AT394108B - SHEET BLOCK HEAT EXCHANGER - Google Patents

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AT394108B AT160590A AT160590A AT394108B AT 394108 B AT394108 B AT 394108B AT 160590 A AT160590 A AT 160590A AT 160590 A AT160590 A AT 160590A AT 394108 B AT394108 B AT 394108B
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    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
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    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
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Description

AT 394 108 BAT 394 108 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lamellenblock-Wärmetauscher mit an Wärmetauscherrohren mit ovalem Querschnitt befestigten Lamellen, die mit einem Durchbruch zur Aufnahme der Wärmetauscherrohre versehen sind, der zumindest bereichsweise mit einem ausgebördelten Rand versehen ist.The invention relates to a fin block heat exchanger with fins attached to heat exchanger tubes with an oval cross section, which are provided with an opening for receiving the heat exchanger tubes, which is at least partially provided with a flanged edge.

Bei den bekannten derartigen Lamellenblock-Wärmetauschern ergeben sich insbesondere bei sehr schmalen Wärmetauscherrohren Probleme bei der Herstellung der Ausbördelung der Ränder der Durchbrüche, die bei den bekannten Lamellenblock-Wärmetauschern genau dem Querschnitt der aufzunehmenden Wärmetauscherrohre entsprechen. Dies ist durch die sehr kleinen Krümmungsradien der Querschnitte der Wärmetauscheirohre bedingt, aufgrund derer es zu starken Materialumformungen bei der Ausbildung der Ausbördelung kommt. Durch diese Umformungen kommt es häufig auch zu einem Aufwellen oder Einreißen des Bördelrandes.In the known lamella block heat exchangers, particularly in the case of very narrow heat exchanger tubes, problems arise in the production of the flanging of the edges of the openings, which in the known lamella block heat exchangers correspond exactly to the cross section of the heat exchanger tubes to be accommodated. This is due to the very small radii of curvature of the cross sections of the heat exchange tubes, which result in severe material deformations when the flare is formed. These deformations often cause the flared edge to swell or tear.

Aus diesem Grunde wurden bei den bekannten Lamellenblock-Wärmetauschern der Bereich der kleinen Krümmungsradien der Durchbrüche frei von einer Bördelung gehalten. Dies hat allerdings zur Folge, daß am Lamellenblock trotz bündig anliegender Lamellen das Wärmetauscherrohr im Bereich des oberen und unteren Staupunktes stellenweise frei liegt. Dies ist aber im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit des Wärmetauscherrohres unter Kondensateinwirkung sehr nachteilig.For this reason, the area of the small radii of curvature of the openings in the known fin block heat exchangers was kept free from flanging. However, this has the consequence that the heat exchanger tube is exposed in places in the region of the upper and lower stagnation point in spite of the flush-fitting fins. However, this is very disadvantageous with regard to the corrosion resistance of the heat exchanger tube under the influence of condensate.

Aus der DE-OS 2 300 080 ist ein Lamellenwärmetauscher zur Abgabe von Wärme aus Heizungswasser an den Aufstellungsraum bekanntgeworden, wobei die Lamellen zum Teil eine geschlossene Kreisform, zum Teil, wenn sie außen liegen, eine unterbrochene Kreisform aufweisen, wobei im Bereich der Unterbrechung das Lamellenrohr mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die Lamellenrohre weisen Kreisquerschnitt auf, einen Kragen besitzt die Lamelle nicht.From DE-OS 2 300 080 a finned heat exchanger for emitting heat from heating water to the installation room has become known, the fins partly having a closed circular shape, partly when they are outside, an interrupted circular shape, the area in the area of the interruption Lamellar tube communicates with the atmosphere. The fins have a circular cross-section, the fins do not have a collar.

