EP0265725A1 - Heat exchanger - Google Patents

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EP0265725A1
EP0265725A1 EP87114628A EP87114628A EP0265725A1 EP 0265725 A1 EP0265725 A1 EP 0265725A1 EP 87114628 A EP87114628 A EP 87114628A EP 87114628 A EP87114628 A EP 87114628A EP 0265725 A1 EP0265725 A1 EP 0265725A1
Authority
EP
European Patent Office
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heat exchanger
tube
profile tube
exchanger according
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Granted
Application number
EP87114628A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0265725B1 (en
Inventor
Klaus Hagemeister
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines GmbH
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP0265725A1 publication Critical patent/EP0265725A1/en
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Publication of EP0265725B1 publication Critical patent/EP0265725B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0221—Header boxes or end plates formed by stacked elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/454—Heat exchange having side-by-side conduits structure or conduit section
    • Y10S165/471—Plural parallel conduits joined by manifold
    • Y10S165/472—U-shaped conduits connected to side-by-side manifolds

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger according to the preamble of patent claim 1.
  • heat exchangers are manufactured with central collecting containers or pipes in such a way that the lancet-shaped matrix profile pipes are inserted into an opening in the wall of the collecting container or pipe and then connected cohesively, for example by soldering. so that a fluidic passage from the collecting container to the interior of the profile tubes is created.
  • the passage openings in the collecting container wall can be formed by drilling or eroding, before threading the profile tubes, which is a complex perforation procedure.
  • the individual assembly of the profile tubes, in particular the threading is comparatively cumbersome, specifically because there is a tight play (movable fit) between the profile tube and the through opening in the wall. Tight tolerances of the hole and profile tube must be observed with regard to perfect soldering or another connection.
  • a heat exchanger concept known from DE-OS 32 42 842 provides that blocks are attached to the matrix profile tubes in the area of at least one profile tube end, the the profile tube enclose at the end that the matrix profile tubes are arranged close together in the area of their blocks, so that the blocks form a wall of the collecting container or pipe, and that the connection points of the blocks are sealed fluid-tight.
  • the blocks are to be applied to the profile tube ends by metal sintering, powdered sintered material being arranged in a shape approximating the desired contour of the block around the respective connection-side profile tube end and sintered gas-tight.
  • the outer contact surfaces of the blocks can be machined with dimensional accuracy before the matrix profile tubes are arranged. Cold forging, embossing or profile grinding can also be considered as machining processes.
  • the profile tube base geometries can be essentially rhombic or hexagonal or honeycomb-shaped.
  • the present known case enforces a comparatively complicated and high-precision profile tube foot production. Furthermore, the entire matrix connection area (heat exchanger base) must also be assembled in a relatively complicated manner from a relatively large number of blocks which are extremely precisely matched to one another. Such a type of heat exchanger base or container structure assembled from very small particles has disadvantages with regard to the required container or base structure strength.
  • the matrix profile tubes with their ends containing an elongated oval profile cross section, are to be given between layers that are joined together in layers if annular container wall elements are tightly integrated in a fluid-tight manner; in other words, the wall elements in the region of their mutual joining surfaces each have semi-elliptically pre-shaped mutual cutouts for the elongated oval matrix profile tube ends.
  • This known concept also requires extremely precise machining of the wall elements in question; Despite the most precise machining, there is practically no bridging of differences in shape and manufacturing tolerance, particularly in the areas of the front and rear profile ends on the connection side; So there can be locally different profile tube crushing, z. B.
  • matrix profile tube fields and thus correspondingly assigned fields of the oval or elliptical recesses are formed between the wall elements; this in the sense that the matrix profile tubes in question intermesh with one another in a spatially interleaved manner at uniform mutual distances within the framework of a flow of hot gas which is as optimal as possible and with the necessary hot gas blocking.
  • the invention has for its object to eliminate the disadvantages presented to known; According to the task, a collecting or distributor tube plate which can be produced with relatively little effort is to be created, which, with optimum strength at the same time, creates perfect conditions for a fluid-tightly fixed matrix profile connection.
  • the respective profile tubes of the matrix can be shaped into a square or rectangular shape on the foot side before being inserted or inserted into the relevant floor structure of a distributor or collector tube; this can e.g. B. done rationally on rotary hammers, depending on the degree of deformation mecanicdorne can be used.
  • the components can be "interlocked" with one another during assembly and fixed in a predetermined position; Rectangular or square pockets can be provided in the relevant collector pipe or distributor pipe or the wall elements forming the heat exchanger base in order to integrate the relevant profile pipe foot ends in a positive and fixed manner therein.
  • the floor structures or collecting or distributor pipes in the matrix connection area can be provided with circumferential slots, into which the ends of the profiled pipe feet can be pushed in from the outside, z. B. individually, one after the other, one after the other.
  • the invention also creates essential design advantages with regard to the so-called "modular" construction concept, in that it is possible to create preassembled individual assemblies in a comparatively simple manner (elements, connecting elements, profile tube foot ends and tube profiles), which can be assembled to form a tube or floor structure with assemblies of equal priority and preassembled .
  • Individual modules can e.g. B. according to the invention also easily by preassembled along its narrow end faces or integrally, z. B. joined by soldering Profilerohrfußenden along with associated Matrixprofilrohrstrang, which would then be inserted into the bottom of the correspondingly provided and adapted slots of the tube or floor or cohesively firmly integrated therein.
  • the invention is based on a heat exchanger according to FIG. 1, which consists of two compressed air ducts 1, 2 arranged essentially parallel to one another, which here, for. B. are formed as separate manifolds or manifolds.
  • the compressed air routing is in accordance with the darkened contour gen 1, 2 formed closed at the rear end.
  • the profile tube matrix 3, which projects laterally from the two compressed air ducts 1, 2 transversely against the hot gas flow H and consists of straight profile tube strands 4, 5 that run parallel to one another and merge into a common arcuate profile tube deflection section 6.
  • compressed air to be heated is fed into the upper compressed air duct 1 (D 1), then flows through the straight profiled pipe strands 4 (D 2), whereupon it is deflected via the deflection section 6 (D 3), and then flows through the straight profiled pipe strands 5 in the opposite direction of flow (D 3), from which it flows through the lower compressed air duct 2 in the heated state (D5) to a suitable consumer, for. B. the combustion chamber of a gas turbine engine to be supplied.
  • the invention would also be practical for a heat exchanger in which the aforementioned compressed air ducts are integrated in a common header pipe or distributor pipe, from which the matrix projects in a U-shape on both sides.
  • Fig. 2 embodies the conventional arrangement of a profile tube field recorded here greatly enlarged, z. B. as a section from the straight-legged profile tube strands 4 according to FIG. 1.
  • the respective matrix profile tubes of three rows of profile tubes extending in the longitudinal direction of the tube guide - in sequence, from top to bottom - are denoted by 41, 42 and 43.
  • the matrix profile pipes 41, 42, 43 are arranged at equal distances from each other; From Fig. 2 it can also be seen that the matrix profile tubes, for. B. 42, with their respective hot gas inflow and outflow ends in the end-side spaces left between adjacent remaining profile tubes, e.g. B. 41, 43 intervene.
  • the characteristic, highly compact array of matrix tube profiles is created for heat exchangers in the sense of FIG. 1.
  • the arrangement of the profile tube field according to FIG. 2 could, for. B. also by using the same inclination angles ⁇ with respect to the relevant major axes A (or profile tube longitudinal center planes) of the profile tubes, inclined faces M, which is passed through the profile centers designated M1, M2 and M3, respectively.
  • the profile tubes 4 1, 4 2 and 4 3 in FIG. 2 are employed at a right angle R with respect to a central collecting or distribution tube transverse plane E, the angle of incidence ⁇ of the inclined plane M to the plane E being calculated from the angle difference R- ⁇ .
  • the matrix profile tubes 41, 42 and 43 have an elongated oval, aerodynamically optimized profile cross-section, each profile tube being separated from one another by a central crosspiece 7, the compressed air, e.g. B. D2 (Fig. 1) leading inner channels 8, 9.
  • each profile tube, for. B. 41 be equipped with a rectangular profile symmetrically assigned profile tube foot end 10; in other words, the relevant profile tube foot end 10 has a foot longitudinal center plane L lying in the plane of the major axis A (FIG. 2).
  • FIG. 4 embodied an advantageous variant of the invention, in which two elements 11, 12 of a header or distributor pipe 1 or 2 (FIG. 1) forming the matrix connection area (FIG. 1) between the respective mutual ones , here extending in the middle of the profile tube foot Connecting and joining surfaces 13, 14 include recesses 15, which have a rectangular shape adapted for receiving and enclosing the foot end 10 concerned.
  • the respective profile tube foot end 10 is deformed concentrically rotated at a respective inclination angle ⁇ relative to the associated profile tube section 4 1 which is hot-gas-flowed during operation.
  • this torsional deformation can be such that the respective major axis A or the longitudinal section plane of the profile tube cuts the associated foot end 10 diagonally.
  • the respective profile tube foot ends 10 extend longitudinally in the oblique division planes M, which are already defined in more detail in FIG. 2, while the associated profile tubes, for example, which are deformed relative to the respective angle of inclination ⁇ (see also FIG. B. 41, with their major axis A at a right angle R (Fig.
  • FIG. 5 It allows the embodiment of FIG. 5, a manifold or manifold in various ways in a number in parallel to the division plane M in z. B. to divide annular elements. A further variant of the invention results from this in FIG. 7.
  • two elements 21, 22 are each formed so that they enclose the rectangular profile tube foot ends 10 tightly like pliers along the mutual joining surfaces lying in the inclined parting planes M with the corresponding square recesses; along the outer joining surfaces parallel to the parting planes M, e.g. B. 23, 24, the elements 21, 22 are smooth-walled.
  • two elements 21, 22 can each be independent, with the associated foot ends 10 and the associated flow tubes, e.g. B. 41 - Fig. 5 -, equipable assembly units.
  • FIG. 7 There are additional element divisions in FIG. 7 compared to FIG. 6, but in FIG. 7, compared to FIGS. 3 and 6, uninterrupted outer joining surfaces, e.g. B. 23, 24 provided, which in turn benefits the manufacturing process.
  • An intermediate product is thus formed, from which the complete heat exchanger base or heat exchanger can be assembled by adding the required number of identical elements, the joints of the completely preassembled assemblies lying on planar surfaces and their edges simple shapes, e.g. B. represent circles or ellipses.
  • the integral joining of the elements can be flat, e.g. B. by soldering or - along the opposite element edges - by laser or EB welding.
  • lip-like projections 25, 26 of the elements provide the mutual joining surfaces, and preferably in the foot-side region of these elements; Above the lip-like projections 25, 26, upwardly open joints 27 can remain between the elements 21, 22. The welding can then take place along the lip-like projections 25, 26; the projections 25, 26 can be worked off later for possible repair purposes in order to be able to loosen the bandage at this point.
  • FIG. 9 shows a modification of FIG. 8 in such a way that two adjacent elements 21, 22 are joined together and centered by means of webs 28 which engage under one another on the inside of the manifold or distributor pipe.
  • a further embodiment of the invention (Fig. 10) is characterized in that an element 29 is formed along both-sided joining surfaces 30, 31 with outwardly open, rectangular recesses 32 for the respective profile tube foot ends 10, each of which has an open foot end side of strip-shaped connecting elements 33, 34 is covered along the joining surfaces on both ends, whereby the element 29, the connecting elements 33, 34 and the foot ends 10 together with the associated profiled tube sections can each form an independent assembly unit.
  • Each assembly unit can then be joined with a relevant assembly unit in a material-homogeneous manner.
  • a suitable soldering, welding or diffusion connection method can be selected for the mutual connection of the respectively pre-assembled assembly units as well as for the individual component connection of each independent assembly unit.
  • the spaces marked with Z in Fig. 10 can by additional material during soldering or z. B. be closed by one-sided sealing welding.
  • FIG. 11 mainly differs from FIG. 5 in that the profile tube foot end 10 in question is made narrower and longer; otherwise, the same geometric aspects and nomenclatures apply as in Fig. 5.
  • a header or manifold bottom section according to Fig. 12 it follows that the profile tube foot ends 10 each extending longitudinally in the inclined parting planes M each have an overall length L, which mutual profile center distance Ma in the relevant division planes M corresponds.
  • two elements 35, 36 together with anchored profile tube foot ends 10 is together with associated tube profiles, for. B. 41 - Fig. 11, form independent preassembled units, which would be assembled in a manner described above with relevant units or modularly connected.
  • Fig. 13 is a modified compared to Fig. 12 header or manifold bottom variant, in which the elements 37, 38 are integral parts of the header or manifold and leaving mutual parallel recesses or slots 39 for receiving and later solid and fluid-tight partial enclosure of the with their narrow end faces stacked profile tube foot ends 10 ⁇ together with profiles, z. B. 41 - Fig. 11, are formed.
  • the profile tube foot ends 10 ⁇ extend longitudinally in the inclined parting planes M, the end or joining surfaces adjoining the longitudinal sides of the profile tube foot ends 10 ⁇ again running parallel to the parting planes M.
  • the profile tube foot ends 10 ⁇ together with profiles 4 can be inserted individually into the slots 39 and cohesively after reaching the operating end position, for. B. by soldering, fluid-tight integrated into the slots 38.
  • profile tube bracket and foot ends of an assembly unit in one device to position together and to connect the touching narrow sides of the rectangular profile tube foot ends to each other, e.g. B. by welding or soldering.
  • the profile tube groups created in this way can also be subjected to a calibration in which the common width of the foot profiles is exactly adapted to the slot width of the central tube (pressing, grinding or the like).
  • These profile tube assemblies are then inserted with their foot brackets into the slots 39 of the central tube and firmly and tightly connected to the central tube base by means of integral methods (soldering, welding).
  • the individual steps in this assembly sequence can be automated and are therefore suitable for efficient mass production.
  • a vibration excitation of the central tube as well as the profile tube assembly can be used as a further assembly aid.
  • the position scatter of an assembly robot can be masked by the kinetic blurring of the flanks to be paired.
  • the vibration excitation also reduces the friction reactions when the components are pushed together.
  • the end cross sections of the profile tubes may be fitted, if necessary, in order to facilitate introduction during assembly.
  • This area of the cross sections narrowed by the crowning should, however, be removed again after completion of the heat exchanger. To the affected The length of the tube end should therefore be sunk deeper into the tube sheet. This area then protrudes freely into the interior of the central pipe or collecting or distribution pipe and can be worked off later.
  • the elements forming the central tubes or collecting or distributor tubes can be closed rings over their circumference, but can also be ring sections, after their joining together with the profile tube matrix, a shell-like partial area of the tube jacket is created. These jacket shells are later connected to each other by longitudinal seams (e.g. by welding) in order to create the closed pipe. Such a procedure allows simple testing and possibly reworking of the joints between the profile pipes and the jacket sections of the header or distributor pipe.
  • the invention can also be used advantageously in a profile tube matrix through which hot gas flows obliquely; this would e.g. Example, mean that at a substantially concentric angular rotation ⁇ according to FIG. 11, the profile tube foot ends 10 ⁇ could each be arranged longitudinally in planes, which are employed, for example, at a right angle to the profile tube longitudinal center plane E: B. 41, could then lie with their respective major axes A in planes whose angle of inclination to the longitudinal section plane E of the profile tube results from the mutual inclination twist angle ⁇ .

