SE458393B

SE458393B - HEAT EXCHANGE, CONSISTING OF A RULE POINT WELDED AT A PANEL WITH JALUSIFIED PARTS, AND SUCH BEFORE ITS MANUFACTURING

Info

Publication number: SE458393B
Application number: SE8300825A
Authority: SE
Inventors: A G Cooper; W Selley; D C Harvey
Original assignee: Fulton Ti Ltd
Priority date: 1982-02-16
Filing date: 1983-02-15
Publication date: 1989-03-20
Also published as: DK159217C; DK65183A; FR2521710B3; IT8347719A0; DK159217B; DE3305123C2; ES280891U; DE3305123A1; NO830513L; FR2521710A1; NO154935B; SE8300825D0; DK65183D0; SE8300825L; NO154935C; ES280891Y; IT1197575B

Description

458 3-95 10 15 20 25 30 35 En och samma konstruktion av värmeavgivande eller -samlande panel kan följaktligen användas med ett stort intervall av diametrar för rörelementen. Alternativt kan den yta på rör- elementet, som ingriper med panelen, vara utbildad med vågor, så att, lagt pâ en plan yta på panelen, punktkontakt kommer att erhållas mellan rörelementet och panelen på från varandra skilda ställen utefter rörelementets längd. Accordingly, one and the same construction of heat dissipating or collecting panel can be used with a wide range of diameters for the tubular elements. Alternatively, the surface of the pipe element which engages the panel may be formed with waves, so that, laid on a flat surface of the panel, point contact will be obtained between the pipe element and the panel at different places along the length of the pipe element.

Där utskjutande partier är utbildade på panelen, kan dessa lämpligen bildas genom att prägla plåtmaterialet under använd- ning av pressnings- eller valsningsmetoder.Where protruding portions are formed on the panel, these can suitably be formed by embossing the sheet material using pressing or rolling methods.

På samma sätt kan vågorna i rörelementets yta göras genom en p ressoperation, ef- ter det att rörelementet manipulerats till önskad form.In the same way, the waves in the surface of the tube element can be made by a pressure operation, after the tube element has been manipulated to the desired shape.

Panelen kan ha formen av ett plâtmaterial bortsett från de utskjutande partierna, rörelementet, där dessa brukas. , som är obehandlat vilka anligger mot Emellertid föredrages att pa- nelen är perforerad och särskilt jalusiformad för att förbättra konvektionsflödet över dess yta. Dessa perforeringar kan upp- skäras medelst varje lämplig metod, under förutsättning att den ej medför någon väsentlig minskning av tjockleken hos plâtmate- rialet runt uppskärningens periferi. Exempelvis kan en jalusi- aktig panel bildas med användning av ett slags klippteknik, där ett materialblad pressas mellan ett par stämplar i en press.The panel may be in the form of a sheet material apart from the projecting portions, the tubular member, where these are used. , which are untreated which abut against However, it is preferred that the panel be perforated and particularly blind-shaped to improve the convection flow over its surface. These perforations can be cut by any suitable method, provided that it does not cause any significant reduction in the thickness of the sheet material around the periphery of the cut. For example, a shutter-like panel can be formed using a kind of cutting technique, where a sheet of material is pressed between a pair of punches in a press.

