsider. Varmeveksleren med de til venstre i fuld streg viste fladrør 3 angiver en ensøjlet udførelsesform, og de ekstra til højre tilsluttede og med punkteret linie viste fladrør 4 angiver en tosøjlet udførelsesform.

10 Til fremstilling af de i fig. 1 og 2 ikke viste forbindelser og tilslutninger mellem samlerørene og fladrørene ved anvendelsen af ekstremt flade fladrør med tilstrækkelig stabilitet af forbindelsen og tilstrækkeligt store tilslutningsåbninger, skal samlerørene eller 15 fladrørene eller begge rørarter forberedes ved bearbejdning af rørvæggene, før forbindelsen etableres. I en første udførelsesform vist i fig. 3 og 4 har hvert samlerør la eller 2a ved tilslutningsstederne på tværs af røraksen fordybninger 5, der går gennem røret 20 langs med en korde, og hvis tværsnitsprofil svarer til smalsiden i fladrøret 3a's tværsnitsprofil, som det fremgår af fig. 4. Fordybningen 5 er tilvejebragt ved hjælp af en formfræser, så at der gennem fjernelse af materiale fås en rørvægsgennembrydning som tilslutnings-25 åbning 6, hvorved den gennemskårne rørvæg får en fordybningsprofil som vist i fig. 4. Samme figur viser også fladrøret 3a's tværsnit, og det ses, at dette rør er ekstremt fladt. Rørets frie bredde er 3-5 mm ved en udvendigt målt højde af røret på ca. 70 mm og en væg-30 tykkelse på 1,25 til maksimalt 2 mm. Med disse dimensioner er forholdet mellem tværsnitlysningsarealet og den udvendige røromkreds mindre end eller lig med 2,5 for dette fladrør. Henført til rørlængden gælder den samme værdi 2,5 for forholdet mellem rørets vandvolumen og 35 rørets udvendige varmeflade. En mindre værdi betyder her 5 149997 i sammenligning med større rørtværsnit i kendte varmevekslere, at den til samme vandvolumen svarende var-meflade er større, og at radiatorens varmeafgivelse derfor er bedre. Da de fladere rør rummer mindre vand, som 5 strømmer igennem med større hastighed, er varmevekslerens termiske træghed mindre end i en varmeveksler med ikke ekstremt flade rør.

Den nødvendige fordybning 5 til opnåelse af en stabil forbindelse mellem rørene kan også være 10 fremstillet som en tværgående indtrykning i røret.

En tilslutningsåbning må i dette tilfælde fremstilles separat.

I fig. 5 ses den færdige forbindelse mellem et samlerør og et fladrør efter fig. 3 og 4 i mindre 15 målestok. I den forbindelse vises til forskel fra billedet i fig. 3 og 4 et samlerør 1 eller 2, som består af to dele i hele samlerørets længde. Ved denne metode til forbindelsen af fladrørene med samlerørene, og som angiver en af mange mulige metoder, 20 sammensvejses fladrøret 3a med den ene af disse samlerørsdele fra denne dels inderside, og derefter forbindes samlerørets to dele med hinanden ved svejsesømme,«^ løber i hele samlerørets længde.

I udførelsesformen i fig. 3 og 4 er der i flad-25 røret 3a som tilslutningsåbning kun et hul 7, som ved fladrørets forbindelse med samlerøret kommer til at ligge midt for den i samlerøret frembragte tilslutningsåbning 6.

I en afledet udførelsesform i fig. 6 og 7 30 har et fladrør 3b på sin smalside ved hvert forbindelsessted en på tværs af fladrørets længdeakse liggende fordybning 8, hvis tværsnitsprofil svarer til samlerøret lb eller 2b's tværsnitsprofil. Denne fordybning 8 fremstilles ligeledes fordelagtigt ved 35 hjælp af en formfræser, så at der fås en rørgennem-brydning 9 ved fjernelse af materiale, og som dan- - 6 - 149997 ner tilslutningsåbningen. Samlerøret lb eller 2b har i dette tilfælde et hul 10 som tilslutningsåbning. Den færdige rørforbindelse til udførelsesformen ifølge fig. 6 og 7 er vist i fig. 8. Som yder-5 ligere variant af metoden til forbindelsen af samlerør og fladrør er rørene her forbundet med hinanden ved hjælp af lodning på ydersiden. Lodningen sker omkring tilslutningsåbningen langs med de to rørs gennembrydningslinie. Endnu en kendt metode til 10 forbindelsen mellem samlerørene og fladrørene er projektionspressesvejsning, som ved hjælp af en maskine muliggør samtidig fremstilling af samtlige tilslutningsforbindelser i varmeveksleren.