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Abstract

Es liegt ein Wärmetauscher mit einer heißgasumströmten Kreuz-Gegenstrom-Matrix (3) vor, die aus räumlich verschachtelt ineinandergreifenden, lanzettförmigen Profilrohren (4) besteht, welche an mindestens ein Druckluftsammel (2)- oder -verteilerrohr (1) angeschlossen sind, das zumindest im Matrixanschlußbereich aus schichtartig fluiddicht aneinandergefügten Elementen besteht; dabei sollen die dem Matrixanschlußbereich zugehörige Profilrohrfußenden (10) rechteckig oder quadratisch verformt sein. Damit soll ein einfach erstellbarer Wärmetauscherboden geschaffen werden, der bei vergleichsweise hoher Festigkeit eine optimale Profilrohrfußumschließung gewährleistet.There is a heat exchanger with a cross-counterflow matrix (3) around which hot gas flows and which consists of lancet-shaped profile tubes (4) which interlock in a spatially interlocking manner and which are connected to at least one compressed air collector (2) or distributor tube (1), which at least in the matrix connection area consists of elements that are joined together in a fluid-tight manner; the profile tube foot ends (10) belonging to the matrix connection area should be rectangular or square. This is to create an easy-to-create heat exchanger base, which guarantees an optimal profile tube foot enclosure with comparatively high strength.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a heat exchanger according to the preamble of patent claim 1.

Nach dem Stand der Technik (DE-PS 2907810) werden Wärmetauscher mit zentralen Sammelbehältern oder -rohren in der Weise gefertigt, daß die lanzettförmigen Matrixprofilrohre in eine Öffnungen aufweisenden Wand des Sammelbehälters oder -rohrs gesteckt und anschließend stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten, verbunden werden, so daß ein fluidischer Durchgang vom Sammelbehälter zum Inneren der Profilrohre geschaffen wird. Die Durchgangsöffnungen in der Sammelbehälterwand können, vor einem Einfädeln der Profilrohre, durch Bohren oder Erodieren ausgebildet werden, was eine aufwendige Belochungsprozedur ist. Die Einzelmontage der Profilrohre, insbesondere das Einfädeln, ist vergleichsweise umständlich, und zwar deshalb, weil zwischen Profilrohr und Durchgangsöffnung in der Wand ein enges Spiel (verschieblicher Paßsitz) vorhanden ist. Enge Toleranzen von Loch und Profilrohr müssen im Hinblick auf eine einwandfreie Lötung oder eine anderweitige Verbindung eingehalten werden.According to the state of the art (DE-PS 2907810), heat exchangers are manufactured with central collecting containers or pipes in such a way that the lancet-shaped matrix profile pipes are inserted into an opening in the wall of the collecting container or pipe and then connected cohesively, for example by soldering. so that a fluidic passage from the collecting container to the interior of the profile tubes is created. The passage openings in the collecting container wall can be formed by drilling or eroding, before threading the profile tubes, which is a complex perforation procedure. The individual assembly of the profile tubes, in particular the threading, is comparatively cumbersome, specifically because there is a tight play (movable fit) between the profile tube and the through opening in the wall. Tight tolerances of the hole and profile tube must be observed with regard to perfect soldering or another connection.

In dem Bestreben, eine verhältnismäßig einfache, problemlose und schnelle Montage der Matrixprofilrohres am Sammel-oder Verteilerrohr erreichen zu wollen, sieht ein aus der DE-OS 32 42 842 bekanntes Wärmetauscherkonzept vor, daß an die Matrixprofilrohre im Bereich zumindest eines Profilrohrendes Klötzchen angebracht werden, die das Profilrohr ende umschließen, daß die Matrixprofilrohre im Bereich ihrer Klötzchen dicht aneinandergefügt angeordnet werden, so daß die Klötzchen eine Wand des Sammelbehälters oder -rohres ausbilden, und daß die Verbindungsstellen der Klötzchen fluiddicht abgeschlossen werden.In the endeavor to achieve a relatively simple, problem-free and quick installation of the matrix profile tube on the header or distributor tube, a heat exchanger concept known from DE-OS 32 42 842 provides that blocks are attached to the matrix profile tubes in the area of at least one profile tube end, the the profile tube enclose at the end that the matrix profile tubes are arranged close together in the area of their blocks, so that the blocks form a wall of the collecting container or pipe, and that the connection points of the blocks are sealed fluid-tight.