Där utskott föreligger på panelen för att anligga mot rörele- mentet kan dessa formas samtidigt med perforeringarna eller den jalusiaktiga formen. ' I enlighet med en ytterligare aspekt av föreliggande uppfinning omfattar ett sätt att tillverka en värmeväxlare att en värme- samlande eller wmﬁtuyæmde panel gjord av plåtmaterial med i huvudsak likformig tjocklek och ett rörelement hoplägges, så att det föreligger punktkontakt mellan panelen och rörelementet på från varandra skilda ställen utefter rörelementets längd, att panelen och rörelementet fastklämmes mellan ett par elektroder och en ström pâlägges mellan elektroderna för att svetsa rör- elementet till panelen vid de ömsesidiga kontaktpunkterna. 10 15 20 25 30 35 3 458 393 I enlighet med ett föredraget utföringsexempel kan elektroderna ha formen av i längdriktningen sträckta stänger, som kan på- klämmas utefter en längd av rörelementet, så att rörelementet kan svetsas vid panelen vid alla dess kontaktpunkter med panelen utefter denna längd, i en enda operation. Efter pâsvetsningen av en längd av rörelementet mot panelen flyttas elektroderna sedan till intilliggande längd, och så vidare, tills rörelemen- tet blivit fastsvetsat vid panelen vid alla dess kontaktpunkter med panelen, utefter rörelementets längd. Alternativt kan elek- troderna ha formen av valsar, så att rörelementet och panelen kan bringas att passera mellan dem och svetsas ihop progressivt,- vartefter som kontaktpunkterna mellan rörelementet och panelen passerar mellan elektroderna.Where projections are present on the panel to abut against the tubular element, these can be formed at the same time as the perforations or the shutter-like shape. In accordance with a further aspect of the present invention, a method of manufacturing a heat exchanger comprises assembling a heat-collecting or heat-treated panel made of sheet material of substantially uniform thickness and a tubular member so that there is point contact between the panel and the tubular member. in different places along the length of the tube element, that the panel and the tube element are clamped between a pair of electrodes and a current is applied between the electrodes to weld the tube element to the panel at the mutual contact points. According to a preferred embodiment, the electrodes may be in the form of longitudinally extending rods which can be clamped along a length of the tubular member so that the tubular member can be welded to the panel at all its contact points with the panel along the length. this length, in a single operation. After welding a length of the tube element to the panel, the electrodes are then moved to the adjacent length, and so on, until the tube element has been welded to the panel at all its points of contact with the panel, along the length of the tube element. Alternatively, the electrodes may be in the form of rollers, so that the tube element and the panel can be passed between them and welded together progressively, as the contact points between the tube element and the panel pass between the electrodes.

Ett icke-begränsande utföringsexempel av uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till de medföljande ritningarna.A non-limiting embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

Pig. 1 visar en planvy av en del av kondensorn till en kylanord- ning, utförd i enlighet med föreliggande uppfinning. Fig. 2 visar en tvärsnittsvy i förstorad skala, utefter linjen x-x i fig. 1. Fig. 3 visar en tvärsnittsvy i förstorad skala utefter linjen y-y i fig. 1. Fig. 4 visar en planvy (i förstorad skala) av en modifierad form av en värmeemitterande panel, som kan an- vändas vid det i fig. 1 visade utföringsexemplet. Fig. 5 och 6 visar alternativa arrangemang av utskjutande partier som kan an- vändas i enlighet med föreliggande uppfinning. Fig. 7 visar ett alternativt sätt att fästa rörelementet vid panelen.Pig. 1 shows a plan view of a part of the condenser of a cooling device, made in accordance with the present invention. Fig. 2 shows a cross-sectional view on an enlarged scale, along the line xx in Fig. 1. Fig. 3 shows a cross-sectional view on an enlarged scale along the line yy in Fig. 1. Fig. 4 shows a plan view (on an enlarged scale) of a modified form of a heat emitting panel, which can be used in the exemplary embodiment shown in Fig. 1. Figures 5 and 6 show alternative arrangements of protruding portions which can be used in accordance with the present invention. Fig. 7 shows an alternative way of attaching the pipe element to the panel.