Weiterhin ist aus der DE-OS 3 432 073 ein Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge bekanntgeworden, der aus ovalen Lamellenrohren besteht, wobei die Lamellen allseits die Rohre umschließen. Die Rohre weisen im Bereich der geringen Krümmung des Ovals eine Einziehung auf, an der das Rohr nicht mit der Lamelle in Berührung steht. Die Lamelle besitzt keinen Kragen.Furthermore, from DE-OS 3 432 073 a heat exchanger for motor vehicles has become known, which consists of oval finned tubes, the fins enclosing the tubes on all sides. In the area of the slight curvature of the oval, the tubes have a recess where the tube is not in contact with the lamella. The slat has no collar.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Lamellenblock-Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich einfach hersteilen läßt und bei dem eine vollständige Abdeckung des Wärmetauscherrohres durch die Lamellen gegeben ist.The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a fin block heat exchanger of the type mentioned at the outset, which can be easily manufactured and in which the fins cover the heat exchanger tube completely.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Durchbruch in mindestens einem Bereich eines kleinen Krümmungsradius des Querschnittes des aufzunehmenden Wärmetauscherrohres von der Querschnittsform desselben abweicht und in diesen Bereichen einen größeren Radius aufweist als das Wärmetauscherrohr, sodaß sich im Bereich eines kleinen Krümmungsradius des Querschnittes des Wärmetauscherrohres zwischen diesem und den Rändern des Durchbruches mindestens ein Spalt ergibt und dieser entlang seines gesamten Umfanges von einem ausgebördelten Rand umgeben ist, der im Bereich des einem Brenner zugekehrten Abschnittes der Wärmetauscherrohre gegebenenfalls mit einer randoffenen Ausnehmung versehen ist.According to the invention, this is achieved in that the opening in at least one area of a small radius of curvature of the cross-section of the heat exchanger tube to be accommodated deviates from the cross-sectional shape thereof and has a larger radius in these areas than the heat exchanger tube, so that there is between a small radius of curvature of the cross-section of the heat exchanger tube this and the edges of the opening result in at least one gap and this is surrounded along its entire circumference by a flanged edge, which is optionally provided with an open-edge recess in the region of the section of the heat exchanger tubes facing a burner.

Durch diese Maßnahmen werden einerseits sehr starke Materialumformungen, wie sie sich bei der Ausformung von Bördelrändem im Bereich kleiner Radien der Ränder der Durchbrüche ergeben, vermieden und anderseits eine vollständige Abdeckung der Wärmetauscheirohre durch die Lamellen, bzw. deren ausgebördelte Ränder ihrer Durchbrüche sichergestelllThese measures, on the one hand, avoid very strong material deformations, such as those that result from the formation of flanged edges in the area of small radii of the edges of the openings, and, on the other hand, ensure that the heat exchange tubes are completely covered by the fins or their flanged edges of their openings

Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen ergibt sich auch der Vorteil, daß insbesondere im Bereich des oberen Rohrstaupunktes die Kondensatbildung vermindert wird.The measures provided according to the invention also have the advantage that the formation of condensate is reduced, in particular in the region of the upper pipe stagnation point.

So ist bekanntlich der obere Rohrstaupunkt bzw. der dem Brenner abgewandte Staupunkt des Wärmetauscherrohres die kälteste Stelle des Lamellenblockes, wobei an dieser Stelle die Kondensatbildung der Rauchgase beginnt Durch den in diesem Bereich vorgesehenen Spalt wobei die in diesem eingeschlossene Luft als Isolator wirkt, ergibt sich am ausgebördelten Rand der Lamellen eine höhere Temperatur als am Wärmetauscherrohr, wodurch das Kondensat-Risiko vermindert wird.As is known, the upper pipe stagnation point or the stagnation point of the heat exchanger pipe facing away from the burner is the coldest point of the fin block, at which point the condensate formation of the flue gases begins.This is due to the gap provided in this area, the air enclosed in this area acting as an insulator flanged edge of the fins a higher temperature than on the heat exchanger tube, which reduces the risk of condensation.

Weiters kann vorgesehen sein, daß die Durchbrüche im Bereich beider kleiner Krümmungsradien des Querschnittes des aufzunehmenden Wärmetauscherrohres vom Querschnitt des aufzunehmenden Wärmetauscherrohres abweichen.Furthermore, it can be provided that the openings in the region of both small radii of curvature of the cross section of the heat exchanger tube to be accommodated deviate from the cross section of the heat exchanger tube to be accommodated.

Dadurch können die mit solchen Lamellen aufgebauten Lamellenblock-Wärmetauscher in zwei Lagen eingebaut werden, wobei sich in jeder dieser Einbaulagen im Bereich des kältesten Punktes der Wärmetauscherrohre Isolationsspalte zwischen dem Wärmetauscherrohr und den ausgebördelten Rändern der Lamellen ergeben.As a result, the fin block heat exchangers constructed with such fins can be installed in two layers, with insulation gaps between the heat exchanger tube and the flanged edges of the fins being produced in each of these installation positions in the area of the coldest point of the heat exchanger tubes.

Weiters kann vorgesehen sein, daß das aufzunehmende Wärmetauscherrohr im Bereich des unteren und bzw. oder oberen Staupunktes des Wärmetauscherrohres an dem Rand bzw. der Bördelung des Durchbruches anliegt.Furthermore, it can be provided that the heat exchanger tube to be received rests in the region of the lower and / or upper stagnation point of the heat exchanger tube on the edge or the flange of the opening.