Insbesondere sollen in diesem bekannten Fall die Klötzchen durch Metallsintern auf die Profilrohrenden aufgebracht werden, wobei pulverförmiges Sintergut in einer der gewünschten Kontur des Klötzchens weitgehend angenäherten Form um das jeweilige anschlußseitige Profilrohrende angeordnet und gasdicht gesintert wird. Dabei können ferner die äußeren Kontaktflächen der Klötzchen vor einer Anordnung der Matrixprofilrohre maßgenau bearbeitet werden. Als Bearbeitungsverfahren können hierbei ferner Kaltschmieden, Prägen oder Profilschleifen in Frage kommen.In particular, in this known case, the blocks are to be applied to the profile tube ends by metal sintering, powdered sintered material being arranged in a shape approximating the desired contour of the block around the respective connection-side profile tube end and sintered gas-tight. In addition, the outer contact surfaces of the blocks can be machined with dimensional accuracy before the matrix profile tubes are arranged. Cold forging, embossing or profile grinding can also be considered as machining processes.

Ferner können im vorliegenden bekannten Fall die Profilrohrfußgeometrien im wesentlichen rhombisch oder sechseckig bzw. wabenförmig ausgebildet sein.Furthermore, in the present known case, the profile tube base geometries can be essentially rhombic or hexagonal or honeycomb-shaped.

Der vorliegende bekannte Fall erzwingt eine vergleichsweise komplizierte und hochpräzise Profilrohrfußherstellung. Ferner muß der gesamte Matrixanschlußbereich (Wärmetauscherboden) in ebenfalls verhältnismäßig komplizierter Weise aus einer verhältnismäßig großen Anzahl extrem genau aneinander angepaßter Klötzchen zusammengesetzt werden. Eine solcher Art aus Kleinstteilchen zusammengefügte Wärmetauscherboden- oder Behälterstruktur zeitigt Nachteile bezüglich der geforderten Behälter- bzw. Bodenstrukturfestigkeit.The present known case enforces a comparatively complicated and high-precision profile tube foot production. Furthermore, the entire matrix connection area (heat exchanger base) must also be assembled in a relatively complicated manner from a relatively large number of blocks which are extremely precisely matched to one another. Such a type of heat exchanger base or container structure assembled from very small particles has disadvantages with regard to the required container or base structure strength.

Bei einem anderen, aus der DE-OS 33 10 061 bekannten Wärmetauscherkonzept sollen die Matrixprofilrohre mit ihren einen länglich ovalen Profilquerschnitt enthaltenen Enden zwischen schichtweise aneinandergereiht gefügten, gegebenen falls ringförmigen Behälterwandelementen fluiddicht fest eingebunden werden; mit anderen Worten weisen dabei die Wandelemente im Bereich deren gegenseitiger Fügeflächen jeweils halbelliptisch vorgeformte gegenseitige Aussparungen für die länglich ovalen Matrixprofilrohrenden auf. Auch dieses bekannte Konzept verlangt ein extrem genaues Bearbeiten der betreffenden Wandelemente; trotz genauester Bearbeitung sind gegenseitige Form- und Fertigungstoleranzunterschiede praktisch kaum zu überbrücken, und zwar insbesondere in den Bereichen der anschlußseitig vorderen und hinteren Profilenden; es können sich also örtlich unterschiedliche Profilrohrendquetschungen ergeben, z. B. beim schichtwe isen Fügen von Wandelementen und Profilrohren, worunter wiederum das stoffschlüssige Verbinden, beispielsweise durch Löten, zwischen Profilrohrenden und Wandelementen beeinträchtigt werden kann (örtliche Lotverlagerungen, keine feste homogene Verlötung). Auch sind im bekannten Fall Kerbwirkungsbeeinträchtigungen im Hinblick auf die mit verhältnismäßig schlanken spitzen Enden in den Wandelementen sitzenden Profilrohre nicht auszuschließen.In another heat exchanger concept known from DE-OS 33 10 061, the matrix profile tubes, with their ends containing an elongated oval profile cross section, are to be given between layers that are joined together in layers if annular container wall elements are tightly integrated in a fluid-tight manner; in other words, the wall elements in the region of their mutual joining surfaces each have semi-elliptically pre-shaped mutual cutouts for the elongated oval matrix profile tube ends. This known concept also requires extremely precise machining of the wall elements in question; Despite the most precise machining, there is practically no bridging of differences in shape and manufacturing tolerance, particularly in the areas of the front and rear profile ends on the connection side; So there can be locally different profile tube crushing, z. B. in schichtwe isen joining wall elements and profile tubes, which in turn the material connection, for example by soldering, can be impaired between profile tube ends and wall elements (local solder displacements, no solid homogeneous soldering). Also, in the known case, impairment of notch effects with regard to the profiled tubes sitting in the wall elements with relatively slim pointed ends cannot be ruled out.

Ferner bilden sich im bekannten Fall Matrixprofilrohrfelder und damit entsprechend zugeordnete Felder der ovalen oder elliptischen Ausnehmungen zwischen den Wandelementen aus; dies in dem Sinne, daß die betreffenden Matrixprofilrohre im wesentlichen unter gleichmäßigen gegenseitigen Abständen im Rahmen einer möglichst optimalen Heißgasumströmung sowie unter Gewährleistung der erforderlichen Heißgasversperrung räumlich verschachtelt ineinandergreifen. Unter Erfüllung dieser Bedingung (optimal vom Heißgas durchströmte Kompaktmatrix) führen die länglich ovalen Profilquerschnitte und damit die zugehörigen Öffnungen im Sammelrohr bzw. Wärmetauscherboden, und zwar in Schichtrichtung aufeinanderfolgend, zu einer festigkeitsmäßigen Schwächung des Sammel- oder Verteilerrohres im Matrixanschlußbereich; dies gilt sinngemäß auch für das eingangs schon erwähnte, aus der DE-PS 29 07 810 bekannte Wärmetauscherkonzept.Furthermore, in the known case, matrix profile tube fields and thus correspondingly assigned fields of the oval or elliptical recesses are formed between the wall elements; this in the sense that the matrix profile tubes in question intermesh with one another in a spatially interleaved manner at uniform mutual distances within the framework of a flow of hot gas which is as optimal as possible and with the necessary hot gas blocking. If this condition is fulfilled (optimally flowed by the hot gas compact matrix), the elongated oval profile cross-sections and thus the associated openings in the header pipe or heat exchanger bottom, successively in the direction of the layers, lead to a strength-related weakening of the header pipe or distributor pipe in the matrix connection area; this applies analogously also to the heat exchanger concept already mentioned at the beginning, known from DE-PS 29 07 810.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zu bekannten vorgetragenen Nachteile zu beseitigen; aufgabengemäß soll ein mit verhältnismäßig geringem Aufwand erstellbarer Sammel-oder Verteilerrohrboden geschaffen werden, der bei zugleich optimaler Festigkeit einwandfreie Voraussetzungen für eine fluiddicht fest gefügte Matrixprofilverbindung schafft.The invention has for its object to eliminate the disadvantages presented to known; According to the task, a collecting or distributor tube plate which can be produced with relatively little effort is to be created, which, with optimum strength at the same time, creates perfect conditions for a fluid-tightly fixed matrix profile connection.

Bei einem Wärmetauscher nach der eingangs genannten Art ist die gestellte Aufgabe mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.In the case of a heat exchanger of the type mentioned at the outset, the object is achieved according to the invention with the features of the characterizing part of patent claim 1.

Erfindungsgemäß können die jeweiligen Profilrohre der Matrix vor dem Einsetzen oder Einfügen in die betreffende Bodenstrukter eines Verteiler- oder Sammelrohres fußseitig in eine quadratische oder rechteckige Form umgeformt werden; dies kann z. B. rationell auf Rundhämmermaschinen erfolgen, wobei je nach dem Grad der Umformung Innendorne verwendet werden können. Als Folge der rechteckigen oder quadratischen Formgebung der Profilrohrfußenden lassen sich die Bauteile bei der Montage miteinander "verzahnen" und in einer vorgegebenen Lage fixieren; es können dabei rechteckige oder quadratische Taschen in dem betreffenden Sammelrohr oder Verteilerrohr bzw. den Wärmetauscherboden ausbildenden Wandelementen vorgesehen sein, um die betreffenden Profilrohrfußenden darin formschlüssig und fest zu integrieren. Als Folge der geradlinigen glatten Seitenwandungen der Profilrohrfußenden - also geradlinig glattwandig dem betreffenden Schichtverlauf folgend - können einseitig offene Taschen leicht formschlüssig bündig durch streifenförmige, ebenfalls geradlinig verlaufende Verbindungselemente abgedeckt werden.According to the invention, the respective profile tubes of the matrix can be shaped into a square or rectangular shape on the foot side before being inserted or inserted into the relevant floor structure of a distributor or collector tube; this can e.g. B. done rationally on rotary hammers, depending on the degree of deformation Innendorne can be used. As a result of the rectangular or square shape of the profile tube foot ends, the components can be "interlocked" with one another during assembly and fixed in a predetermined position; Rectangular or square pockets can be provided in the relevant collector pipe or distributor pipe or the wall elements forming the heat exchanger base in order to integrate the relevant profile pipe foot ends in a positive and fixed manner therein. As a result of the straight, smooth side walls of the profile tube foot ends - that is to say, straight-line smooth-walled following the relevant course of the layer - pockets that are open on one side can be covered in a slightly form-fitting, flush manner by strip-shaped, also straight-line connecting elements.