Som visas i fig. 1 - 3, omfattar en kondensor för en kylanläggning ett serpentinrör 10, som har ett flertal väsentligen parallella, raka sträckor 11, sammanbundna av krökta sektioner 12. En värme- emitterande panel 13 är anordnad med ett flertal rader av tätt vid varandra anordnade utskjutande partier 14, vilka rader till sitt läge motsvarar de raka partierna 11 av serpentinröret TO, så att de raka partierna 11 av röret 10 kan anordnas så att de ingriper med de utskjutande partierna 14, och ge punktkontakt mellan röret 10 och panelen 13 på från varandra skilda ställen, för att ge termisk kontakt mellan dem. spalter av jalusiformade partier 15 är anordnade mellan varje par av parallella längder 458 393 i 10 15 20 25 30 35 11 av serpentinröret 10, för att förbättra konvektionsströmmarna över panelen 13 och därmed utdragandet av värme frân ett kyl- medel , som flyter genom serpentinröret 10.As shown in Figs. 1-3, a condenser for a cooling system comprises a serpentine tube 10, which has a plurality of substantially parallel, straight sections 11, connected by curved sections 12. A heat emitting panel 13 is provided with a plurality of rows of tight projecting portions 14 at each other, which rows in their position correspond to the straight portions 11 of the serpentine tube TO, so that the straight portions 11 of the tube 10 can be arranged so as to engage with the projecting portions 14, and provide point contact between the tube 10 and the panel 13 in different places, to provide thermal contact between them. columns of shutter-shaped portions 15 are arranged between each pair of parallel lengths 458 393 in 10 of the serpentine tube 10, to improve the convection currents over the panel 13 and thereby the extraction of heat from a coolant flowing through the serpentine tube 10. .

För att tillverka kondensorer av det ovan beskrivna slaget bildas panelen 13 först ur metallplât, varvid raderna av utskott 14 och spalterna av jalusiform 15 bildas genom stansning av plåten mel- lan ett par stämplar, monterade på motsatta partier i en press.To manufacture capacitors of the type described above, the panel 13 is first formed from sheet metal, the rows of projections 14 and the slots of louver 15 being formed by punching the sheet between a pair of pistons, mounted on opposite portions in a press.

Därmed kan plâtmaterialet indexeras mellan stämplarna för att bilda en fullständig panel eller en kontinuerlig längd av formad plåt, ur vilken paneler av önskad längd kan utskäras. röret 10 hopsättes sedan med panelen 13 de utskjutande partierna 14, och en län Serpentin- , så att det ingriper med gd 11 av röret 10 klämmes mot en motsvarande rad av utskjutande partier 14 på panelen 13, mellan ett par längdvis sträckta elektroder, vilka täcker hela längden av det raka partiet 11.Thus, the sheet material can be indexed between the punches to form a complete panel or a continuous length of shaped sheet, from which panels of the desired length can be cut out. the tube 10 is then assembled with the panel 13 the protruding portions 14, and a county Serpentine-, so that it engages with gd 11 of the tube 10 is clamped against a corresponding row of protruding portions 14 on the panel 13, between a pair of longitudinally elongated electrodes, which cover the entire length of the straight section 11.