Det i fladrøret i fig. 3 som tilslutningsåb-15 ningen 7 eller i samlerøret i fig. 6 som tilslutningsåbningen 10 frembragte cylindriske hul kan ikke have større diameter end fladrørets lysning, som derved i udførelsesformerne i fig. 3-8 sætter grænsen for tilslutningsåbningens størrelse og der-20 med for strømningsmængden af varmemediet ved tilog, afgangen fra samlerørene til fladrørene eller omvendt. Dersom tilslutningsåbningerne i de to indbyrdes forbundne rør skal være større i forbindelse med en større strømningsmængde, kan der som i fig.

25 9 og 10 ved fjernelse af materiale være en fordyb ning 5 både i samlerøret la eller 2a som i udførelsesformen ifølge fig. 3, og en fordybning 8 i fladrøret 3b som i udførelsesformen ifølge fig.

6, så at de to rør kommer til at ligge an mod hin-30 anden med slidsformede tilslutningsåbninger 6 og 9.

I fig. 11 og 12 er vist endnu en udførelsesform, hvor tilslutningsåbningen i et samlerør lc eller 2c er et hul 11, hvis diameter er større end hullet 10 i fig. 6 og 7, hvor hullet 10's mak-35 simale størrelse som nævnt er afhængig af fladrørets - 7 - 149997 lysningsbredde. Som følge deraf er et fladrør 3c i fig. 11 og 12 udvidet i midten af en fordybning 12, som er fremstillet ved fjernelse af materiale, idet der er foretaget en deformering af rørvæggen 5 på tværs af fladrørets længdeakse. Denne udvidelse 13 af rørvæggen ses tydeligt i fig. 12 og muliggør, at tilslutningsåbningen 14 i fladrøret overdækker den større tilslutningsåbning 11 i samlerøret.

I en udførelsesform i fig. 13 og 14 er der 1 q i et fladrør 3d ved hjælp af et cylindrisk hul fremstillet en mindre fordybning 15, som dernæst ved hjælp af en deformering af rørvæggen på tværs af rørlængdeaksen med en udvidelse 16 danner en tilslutningsåbning 17. Et samlerør ld eller 2d 15 har en tilnærmelsesvis lige så stor tilslutningsåbning 18, som er større end f.eks. tilslutningsåbningen 10 i samlerøret lb eller 2b i fig. 6 og 7. Rørvæggens kant, som omslutter tilslutningsåbningen 17 i fladrøret, kan derefter som følge af 20 udvidelsen 16 langs med tilslutningsåbningen 18 fastsvejses til samlerøret ld eller 2d's rørvæg.

I en foretrukket udførelsesform ifølge fig.

15 og 16 er der i et fladrør 3e's smalside indtrykket en fordybning 20. Et hul 22 i midten af 25 fordybningen 20 udgør tilslutningsåbningen. Ved hjælp af en med en dorn fremstillet udvidelse 21 af fladrøret ved dettes tilslutningsåbning er passagen for varmemediet gjort større. Samlerøret ld, 2d har et omtrent lige så stort hul 18 som til-30 slutningsåbningen i udførelsesformen ifølge fig.

13 og 14. Med den indtrykkede fordybning i fladrøret kan der opnås en meget stabil svejseforbindelse med samlerøret, hvorhos projektionspressesvejsning (Buckelpressesvejsning) kommer til anvendel-35 se.

Med de ovenfor omtalte udførelsesformer kan der på gunstig måde i fremstillingsteknisk og øko-