Alternativ besteht erfindungsgemäß z. B. die Möglichkeit, überhaupt keine Einzeltaschen oder -ausnehmungen für die Profilrohfußenden vorsehen zu müssen; hierzu können die Bodenstrukturen bzw. Sammel- oder Verteilerrohre im Matrixanschlußbereich mit Umfangsschlitzen versehen werden, in welche die Profilrohrfußenden übereinandergereiht von außen eingeschoben werden können, z. B. einzeln, der Reihe nach, hintereinander.Alternatively, according to the invention, for. B. the possibility of not having to provide any individual pockets or recesses for the profile raw foot ends; For this purpose, the floor structures or collecting or distributor pipes in the matrix connection area can be provided with circumferential slots, into which the ends of the profiled pipe feet can be pushed in from the outside, z. B. individually, one after the other, one after the other.

Die Erfindung schafft ferner wesentliche Gestaltungsvorteile hinsichtlich des sogenannten "modularen" Baukonzepts, indem sich auf vergleichsweise einfache Weise vormontierte Einzelbaugruppen erstellen lassen (Elemente, Verbindungselemente, Profilrohrfußenden nebst Rohrprofilen), die mit gleichrangig erstellten und vormontierten Baugruppen zu einer Rohr- oder Bodenstruktur zusammengefügt werden können.The invention also creates essential design advantages with regard to the so-called "modular" construction concept, in that it is possible to create preassembled individual assemblies in a comparatively simple manner (elements, connecting elements, profile tube foot ends and tube profiles), which can be assembled to form a tube or floor structure with assemblies of equal priority and preassembled .

Einzelmodule können z. B. gemäß der Erfindung auch leicht durch entlang deren schmaler Stirnseiten vormontierte oder stoffschlüssig, z. B. durch Löten gefügte Profilrohrfußenden nebst zugehörigen Matrixprofilrohrsträngen erzeilt werden, die dann fußseitig in die entsprechend bereitgestellten und angepaßten Schlitze des Rohres oder Bodens einfügbar bzw. stoffschlüssig darin fest einbindbar wären.Individual modules can e.g. B. according to the invention also easily by preassembled along its narrow end faces or integrally, z. B. joined by soldering Profilrohrfußenden along with associated Matrixprofilrohrstrang, which would then be inserted into the bottom of the correspondingly provided and adapted slots of the tube or floor or cohesively firmly integrated therein.

Bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Patentansprüche 2 bis 16 verwiesen.With regard to advantageous embodiments of the invention, reference is made to claims 2 to 16.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise weiter erläutert; es zeigen:

  • Fig. 1 die schematische und perspektivische Darstellung eines Profilrohrwärmetauschers,
  • Fig. 2 ein in Blickrichtung B der Fig. 1 gesehenen Teilausschnitt aus einem Matrixprofilrohrfeld,
  • Fig. 3 ein Matrixprofilrohr mit einem rechteckig verformten Profilrohrfußende, von der Fußinnenseite aus gesehen,
  • Fig. 4 die äußere Ansicht einer Sammel- oder Verteilerrohrbodensektion mit rechteckigen Profilrohrfußenden zwischen schichtweise aneinandergefügten Elementen,
  • Fig. 5 eine perspektivisch dargestellte obere Matrixprofilrohransicht, in der die im wesentlichen konzentrische Profilrohrfußverdrehung gegenüber dem zugehörigen Matrixprofilrohrstrang verdeutlicht ist,
  • Fig. 6 die äußere Ansicht einer weiteren Sammel-oder Verteilerrohrbodensektion für die kombinierte Anwendung der Matrixprofilrohrkonfiguration nach Fig. 5,
  • Fig. 7 die äußere Ansicht einer weiteren Sammel-oder Verteilerrohrbodensektion für die kombinierte Anwendung der Matrixprofilrohrkonfiguration nach Fig. 5,
  • Fig. 8 eine beispielsweise im Hinblick auf Fig. 7 ausgewählte Sammel- oder Verteilerrohrboden-Querschnittssektion unter Einschluß einer ersten gegenseitigen Elementausbildungs-und Befestigungsweise,
  • Fig. 9 eine beispielsweise im Hinblick auf Fig. 7 ausgewählte Sammel- oder Verteilerrohrboden-Querschnittssektion unter Einschluß einer zweiten, die Ausführung nach Fig. 8 weiter ausgetaltenden gegenseitigen Elementausbildungs-und Befestigungsweise,
  • Fig. 10 die äußere Ansicht einer weiteren Sammel-oder Verteilerrohrbodensektion für die kombinierte Anwendung der Matrixprofilrohrkonfiguration nach Fig. 5,
  • Fig. 11 eine von der Fußinnenseite aus gesehene Ansicht des Profilrohrfußendes in konzentrisch abgewinkelter Verdrehstellung zum übrigen Matrixprofilrohrstrang, hier jedoch - in Abweichung von Fig. 5 - eine schlankere und längere rechteckige Profilrohrfußgeometrie verdeutlichend,
  • Fig. 12 die äußere Ansicht einer weiteren Sammel-oder Verteilerrohrbodensektion für die kombinierte Anwendung der Matrixprofilrohrkonfiguration nach Fig. 11 und
  • Fig. 13 die äußere Ansicht einer weiteren Sammel-oder Verteilerrohrbodensektion für die kombinierte Anwendung der Matrixprofilrohrkonfiguration nach Fig. 11.
The invention is further explained, for example, with the aid of the drawings; show it:
  • 1 is a schematic and perspective view of a profile tube heat exchanger,
  • FIG. 2 shows a partial section from a matrix profile tube field viewed in viewing direction B of FIG. 1,
  • 3 a matrix profile tube with a rectangularly shaped profile tube foot end, seen from the inside of the foot,
  • 4 shows the outer view of a header or manifold base section with rectangular profile tube foot ends between elements which are joined to one another in layers,
  • 5 is a perspective view of the upper matrix profile tube view, in which the essentially concentric profile tube base rotation relative to the associated matrix profile tube string is illustrated,
  • 6 shows the external view of a further header or manifold tube section for the combined use of the matrix profile tube configuration according to FIG. 5,
  • 7 shows the external view of a further header or manifold tube section for the combined use of the matrix profile tube configuration according to FIG. 5,
  • 8 shows a cross-sectional section of a header or manifold base, selected for example with regard to FIG. 7, including a first mutual element formation and fastening method,
  • 9 shows a cross-sectional section of a header or manifold base, selected for example with regard to FIG. 7, including a second mutual element formation and fastening method, which further elaborates the embodiment according to FIG. 8, FIG.
  • 10 shows the external view of a further header or manifold tube section for the combined use of the matrix profile tube configuration according to FIG. 5,
  • 11 is a view of the profile tube foot end seen from the inside of the base in a concentrically angled rotational position with respect to the rest of the profile tube section, but here - in deviation from FIG. 5 - clarifying a slimmer and longer rectangular profile tube base geometry,
  • FIG. 12 shows the external view of a further header or distributor tube bottom section for the combined use of the matrix profile tube configuration according to FIGS. 11 and
  • FIG. 13 shows the external view of a further header or manifold tube section for the combined use of the matrix profile tube configuration according to FIG. 11.

Die Erfindung geht von einem Wärmetauscher nach Fig. 1 aus, der aus zwei im wesentlichen parallel nebeneinander angeordneten Druckluftführungen 1, 2 besteht, die hier z. B. als separate Verteiler- bzw. Sammelrohre ausgebildet sind. Gemäß abgedunkelter Kontur sind die Druckluftführun gen 1, 2 am jeweils hinteren Ende verschlossen ausgebildet. Die seitlich von beiden Druckluftführungen 1, 2 quer gegen die Heißgasströmung H U-förmig auskragende Profilrohrmatrix 3 besteht aus zunächst geraden, parallel zueinander veralufenden Profilrohrsträngen 4, 5, die in eine gemeinsame bogenförmige Profilrohrumlenksektion 6 übergehen. Im Betrieb wird aufzuheizende Durckluft in die obere Druckluftführung 1 eingespeist (D₁), durchströmt dann die geraden Profilrohrstränge 4 (D₂), worauf sie über die Umlenksektion 6 umgelenkt wird (D₃), sodann in umgekehrter Strömungsrichtung die geraden Profilrohrstränge 5 durchströmt (D₄), aus denen sie über die untere Druckluftführung 2 im aufgeheizten Zustand abströmt (D₅), um einem geeigneten Verbraucher, z. B. der Brennkammer eines Gasturbinentriebwerks, zugeführt zu werden.The invention is based on a heat exchanger according to FIG. 1, which consists of two compressed air ducts 1, 2 arranged essentially parallel to one another, which here, for. B. are formed as separate manifolds or manifolds. The compressed air routing is in accordance with the darkened contour gen 1, 2 formed closed at the rear end. The profile tube matrix 3, which projects laterally from the two compressed air ducts 1, 2 transversely against the hot gas flow H and consists of straight profile tube strands 4, 5 that run parallel to one another and merge into a common arcuate profile tube deflection section 6. In operation, compressed air to be heated is fed into the upper compressed air duct 1 (D 1), then flows through the straight profiled pipe strands 4 (D 2), whereupon it is deflected via the deflection section 6 (D 3), and then flows through the straight profiled pipe strands 5 in the opposite direction of flow (D 3), from which it flows through the lower compressed air duct 2 in the heated state (D₅) to a suitable consumer, for. B. the combustion chamber of a gas turbine engine to be supplied.

Abweichend von Fig. 1 wäre die Erfindung auch bei einem Wärmetauscher praktikabel, bei dem die zuvor genannten Druckluftführungen in ein gemeinsames Sammelrohr oder Verteilerrohr integriert sind, von dem die Matrix beidseitig U-förmig auskragt.1, the invention would also be practical for a heat exchanger in which the aforementioned compressed air ducts are integrated in a common header pipe or distributor pipe, from which the matrix projects in a U-shape on both sides.