En ström bringas sedan att passe- ra mellan elektroderna, så att rörets raka parti 11 fastsvetsas mot panelen 13, där det gör kontakt med de uts 14. Kondensorn stegas sedan fram genom svetsma raksträcka kjutande partierna skinen tills nästa 11 på röret 10 klämmes mellan elektroderna, raksträcka 11 svetsas sedan vid panelen 13 denna , och processen fort- sätter, tills alla raksträckorna 11 blivit svetsade vid panelen 13. Alternativt kan svetsmaskinen vara försedd med ett flertal elektrodpar, där varje par svarar till sitt läge till en rak- sträcka 11 av serpentinröret 10 och täcker hela längden av rak- sträckan 11, så att alla raksträckorna 11 kan fastsvetsas i en enda operation. Med längre kondensorer kan paren av elektroder endast ha tillräcklig längd för att täcka en del av varje av raksträckorna 11 i rörelementet 10, och kondensorn kan då grad- vis stegas fram genom svetsmaskinen, så att successiva längder av varje rakt parti 11 svetsas vid panelen 13. Vid ett ytter- ligare alternativ kan svetsmaskinen vara försedd med elektroder i form av valsar, så att varje parti 11 av röret och intillig- gande sektion av panelen 13 kan klämmas mellan ett par valsar och sedan matas genom valsarna, så att varje kontaktpunkt mellan röret 10 och panelen 13 i tur och ordning passerar mellan val- sarna, varvid en svetsfog bildas mellan dem. 10 15 20 25 30 35 458 393 När utskotten 14 på panelen 13 blir fonmﬁe, kommer material att förflyttas och totallängden av plåten utefter raden av utskju- tande partier 14 blir förminskad. Pâ grund av denna kortning i längden, jämfört med kanterna på plåten, vilka förblir plana, tenderar panelen 13 att deformeras.A current is then passed between the electrodes, so that the straight portion 11 of the tube is welded to the panel 13, where it makes contact with the outlets 14. The condenser is then stepped forward by welding straight projecting portions of the skin until the next 11 on the tube 10 is clamped between the electrodes. , straight line 11 is then welded at panel 13 thereof, and the process continues until all straight lines 11 have been welded at panel 13. Alternatively, the welding machine may be provided with a plurality of electrode pairs, each pair corresponding in its position to a straight line 11 of the serpentine tube 10 and covers the entire length of the straight line 11, so that all the straight lines 11 can be welded in a single operation. With longer capacitors, the pairs of electrodes can only be of sufficient length to cover a part of each of the straight sections 11 in the tube element 10, and the capacitor can then gradually step through the welding machine, so that successive lengths of each straight portion 11 are welded to the panel 13. In a further alternative, the welding machine may be provided with electrodes in the form of rollers, so that each portion 11 of the tube and adjacent section of the panel 13 can be clamped between a pair of rollers and then fed through the rollers, so that each point of contact between the tube 10 and the panel 13 in turn pass between the rollers, whereby a weld joint is formed between them. 10 15 20 25 30 35 458 393 When the projections 14 on the panel 13 become molded, material will move and the total length of the sheet along the row of projecting portions 14 will be reduced. Due to this shortening in length, compared to the edges of the plate, which remain flat, the panel 13 tends to deform.

Detta deformationsproblem kan bemästras eller kraftigt minskas genom att anordna slitsar eller öppningar 20 på regelbundna intervall utefter varje rad av utskjutande partier 14, så som visas i fig. 4. Dessa slitsar eller öppningar 20 kommer att öppna sig och kompensera för minskningen i längd på grund av bildningen av de utskjutande partierna 14.This deformation problem can be mastered or greatly reduced by arranging slits or openings 20 at regular intervals along each row of projecting portions 14, as shown in Fig. 4. These slits or openings 20 will open and compensate for the reduction in length due to of the formation of the protruding portions 14.

Alternativt eller i tillägg till användningen av slitsar eller öppningar 20 kan orienteringen och/eller formen av de utskju- tande partierna vara så utförd, att man får ett mera balanserat arrangemang, som ger minskad distorsion hos panelen. Exempelvis kan de utskjutande partierna 21 arrangeras i rader utefter banan för rörelementet, så att varje utskjutande parti 21 är lutande i förhållande till radens axel, så som visas i fig. arrangemang av utskott 21 kan alternerande rader av utskjutande partier 21 vara lutande i motsatta riktningar. Alternativt kan V-formade utskjutande partier 22 anordnas i tvärriktningen i förhållande till rörelementets väg, varvid spetsarna av succes- siva utskjutande partier är riktade åt motsatta håll av banan för rörelementet, så som visas i fig. 6.Alternatively or in addition to the use of slits or openings 20, the orientation and / or the shape of the protruding portions can be designed in such a way that a more balanced arrangement is obtained, which gives reduced distortion of the panel. For example, the projecting portions 21 may be arranged in rows along the path of the tubular member, so that each projecting portion 21 is inclined with respect to the axis of the row, as shown in Fig. Arrangement of projections 21, alternating rows of projecting portions 21 may be inclined in opposite directions . Alternatively, V-shaped projecting portions 22 may be arranged in the transverse direction relative to the path of the pipe element, the tips of successive projecting portions being directed in opposite directions of the path of the pipe element, as shown in Fig. 6.