Fig. 2 verkörpert die herkömmliche Anordnung eines hier stark vergrößert aufgezeichneten Profilrohrfeldes, z. B. als Ausschnitt aus den geradschenkeligen Profilrohrsträngen 4 nach Fig. 1. Es sind beispielsweise in Fig. 2 die jeweiligen Matrixprofilrohre von drei in Rohrführungslängsrichtung sich erstreckenden Profilrohrreihen - der Reihe nach, von oben nach unten - mit 4₁, 4₂ und 4₃ bezeichnet. In Rohrführungslängs- und querrichtung sind die Matrixprofilrohre 4₁, 4₂, 4₃ in gleichmäßig Abständen zueinander angeordnet; aus Fig. 2 ist ferner zu erkennen, daß die Matrixprofilrohre, z. B. 4₂, mit ihren jeweils heißgasan-und -abströmseitigen Enden in die jeweils endseitig quer belassenen Zwischenräume benachbarter übriger Profilrohre, z. B. 4₁, 4₃ eingreifen. Auf diese Weise entsteht das für Wärmetauscher im Sinne der Fig. 1 charackteristische, hochkompakte Feld von Matrixrohrprofilen. Die Anordnung des Profilrohrfeldes nach Fig. 2 ließe sich z. B. auch durch jeweils unter gleichen Neigungswinkeln α gegenüber den betreffenden großen Achsen A (bzw. Profilrohrlängsmittenebenen) der Profilrohre angestellte Schrägebenen M defnieren, welche durch jeweils mit M1, M2 und M3 bezeichnete Profilmitten hindurchgeführt ist. Bezüglich ihrer jeweils großen Achsen A sind die Profilrohre 4₁, 4₂ und 4₃ in Fig. 2 unter einem rechten Winkel R gegenüber einer Sammel-oder Verteilerrohrquermittelebene E angestellt, wobei sich der Anstellwinkel β der Schrägebenen M zur Ebene E aus der Winkeldifferenz R-α errechnet.Fig. 2 embodies the conventional arrangement of a profile tube field recorded here greatly enlarged, z. B. as a section from the straight-legged profile tube strands 4 according to FIG. 1. For example, in FIG. 2 the respective matrix profile tubes of three rows of profile tubes extending in the longitudinal direction of the tube guide - in sequence, from top to bottom - are denoted by 4₁, 4₂ and 4₃. In the longitudinal and transverse pipe guide, the matrix profile pipes 4₁, 4₂, 4₃ are arranged at equal distances from each other; From Fig. 2 it can also be seen that the matrix profile tubes, for. B. 4₂, with their respective hot gas inflow and outflow ends in the end-side spaces left between adjacent remaining profile tubes, e.g. B. 4₁, 4₃ intervene. In this way, the characteristic, highly compact array of matrix tube profiles is created for heat exchangers in the sense of FIG. 1. The arrangement of the profile tube field according to FIG. 2 could, for. B. also by using the same inclination angles α with respect to the relevant major axes A (or profile tube longitudinal center planes) of the profile tubes, inclined faces M, which is passed through the profile centers designated M1, M2 and M3, respectively. With respect to their respective major axes A, the profile tubes 4 1, 4 2 and 4 3 in FIG. 2 are employed at a right angle R with respect to a central collecting or distribution tube transverse plane E, the angle of incidence β of the inclined plane M to the plane E being calculated from the angle difference R-α .

Wie aus Fig. 2 ferner erkennbar, weisen die Matrixprofilrohre 4₁, 4₂ und 4₃ einen länglich ovalen, aerodynamisch optimierten Profilquerschnitt auf, wobei jedes Profilrohr zwei durch einen mittleren Quersteg 7 voneinander getrennte, die Druckluft, z. B. D₂ (Fig. 1) führende Innenkanäle 8, 9 aufweist.As can also be seen from Fig. 2, the matrix profile tubes 4₁, 4₂ and 4₃ have an elongated oval, aerodynamically optimized profile cross-section, each profile tube being separated from one another by a central crosspiece 7, the compressed air, e.g. B. D₂ (Fig. 1) leading inner channels 8, 9.

Gemäß Fig. 3 und 4 kann jedes Profilrohr, z. B. 4₁, mit einem hier rechteckigen profilsymmetrisch zugeordneten Profilrohrfußende 10 ausgestattet sein; das betreffende Profilrohrfußende 10 weist dabei mit anderen Worten eine in der Ebene der großen Achse A (Fig. 2) liegende Fußlängsmittelebene L auf.3 and 4, each profile tube, for. B. 4₁, be equipped with a rectangular profile symmetrically assigned profile tube foot end 10; in other words, the relevant profile tube foot end 10 has a foot longitudinal center plane L lying in the plane of the major axis A (FIG. 2).

Mit Rücksicht auf die in Fig. 2 angegebene Profilausbildung und -geometrie verkörperte Fig. 4 eine vorteilhafte Erfindungsvariante, bei der jeweils zwei den Matrixanschlußbereich ausbildende Elemente 11, 12 eines Sammel- oder Verteilerrohres 1 bzw. 2 (Fig. 1) zwischen den jeweils gegenseitigen, sich hier profilrohrfußmittig erstreckenden Verbindungs- und Fügeflächen 13, 14 Ausnehmungen 15 einschließen, die eine zur Aufnahme und Umschließung des betreffenden Fußendes 10 angepaßte rechteckige Form aufweisen.With regard to the profile formation and geometry indicated in FIG. 2, FIG. 4 embodied an advantageous variant of the invention, in which two elements 11, 12 of a header or distributor pipe 1 or 2 (FIG. 1) forming the matrix connection area (FIG. 1) between the respective mutual ones , here extending in the middle of the profile tube foot Connecting and joining surfaces 13, 14 include recesses 15, which have a rectangular shape adapted for receiving and enclosing the foot end 10 concerned.

Aus Fig. 3 und 4 ist ferner erkennbar, daß der im Betrieb heißgasumströmte (H - Fig. 3) Abschnitt des Profilrohres, z. B. 4₁, das zugehörige Profilrohrfußende 10 mit der anund abströmseitigen Profilendkante überkragt; Fußende 10 und zugehöriges Profilrohr, z. B. 4₁, bilden dabei eine jeweils fluidisch kommunizierende, in sich geschlossene Baueinheit aus, wobei die Profilüberlänge in Fig. 3 und 4 durch gestrichelte Konturen verdeutlicht ist. Gemäß Fig. 3 oder 4 können also verhältnismäßig große Fuß- oder Ausnehmungsabstände entlang der gemeinsamen Fügeflächen 13, 14 eingehalten werden bei einer Profilausbildung und -anordnung im Sinne der Fig. 2.From Fig. 3 and 4 it can also be seen that the hot gas flow around (H - Fig. 3) section of the profile tube, z. B. 4₁, the associated profile tube foot end 10 overhangs with the upstream and downstream profile end edge; Foot end 10 and associated profile tube, for. B. 4₁, each form a fluidically communicating, self-contained unit, the excess length in Fig. 3 and 4 is illustrated by dashed contours. According to FIG. 3 or 4, relatively large foot or recess distances can be maintained along the common joining surfaces 13, 14 with a profile formation and arrangement in the sense of FIG. 2.

Die Fig. 5 und 6 verkörpern eine Erfindungsvariante, bei der das jeweilige Profilrohrfußende 10 unter einem jeweils gleichen Neigungswinkel α gegenüber dem im Betrieb heißgasumströmten zugehörigen Profilrohrabschnitt 4₁ konzentrisch verdreht verformt ist. Gemäß Fig. 5 kann diese Verdrehverformung derart sein, daß die jeweilige große Achse A bzw. die Profilrohrlängsmittelebene das zugehörige Fußende 10 diagonal schn eidet. In Fig. 6 erstrecken sich also die jeweiligen Profilrohrfußenden 10 längsmittig in den in Fig. 2 schon näher definierten schrägen Teilungsbenen M, während die relativ dazu um den jeweiligen Neigungswinkel α (siehe auch Fig. 5) verdreht verformten zugehörigen Profilrohre, z. B. 4₁, mit ihrer großen Achse A unter einem rechten Winkel R (Fig. 2) zur Sammel- oder Verteilerrohrquermittelebene E angestellt sind. Gemäß Fig. 6 verlaufen also auch die gegenseitigen Fügeflächen, z. B. 17, 18 der Elemente 19, 20 in den schrägen Teilungsschema M. Beim Vergleich mit Fig. 4 ergibt sich, daß in Fig. 6 die Anzahl erforderlicher, gegebenenfalls ringförmiger Elemente 19, 20 halb so groß ist, so jedes Element 19 bzw. 20 vergleichsweise fest und stabil ist, was sich wiederum günstig auf die gesamte Festigkeitsstruktur des Sammel- oder Verteilerrohrbodens auswirkt. In gleichem Maße nimmt die Anzahl erforderlicher Trennfugen bzw. gegenseitiger Fügeflächen ab.5 and 6 embody a variant of the invention, in which the respective profile tube foot end 10 is deformed concentrically rotated at a respective inclination angle α relative to the associated profile tube section 4 1 which is hot-gas-flowed during operation. 5, this torsional deformation can be such that the respective major axis A or the longitudinal section plane of the profile tube cuts the associated foot end 10 diagonally. In FIG. 6, the respective profile tube foot ends 10 extend longitudinally in the oblique division planes M, which are already defined in more detail in FIG. 2, while the associated profile tubes, for example, which are deformed relative to the respective angle of inclination α (see also FIG. B. 4₁, with their major axis A at a right angle R (Fig. 2) to the collecting or distribution pipe cross plane E are employed. 6 so the mutual joining surfaces, z. B. 17, 18 of the elements 19, 20 in the oblique division scheme M. When Comparison with FIG. 4 shows that in FIG. 6 the number of required, possibly annular elements 19, 20 is half as large, so each element 19 or 20 is comparatively firm and stable, which in turn has a favorable effect on the overall strength structure of the Manifold or manifold bottom affects. The number of required joints or mutual joining surfaces decreases to the same extent.

Es ermöglicht die Ausführung nach Fig. 5, ein Sammel- oder Verteilerrohr auf verschiedene Weise in eine Anzahl in zur Teilungsebene M parallelen Schnitten in z. B. ringförmige Elemente aufzuteilen. Eine weitere Variante der Erfindung ergibt sich heirzu aus Fig. 7.It allows the embodiment of FIG. 5, a manifold or manifold in various ways in a number in parallel to the division plane M in z. B. to divide annular elements. A further variant of the invention results from this in FIG. 7.

Hierbei sind jeweils zwei Elemente 21, 22 so ausgebildet, daß sie entlang der in den schrägen Teilungsebenen M liegenden gegenseitigen Fügeflächen - innen - mit den entsprechenden quadratischen Ausnehmungen die rechteckigen Profilrohrfußenden 10 dicht zangenartig umschließen; entlang der parallel zu den Teilungsebenen M verlaufenden äußeren Fügeflächen, z. B. 23, 24 sind die Elemente 21, 22 glattwandig. Vorteilhafterweise können dabei zwei Elemente 21, 22 jeweils eigenständige, für sich mit den zugehörigen Fußenden 10 und den zugehörigen umströmten Profilrohren, z. B. 4₁ - Fig. 5 -, ausrüstbare Montageeinheiten ausbilden. Es ergeben sich in Fig. 7 gegenüber Fig. 6 zwar zusätzliche Elementaufteilungen, jedoch sind in Fig. 7, gegenüber Fig. 3 und 6, ununterbrochene äußere Fügeflächen, z. B. 23, 24 vorgesehen, was wiederum dem Fertigungsvorgang zugute kommt.In this case, two elements 21, 22 are each formed so that they enclose the rectangular profile tube foot ends 10 tightly like pliers along the mutual joining surfaces lying in the inclined parting planes M with the corresponding square recesses; along the outer joining surfaces parallel to the parting planes M, e.g. B. 23, 24, the elements 21, 22 are smooth-walled. Advantageously, two elements 21, 22 can each be independent, with the associated foot ends 10 and the associated flow tubes, e.g. B. 4₁ - Fig. 5 -, equipable assembly units. There are additional element divisions in FIG. 7 compared to FIG. 6, but in FIG. 7, compared to FIGS. 3 and 6, uninterrupted outer joining surfaces, e.g. B. 23, 24 provided, which in turn benefits the manufacturing process.

Beispielsweise im Hinblick auf Fig. 7 wäre es z. B. möglich, zwei ringförmige Elemente 21, 22 und die darin eingeschlossenen Profilrohrfußenden 10 nebst zugehörigen um strömten Profilsektionen 4₁, 4₂, 4₃ (Fig. 2) von den Flanken her unter Druck zu setzen und bei gleichzeitiger Wärmezufuhr (z. B. durch eine elektrische Widerstandserhitzung) eine stoffschlüssige Verbindung zu erzeugen.For example, with respect to Fig. 7, it would be e.g. B. possible, two annular elements 21, 22 and the enclosed profile tube foot ends 10 together with associated flowed profile sections 4₁, 4₂, 4₃ (Fig. 2) from the flanks under pressure and with simultaneous heat supply (z. B. by an electrical resistance heating) to produce a cohesive connection.

Die dazu erforderlichen Arbeitsschritte der Teilezuordnung, -zusammenführung und -fügung sowie die anschließende Qualitätskontrolle können weitestgehend automatisiert erfolgten; es entsteht so als Zwischenprodukt ein Element, aus dem sich durch Hinzufügen der benötigten Anzahl gleicher Elemente der komplette Wärmetauscherboden bzw. Wärmetauscher zusammensetzen läßt, wobei die Fugen der komplett vormontierten Baugruppen auf planaren Flächen liegen und ihre Ränder einfache Formen, z. B. Kreise oder Ellipsen darstellen. Das stoffschlüssige Fügen der Elemente kann flächig, z. B. durch Löten oder - längs der gegeseitigen Elementränder - durch Laser- oder EB-Schweißen erfolgen.The necessary steps for assigning, merging and joining parts as well as the subsequent quality control can be carried out largely automated; An intermediate product is thus formed, from which the complete heat exchanger base or heat exchanger can be assembled by adding the required number of identical elements, the joints of the completely preassembled assemblies lying on planar surfaces and their edges simple shapes, e.g. B. represent circles or ellipses. The integral joining of the elements can be flat, e.g. B. by soldering or - along the opposite element edges - by laser or EB welding.

Hierfür kann es u. a. gemäß Fig. 8 vorteilhaft sein, wenn lippenartige Vorsprünge 25, 26 der Elemente die gegenseitigen Fügeflächen bereitstellen, und zwar vorzugsweise im fußseitigen Bereich dieser Elemente; oberhalb der lippenartigen Vorsprünge 25, 26 können nach oben offene Fugen 27 zwischen den Elemente 21, 22 verbleiben. Entlang der lippenartigen Vorsprünge 25, 26 kann dann die Schweißung erfolgen; die Vorsprünge 25, 26 können für eventuelle Reparaturzwecke später abgearbeitet werden, um den Verband an dieser Stelle wieder lösen zu können.For this it can a. 8 may be advantageous if lip-like projections 25, 26 of the elements provide the mutual joining surfaces, and preferably in the foot-side region of these elements; Above the lip-like projections 25, 26, upwardly open joints 27 can remain between the elements 21, 22. The welding can then take place along the lip-like projections 25, 26; the projections 25, 26 can be worked off later for possible repair purposes in order to be able to loosen the bandage at this point.

Fig. 9 zeigt eine Abwandlung von Fig. 8 dergestalt, daß jeweils zwei benachbarte Elemente 21, 22 mittels sammel-oder verteilerrohrinnenseitig einander untergreifender Stege 28 aneinandergefügt und zentriert sind.FIG. 9 shows a modification of FIG. 8 in such a way that two adjacent elements 21, 22 are joined together and centered by means of webs 28 which engage under one another on the inside of the manifold or distributor pipe.

Eine weit ere Ausführungsform der Erfindung (Fig. 10) ist dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Element 29 entlang beidendseitiger Fügeflächen 30, 31 mit nach außen offenen, rechteckigen Ausnehmungen 32 für die betreffenden Profilrohrfußenden 10 ausgebildet ist, deren jeweils eine offene Fußendseite von leistenförmigen Verbindungselementen 33, 34 entlang der beidendseitigen Fügeflächen abgedeckt ist, wobei das Element 29 die Verbindungselemente 33, 34 sowie die Fußenden 10 nebst zugehörigen Profilrohrabschnitten jeweils eine eigenständige Montageeinheit ausbilden können.A further embodiment of the invention (Fig. 10) is characterized in that an element 29 is formed along both-sided joining surfaces 30, 31 with outwardly open, rectangular recesses 32 for the respective profile tube foot ends 10, each of which has an open foot end side of strip-shaped connecting elements 33, 34 is covered along the joining surfaces on both ends, whereby the element 29, the connecting elements 33, 34 and the foot ends 10 together with the associated profiled tube sections can each form an independent assembly unit.

Jede Montageeinheit kann dann mit einer relevanten Montageeinheit flächenhomogen stoffschlüssig gefügt werden. Für die gegenseitige Verbindung der jeweils fertig vormontierten Montageeinheiten wie auch für die Einzelbauteilverbindung jeder eigenständigen Montageeinheit kann ein geeignetes Löt-, Schweiß- oder Diffusionsverbindungsverfahren gewählt werden. Die in Fig. 10 mit Z gekennzeichneten Zwischenräume können durch Zusatzmaterial beim Löten oder z. B. durch einseitiges Dichtschweißen verschlossen werden.Each assembly unit can then be joined with a relevant assembly unit in a material-homogeneous manner. A suitable soldering, welding or diffusion connection method can be selected for the mutual connection of the respectively pre-assembled assembly units as well as for the individual component connection of each independent assembly unit. The spaces marked with Z in Fig. 10 can by additional material during soldering or z. B. be closed by one-sided sealing welding.

Unter Zugrundelegung einer unveränderten Matrixprofilrohrform und -größe weicht Fig. 11 hauptsächlich von Fig. 5 dadurch ab, daß das betreffende Profilrohrfußende 10 schmaler und länger ausgebildet ist; ansonsten gelten die gleichen geometrischen Gesichtspunkte und Nomenklaturen wie in Fig. 5. Im Hinblick auf eine Sammel- oder Verteilerrohrbodensektion nach Fig. 12 ergibt sich, daß die sich jeweils längsmittig in den schrägen Teilungsebenen M erstreckenden Profilrohrfußenden 10 jeweils eine Baulänge L ausweisen, die dem gegenseitigen Profilmittenabstand Ma in den betreffenden Teilungsebenen M entspricht. Gemäß Fig. 12 ergibt sich eine Anordnung, bei der der Matrixanschlußbereich des Sammel- oder Verteilerrohres in wechselnder Folge aus mit ihren schmalen Endseiten unmittelbar hintereinander aufge reihten rechteckigen Profilrohrfußenden 10ʹ und deren jeweilige Längsseiten abdeckenden, leistenförmigen Elemente 35, 36 besteht; die Elemente 35, 36 bilden untereinander sowie in bezug auf die angrenzenden Längsseiten der Profilrohrfußenden 10ʹ glattwandige Fügeflächen aus, die sich wiederum parallel zu den schrägen Teilungsebenen M erstrecken.Based on an unchanged matrix profile tube shape and size, FIG. 11 mainly differs from FIG. 5 in that the profile tube foot end 10 in question is made narrower and longer; otherwise, the same geometric aspects and nomenclatures apply as in Fig. 5. With regard to a header or manifold bottom section according to Fig. 12, it follows that the profile tube foot ends 10 each extending longitudinally in the inclined parting planes M each have an overall length L, which mutual profile center distance Ma in the relevant division planes M corresponds. According to FIG. 12, there is an arrangement in which the matrix connection area of the header or distributor pipe is alternately opened with their narrow end sides one behind the other rows of rectangular profile tube foot ends 10ʹ and their respective longitudinal sides covering, strip-shaped elements 35, 36; the elements 35, 36 form one another and with respect to the adjacent long sides of the profile tube foot ends 10ʹ smooth-walled joining surfaces, which in turn extend parallel to the inclined parting planes M.