Panelerna 13 med form beskriven enligt ovan kan göras var för sig. Emellertid är det bekvämt att tillverka dylika paneler ur en rulle av plâtmaterial och uppskära panelerna till önskad längd ur den formade plåten. För att undvika bildning av skarpa kanter, då plåten skäres, är det nödvändigt att tillförsäkra att snittet göres mellan successiva jalusielement, i plåtens tvär- riktning. Detta är utomordentligt svårt att uppnå på mekaniserad basis och är nästan omöjligt då plåten utsättes för den minsta distorsion. För att bemästra denna svårighet kan på regelbundna intervall utefter varje spalt av jalusiorgan 15 ett blankt ut- rymme 23 lämnas mellan intilliggande jalusiorgan 15, så att man 5. Med detta_ 458 393 10 15 20 25 30 35 får en flat remsa, som sträcker sig tvärs över plâtens fulla bredd. Plåten kan då skäras över en av dessa re msor utan svå- righet, så att man får en panel 13 av erforderlig längd.The panels 13 with shape described as above can be made separately. However, it is convenient to manufacture such panels from a roll of sheet material and cut the panels to the desired length from the formed sheet. To avoid the formation of sharp edges when cutting the plate, it is necessary to ensure that the cut is made between successive louver elements, in the transverse direction of the plate. This is extremely difficult to achieve on a mechanized basis and is almost impossible as the sheet is subjected to the slightest distortion. In order to overcome this difficulty, at regular intervals along each column of the louver 15 a blank space 23 can be left between the adjacent louver 15, so that a flat strip is obtained, which extends therewith. 458 393 10 15 20 25 30 35 across the full width of the plate. The plate can then be cut over one of these strips without difficulty, so that a panel 13 of the required length is obtained.

Problemet med panelens 13 distorsion på grund av bildningen av rader av utskjutande partier 14 kan undvikas genom att anordna en vâgig yta 30 på rörelementet 10 visas i fig. 13 , så som 7. Rörelementet 10 kan då sättas ihop med panelen , så att den vågformiga ytan 30 ingriper med flata partier av panelen 13, så att man får punktkontakt däremellan, på från varandra skilda st ällen utefter rörelementets 10 längd. Rör- elementet 10 kan då svetsas vid panelen 13 vid de inbördes kon- taktställena, genom någon av de ovan beskrivna metoderna.The problem of distortion of the panel 13 due to the formation of rows of protruding portions 14 can be avoided by arranging a corrugated surface 30 on the tube element 10 is shown in Fig. 13, such as 7. The tube element 10 can then be assembled with the panel, so that the wavy the surface 30 engages with flat portions of the panel 13, so that point contact is obtained therebetween, in different places along the length of the pipe element 10. The pipe element 10 can then be welded to the panel 13 at the mutual contact points, by one of the methods described above.