Gemäß Fig. 12 können ferner jeweils zwei Elemente 35, 36 nebst darin verankerten Profilrohrfußenden 10ʹ nebst zugehöriger Rohrprofile, z. B. 4₁ - Fig. 11, eigenständige vormontierte Baueinheiten ausbilden, die in zuvor schon geschilderter Weise mit relevanten Baueinheiten baukastenartig zusammengefügt bzw. stoffschlüssig zu verbinden wären.According to FIG. 12, two elements 35, 36 together with anchored profile tube foot ends 10 darin together with associated tube profiles, for. B. 4₁ - Fig. 11, form independent preassembled units, which would be assembled in a manner described above with relevant units or modularly connected.

Fig. 13 ist eine gegenüber Fig. 12 abgewandelte Sammel-oder Verteilerrohrbodenvariante, bei der die Elemente 37, 38 feste Bestandteile des Sammel- oder Verteilerrohrs sind und unter Belassung gegenseitiger Parallelausnehmungen oder Schlitze 39 für die Aufnahme und spätere feste und fluiddichte Teilumschließung der mit ihren schmalen Endflächen übereinander gestapelten Profilrohrfußenden 10ʹ nebst Profilen, z. B. 4₁ - Fig. 11, ausgebildet sind. Auch in Fig. 13 erstrecken sich die Profilrohrfußenden 10ʹ längsmittig in den schrägen Teilungsebenen M, wobei die an die Längsseiten der Profilrohrfußenden 10ʹ angrenzenden End-oder Fügeflächen wiederum parallel zu den Teilungsebenen M verlaufen. Die Profilrohrfußenden 10ʹ nebst Profilen 4 können einzeln in die Schlitze 39 eingeschloben und nach Erreichen der Betriebsendstellung stoffschlüssig, z. B. durch Lötung, fluiddicht in die Schlitze 38 eingebunden werden.Fig. 13 is a modified compared to Fig. 12 header or manifold bottom variant, in which the elements 37, 38 are integral parts of the header or manifold and leaving mutual parallel recesses or slots 39 for receiving and later solid and fluid-tight partial enclosure of the with their narrow end faces stacked profile tube foot ends 10ʹ together with profiles, z. B. 4₁ - Fig. 11, are formed. 13, the profile tube foot ends 10ʹ extend longitudinally in the inclined parting planes M, the end or joining surfaces adjoining the longitudinal sides of the profile tube foot ends 10ʹ again running parallel to the parting planes M. The profile tube foot ends 10ʹ together with profiles 4 can be inserted individually into the slots 39 and cohesively after reaching the operating end position, for. B. by soldering, fluid-tight integrated into the slots 38.

Besonders vorteilhaft ist es, die Profilrohrbügel nebst Fußenden einer Montageeinheit bereits in einer Vorrichtung zusammen zu positionieren und die sich berührenden Schmalseiten der rechteckigen Profilrohrfußenden miteinander stoffschlüssig zu verbinden, z. B. durch Schweißen oder Löten. Die derart entstandenen Profilrohrgruppen können noch einer Kalibrierung unterworfen werden, bei der die gemeinsame Breite der Fußprofile der Schlitzbreite des Zentralrohres exakt angepaßt wird (Pressen, Schleifen oder ähnliches). Diese Profilrohrbaugruppen werden anschließend mit ihrem Fußverband in die Schlitze 39 des Zentralrohres eingeführt und durch stoffschlüssige Verfahren (Löten, Schweißen) fest und dicht mit dem Zentralrohrboden verbunden. Die einzelnen Arbeitsschritte dieser Montagefolge sind automatisierbar und somit für rationelle Massenproduktion geeignet.It is particularly advantageous to have the profile tube bracket and foot ends of an assembly unit in one device to position together and to connect the touching narrow sides of the rectangular profile tube foot ends to each other, e.g. B. by welding or soldering. The profile tube groups created in this way can also be subjected to a calibration in which the common width of the foot profiles is exactly adapted to the slot width of the central tube (pressing, grinding or the like). These profile tube assemblies are then inserted with their foot brackets into the slots 39 of the central tube and firmly and tightly connected to the central tube base by means of integral methods (soldering, welding). The individual steps in this assembly sequence can be automated and are therefore suitable for efficient mass production.

Die Montage der Profilrohrendquerschnitte im Zentralrohrboden wird erleichtert durch die Tatsache, daß die kammartigen Stege des geschlitzten Feldes im Zentralrohrboden - insbesondere im Zenith - in Querrichtung elastisch etwas verschoben werden können.The assembly of the profile tube end cross-sections in the central tube sheet is facilitated by the fact that the comb-like webs of the slotted field in the central tube sheet - in particular in the zenith - can be moved somewhat elastically in the transverse direction.

Als weitere Montagehilfe kann eine Schwingungserregung von Zentrahlrohr sowie Profilrohrbaugruppe benutzt werden. Die Stellungsstreuung eines Montageroboters kann dabei überspielt werden durch die kinetische Lageunschärfte der zu paarenden Flanken. Die Schwingungserregung mindert außerdem die Reibungsreaktionen beim Ineinanderschieben der Bauteile.A vibration excitation of the central tube as well as the profile tube assembly can be used as a further assembly aid. The position scatter of an assembly robot can be masked by the kinetic blurring of the flanks to be paired. The vibration excitation also reduces the friction reactions when the components are pushed together.

Außerdem kann es vorteilhaft sein, die einzupassenden Endquerschnitte der Profilrohre bei Bedarf etwas zu bombieren, um das Einführung bei der Montage zu erleichtern. Dieser Bereich der durch das Bombieren verengten Querschnitte sollte nach Fertigstellung des Wärmetauschers allerdings wieder entfernt werden. Um die entsprechend betroffene Länge sollte das Rohrende deshalb tiefer in den Rohrboden eingesenkt werden. Dieser Bereich ragt sodann frei in den Innenraum des Zentralrohres bzw. Sammel- oder Verteilerrohres hinein und kann später abgearbeitet werden. Die die Zentralrohre bzw. Sammel-oder Verteilerrohre bildenden Elemente können über ihren Umfang geschlossene Ringe sein aber auch Ringabschnitte, nach deren Zusammenfügen mit der Profilrohrmatrix ein schalenartiger Teilbereich des Rohrmantels entsteht. Diese Mantelschalen werden später durch Längsnähte miteinander verbunden (z. B. durch Schweißen), um so das geschlossene Rohr zu erzeugen. Eine solche Vorgehensweise erlaubt eine einfache Prüfung und evtl. Nacharbeit der Fügungen zwischen den Profilrohren und den Mantelabschnitten des Sammel- oder Verteilerrohres.In addition, it may be advantageous to camber the end cross sections of the profile tubes to be fitted, if necessary, in order to facilitate introduction during assembly. This area of the cross sections narrowed by the crowning should, however, be removed again after completion of the heat exchanger. To the affected The length of the tube end should therefore be sunk deeper into the tube sheet. This area then protrudes freely into the interior of the central pipe or collecting or distribution pipe and can be worked off later. The elements forming the central tubes or collecting or distributor tubes can be closed rings over their circumference, but can also be ring sections, after their joining together with the profile tube matrix, a shell-like partial area of the tube jacket is created. These jacket shells are later connected to each other by longitudinal seams (e.g. by welding) in order to create the closed pipe. Such a procedure allows simple testing and possibly reworking of the joints between the profile pipes and the jacket sections of the header or distributor pipe.

Die Erfindung läßt sich auch bei einer schräg vom Heißgas durchströmten Profilrohrmatrix vorteilhaft einsetzen; dies würde z. B. bedeuten, daß bei einer im wesentlichen konzentrischen Winkelverdrehung α gemäß Fig. 11 die Profilrohrfußenden 10ʹ jeweils längsmittig in Ebenen angeordnet werden könnten, die beispielsweise unter einem rechten Winkel zur Profilrohrlängsmittelebene E angestellt sind: die umströmten Profilabschnitte, z. B. 4₁, könnten dann mit ihren jeweils großen Achsen A in Ebenen liegen, deren Neigungswinkel zur Profilrohrlängsmittelebene E aus dem gegenseitigen Neigungsverdrehwinkel α resultiert. The invention can also be used advantageously in a profile tube matrix through which hot gas flows obliquely; this would e.g. Example, mean that at a substantially concentric angular rotation α according to FIG. 11, the profile tube foot ends 10ʹ could each be arranged longitudinally in planes, which are employed, for example, at a right angle to the profile tube longitudinal center plane E: B. 4₁, could then lie with their respective major axes A in planes whose angle of inclination to the longitudinal section plane E of the profile tube results from the mutual inclination twist angle α.