Endast den yta 30 av rörelementet 10, som skall ingripa med behöver vara vågformad. Dessa vågformer kan lämp- ligen bildas genom pressning av rörelementet mellan dynan på en press och en lämplig stämpel, parti, panelen 13, monterad på pressens motsatta efter det att rörelementet 10 manipulerats till önskad konfiguration. De kriterier som styr djupet och våglängden för vâgformerna på ytan 30 i rörelementet 10 är samma som styr mot- svarande dimensioner för de utskjutande partier som bildas på panelen 13 i de utföringsexempel som beskrivits ovan. Emeller- tid mâste dessutom omsorg nedläggas på att tillförsäk vâgformerna ej på något väsentligt sätt minskar flöde meväxlarfluid, genom rörelementen. ra att t av vär- Olika modifikationer är möjliga utan att frångâ uppfinningen, och som exempel kan nämnas att ehuru i de ovannämnda utförings- exemplena beskrivits användning av ett serpentinrör 10, rörets form kan varieras på önskat sätt och/eller flera rörlängder kan fästas vid den värmeuppsamlande eller -emitterande panelen.Only the surface 30 of the tubular member 10 to engage needs to be corrugated. These waveforms can be conveniently formed by pressing the tubular member between the pad on a press and a suitable stamp, portion, panel 13, mounted on the opposite of the press after the tubular member 10 has been manipulated to the desired configuration. The criteria governing the depth and wavelength of the waveforms on the surface 30 of the tubular member 10 are the same as governing the corresponding dimensions of the protruding portions formed on the panel 13 in the embodiments described above. However, care must also be taken to ensure that the waveforms do not in any significant way reduce the flow of exchanger fluid through the tubular elements. Various modifications are possible without departing from the invention, and as an example it may be mentioned that although in the above-mentioned embodiments the use of a serpentine tube 10 is described, the shape of the tube may be varied as desired and / or several tube lengths may be attached to the heat collecting or emitting panel.

Ehuru vidare rörelementet, som beskrivits ovan, är gjort av van- liga rör, kan rör av varje tvärsnitt användas, och det är fördel- aktigt att använda rör med ringformade eller längsgående inbukt- ningar eller korrugeringar, för att uppnå större yta. vändningen av en jalusiaktig panel beskrivits, av paneler, Ehuru an- kan andra former exempelvis perforerade eller obehandlade, användas.Furthermore, although the pipe element described above is made of ordinary pipes, pipes of any cross-section can be used, and it is advantageous to use pipes with annular or longitudinal indentations or corrugations, in order to achieve a larger surface area. the use of a shutter-like panel has been described, of panels, although other shapes, for example perforated or untreated, may be used.

Claims

10 15 20 25 30 35 458 393 Patent claims

Heat exchanger with a tubular element (10) forming a closed channel, through which a heat exchanger fluid is conductive, and a heat collecting or emitting panel (13) of sheet material of substantially uniform thickness, characterized in that a plurality of rows of projecting portions (14) are arranged in the panel (13), and rows of blind-shaped portions are arranged between pairs of adjacent rows of projecting portions (14), the tubular element (10) being laid against the projecting portions (14) so that point contact is present between the panel (13) and the pipe element (10) at places at mutual distances along the pipe element (10) and the pipe element is welded to the panel (13) at these places.

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the rows of projecting portions (14) comprise a series of closely arranged, narrow projections, which are elongate and extend transversely resp. rads axel.

Heat exchanger according to claim 1 or 2. characterized in that slots (20) are arranged in the panel (13). which slots (20) are located between successive projecting portions (14) at spacing intervals along the series of projecting portions (14).

Heat exchanger according to claim 2 or 3, characterized in that the projecting portions (14) are arranged so that their longitudinal axes are inclined towards resp. row axis, whereby the deformation of the panel (13) is minimized (Fig. 5).

5. Procedure to manufacture a heat exchanger. comprising a tubular member forming a closed channel through which a heat exchanger fluid is conductive, and a heat collecting or emitting panel made of sheet material of substantially uniform thickness, characterized in that a plurality of rows of projecting portions ( 14) is formed in the panel (13) and rows of '458 393 10 15 20 8 blind-shaped portions (15) are formed toothed portions (14), so that it is present between the rows of extensions that the tube element (10) is laid on the panel. point contact at the protruding parties

6. A method according to claim 5. the panel (13) at all the contact points along this length.

7. A method according to claim 5, characterized in that the electrodes have the shape of rollers. wherein the pipe element (10) and the panel (13) after assembly are driven between being squeezed and welded together at the mutual contact points. the rollers, so '