Claims (16)

1. Wärmetauscher mit einer heißgasumströmten Kreuz-Gegenstrom-Matrix, die aus räumlich verschachtelt ineinandergreifenden, lanzettförmigen Profilrohren besteht, welche an mindestens ein Durckluftsammel- oder -verteilerrohr angeschlossen sind, das zumindest im Matrixanschlußbereich aus schichtartig gluiddicht aneinandergefügten Elementen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß dem Matrixanschlußbereich zugehöroge Profilrohrfußenden (10, 10ʹ) rechteckig oder quadratisch verformt sind.1. Heat exchanger with a hot gas-flow cross-countercurrent matrix, which consists of spatially nested interlocking, lancet-shaped profile tubes, which are connected to at least one compressed air collection or distribution pipe, which consists at least in the matrix connection area of layer-like gluid-tight elements, characterized in that The matrix connection area of the associated profile tube foot ends (10, 10ʹ) are rectangular or square. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der heißgasumströmte Abschnitt jedes Profilrohrs (4₁, 4₂, 4₃) das zugehörige Profilrohrfußende (10) im wesentlichen mit einer an- und abströmseitigen Profilendkante überkragt.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the section of each profiled tube (4₁, 4₂, 4₃) around which hot gas flows overhangs the associated profiled tube foot end (10) essentially with an upstream and downstream profile end edge. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mehrere Profilrohrreihen mit gleichmäßigen gegenseitigen Abständen unter jeweils gleichem Profilneigungswinkel (R) zur betreffenden Sammel- oder Verteilerrohr-Quermittelebene (E) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Profilrohrfußenden (10) nebst zugehörigen heißgasumströmten Profilrohrabschnitten (4₁) jeweils eine gemeinsame Profilrohrlän gsmittelebene zugeordnet ist.3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, in which a plurality of rows of profile tubes with equal mutual distances are arranged at the same profile inclination angle (R) to the relevant central collector or distributor tube cross plane (E), characterized in that the profile tube foot ends (10) and associated hot-gas-flowed profile tube sections (4 1) each have a common profile tube longitudinal center plane. 4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mehrere Profilrohrreihen mit gleichmäßigen gegenseitigen Abständen unter jeweils gleichem Profilneigungswinkel (R) zur betreffenden Sammel- oder Verteilerrohr-Quermittelebene (E) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilrohrfußenden (10) unter einem geweils gleichen Neigungswinkel (α) gegenüber den zugehörigen umströmten Profilrohrabschnitten (4₁) konzentrisch verdreht verformt sind.4. Heat exchanger according to claim 1 or 2, in which a plurality of rows of profile tubes are arranged at equal mutual distances, each having the same profile inclination angle (R) to the relevant central collector or distributor tube cross-plane (E), characterized in that the profile tube foot ends (10) under one same angle of inclination (α) are deformed concentrically twisted relative to the associated flow-around profile tube sections (4 ₁). 5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilrohrfußenden (10) gegenüber den zugehörigen umströmten Profilrohrabschnitten (4₁) so verdreht verformt sind, daß die jeweilige Profilrohrlängsmittelebene bzw. große Achse (A) des umströmten Profilrohrabschnitts das zugehörige Fußende im wesentlichen diagonal schneidet.5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the profile tube foot ends (10) are deformed rotated relative to the associated flow-around profile tube sections (4₁) so that the respective profile tube longitudinal center plane or major axis (A) of the flow-around profile tube section intersects the associated foot end essentially diagonally . 6. Wärmetauscher nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) zwischen den jeweiligen Profilrohrfußenden (10) und zugehörigen umströmten Profilrohrabschnitten (4₁) zugleich die voneinander abweichenden Anstellwinkel (β, R) der Fußenden und der umströmten Profilrohrabschnitte sowie den Anstellwinkel (β) der gegenseitigen Elementfügeflächenebenen zur Sammel- oder Verteilerrohr-Quermittelebene (E) definiert.6. Heat exchanger according to claim 4 and 5, characterized in that the angle of inclination (α) between the respective profile tube foot ends (10) and associated flow tube sections (4₁) at the same time the differing angle of attack (β, R) of the foot ends and the flow tube sections and the Angle of attack (β) of the mutual element joining surface planes to the central collecting or distribution pipe transverse plane (E) is defined. 7. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Matrixanschlußbereich ausbildenden Elemente (11, 12) eines Sammel- oder Verteilerrohres zwischen den gegenseitigen Verbindungs- und Fügeflächen (13, 14) den Profilrohrfußenden (10) gemäß vorgeformte Ausnehmungen (15) ausbilden.7. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the elements (11, 12) forming the matrix connection region are one Form the collecting or distribution pipe between the mutual connection and joining surfaces (13, 14) of the profile pipe foot ends (10) according to preformed recesses (15). 8. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Elemente (21, 22) entlang der inneren gegenseitigen Fügeflächen zur Aufnahme der Profilrohrfußenden (10) vorprofiliert, hingegen entlang der äußeren End- bzw. Fügeflächen (23, 24) glattwandig sind.8. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that two elements (21, 22) pre-profiled along the inner mutual joining surfaces for receiving the profiled tube foot ends (10), however along the outer end or joining surfaces (23 , 24) are smooth-walled. 9. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den äußeren Endflächen zweier benachbarter Elemente (21, 22) nach oben offene Fugen (27) ausgebildet sind, wobei lippenartige Vorsprünge (25, 26) der Elemente die Fügeflächen bereitstellen.9. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that between the outer end faces of two adjacent elements (21, 22) upwardly open joints (27) are formed, wherein lip-like projections (25, 26) of the elements Provide joining surfaces. 10. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Elemente (21, 22) mittels sammel- oder verteilerrohrinnenseitig einander untergreifender Stege (28) aneinandergefügt und zentriert sind.10. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that two adjacent elements (21, 22) are joined together and centered by means of webs (28) which engage under one another on the inside of the manifold or distributor pipe. 11. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 sowie 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Element (29) entlang beidendseitiger Fügeflächen (30, 31) mit nach außen offenen rechteckigen oder quadratischen Ausnehmungen (32) für die betreffenden Profilrohrfußenden (10) ausgebildet ist, deren jeweils eine offene Fußendseite von leistenförmigen Verbindungselementen (33, 34) entlang der beidendseitigen Fügeflächen (30, 31) abgedeckt ist, wobei das Element (29), die Verbindungselemente (33, 34) sowie die Fußenden (19) nebst zugehörigen Profilrohrabschnitten (4₁, 4₂, 4₃) jeweils eine eigenständige Montageeinheit ausbilden.11. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 6 and 9 and 10, characterized in that in each case one element (29) along both-sided joining surfaces (30, 31) with outwardly open rectangular or square recesses (32) for the relevant profile tube foot ends (10) is formed, each of which an open foot end is covered by strip-shaped connecting elements (33, 34) along the two-sided joining surfaces (30, 31), the element (29), the connecting elements (33, 34) and the foot ends (19) together with the associated tubular sections (4₁, 4₂, 4₃) each form an independent assembly unit. 12. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrixanschlußbereich in wechselnder Folge aus mit ihren schmalen Endseiten unmittelbar hintereinander aufgereihten rechteckigen Profilrohrfußenden (10ʹ) und deren jeweils eine Längsseite abdeckenden, beidendseitig glattwandige Fügeflächen ausbildenden Elementen (35, 36) besteht.12. Heat exchanger according to one or more of claims 1, 4 and 5, characterized in that the matrix connection region in an alternating sequence of rectangular profile tube foot ends (10ʹ) lined up directly behind one another with their narrow end sides and their elements covering one longitudinal side and forming smooth-walled joining surfaces on both sides ( 35, 36). 13. Wärmtauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilrohrfußenden (10ʹ) längsmittig in einer parallel zu den glattwandigen Fügeflächen verlaufenden Profilteilungsebene (M) angeordnet sind, deren Anstellwinkel (β) zur Sammel- oder Verteilerrohr-Quermittelebene (E) durch den Neigungsverdrehwinkel (α) des jeweiligen Fußprofilendes (10ʹ) gegenüber den jeweils zugehörigen umströmten P rofilrohrschnitt (4₁) definiert ist.13. Heat exchanger according to claim 12, characterized in that the profile tube foot ends (10ʹ) are arranged longitudinally in a parallel to the smooth-walled joining surfaces profile division plane (M), the angle of attack (β) to the central collector or manifold cross-plane (E) by the angle of rotation (α) of the respective foot profile end (10ʹ) with respect to the associated flow profile section (4₁) is defined. 14. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10 sowie 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Elemente (21, 22 bzw. 35, 36) nebst darin verankerten Profilrohrfußelementen (10, 10ʹ) einschließlich der zugehörigen umströmten Profilrohrabschnitte eine eingenständige Montageeinheit ausbilden.14. Heat exchanger according to one or more of claims 2 to 10 and 12 and 13, characterized in that in each case two elements (21, 22 or 35, 36) in addition to anchored profile tube base elements (10, 10ʹ) including the associated flow-around profile tube sections Form assembly unit. 15. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (37, 38) feste Bestandteile des Sammel- oder Verteilerrohrs und unter Belassung gegenseitiger Schlitze (39) für die fußseitige Aufnahme einzelner oder gegebenenfalls vorverbundener Profilrohrreihen (4₁, 4₂, 4₃) zueinander beabstandet angeordnet sind.15. Heat exchanger according to one or more of claims 12 to 14, characterized in that the elements (37, 38) are fixed components of the collecting or distribution pipe and leaving mutual slots (39) for the base-side accommodation of individual or, if appropriate pre-connected rows of profile tubes (4₁, 4₂, 4₃) are spaced apart. 16. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Baulänge (L) der Profilrohrfußenden (10ʹ) dem in der jeweiligen Teilungsebene (M) ausgebildeten Profilmittenabstand (Ma) entspricht.16. Heat exchanger according to one or more of claims 1 to 15, characterized in that the overall length (L) of the profile tube foot ends (10ʹ) corresponds to the profile center distance (Ma) formed in the respective division plane (M).
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