Auf diese Weise ergibt sich eine bessere Festlegung der gegenseitigen Lage der Lamellen und dem Wärme-tauscherrohr.This results in a better definition of the mutual position of the fins and the heat exchanger tube.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 und 2 Ausschnitte aus Querschnitten durch zwei verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Lamellenblock-Wärmetauscher und Fig. 3 und 4 die zugehörigen Seitenansichten.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. 1 and 2 show sections of cross sections through two different embodiments of lamella block heat exchangers according to the invention and FIGS. 3 and 4 show the associated side views.

Bei beiden Ausführungsformen weisen die Wärmetauscherrohre einen elliptischen Querschnitt mit stark unterschiedlichen Achsenlängen auf, sodaß sich sehr kleine Krümmungsradien ergeben.In both embodiments, the heat exchanger tubes have an elliptical cross section with greatly different axis lengths, so that very small radii of curvature result.

Die Lamellen (2) weisen Durchbrüche (3) auf, deren Kontur im wesentlichen dem Querschnitt des Wärmetauscherrohres (1) entspricht Diese Durchbrüche (3) sind entlang ihres gesamten Umfanges von einem ausgebördelten Rand (4) umgeben, der bereichsweise an dem Wärmetauscherrohr (1) anliegl -2-The fins (2) have openings (3), the contour of which essentially corresponds to the cross-section of the heat exchanger tube (1). These openings (3) are surrounded along their entire circumference by a flanged edge (4), which is partially attached to the heat exchanger tube (1 ) attached -2-

Claims (3)

AT394 108 B Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 weicht der Querschnitt des Durchbruches (3) im Bereich der beiden kleinen Krümmungsradien des Querschnittes des Wärmetauscherrohres (1) von diesem ab und weist in diesen beiden Bereichen einen wesentlich größeren Krümmungsradius als das Wärmetauscherrohr, bzw. dessen Querschnitt auf. Es ergeben sich daher in diesen Bereichen im wesentlichen halbmondförmige Spalte (5) zwischen dem Wärmetauscherrohr (1) und dem ausgebördelten Rand (4) des Durchbruches (3). Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 weicht der Durchbruch (3) nur in einem Bereich des kleinen Krümmungsradius des Querschnittes des Wärmetauscherrohres (1) von diesem ab und weist in diesem Bereich einen größeren Radius als der kleine Krümmungsradius des Querschnittes des Wärmetauscherrohres (1) auf. Dabei berühren jedoch das Wärmetauscherrohr (1) und der aufgebördelte Rand des Durchbruches (3) der Lamelle (2) im senkrecht zur längeren Achse des Querschnittes des Wärmetauscherrohres (1) verlaufenden Abschnitt einander, sodaß zwei Spalte (5') entstehen. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine sehr exakte Festlegung der gegenseitigen Lage der Lamellen (2) und der Wärmetauscherrohre (1). Ein weiterer Unterschied zwischen der in den Fig. 1 und 3 einerseits und den Fig. 2 und 4 anderseits dargestellten Ausführungsformen besteht auch darin, daß bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 3 die ausgebördelten Ränder (4) der Durchbrüche (3) der Lamellen (2) über den Umfang des Durchbruches eine konstante Breite aufweisen, wogegen bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 4 in dem einem Brenner zugekehrten Bereich der Wärmetauscherrohre (1) die ausgebördelten Ränder (4) der Lamellen (2) eine randoffene Ausnehmung (6) aufweisen, wobei jedoch der unmittelbar an den Durchbruch (3) anschließende Bereich der ausgebördelten Ränder (4) über den Umfang des Durchbruches (3) geschlossen bleibt. PATENTANSPRÜCHE 1. Lamellenblock-Wärmetauscher mit an Wärmetauscherrohren mit ovalem Querschnitt befestigten Lamellen, die mit einem Durchbruch zur Aufnahme der Wärmetauscherrohre versehen sind, der zumindest bereichsweise mit einem ausgebördelten Rand versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (3) in mindestens einem Bereich eines kleinen Krümmungsradius des Querschnittes des aufzunehmenden Wärmetauschenohres (1) von der Querschnittsform desselben abweicht und in diesen Bereichen einen größeren Radius aufweist als das Wärmetauscherrohr (1), sodaß sich im Bereich eines kleinen Krümmungsradius des Querschnittes des Wärmetauscherrohres (1) zwischen diesem und den Rändern des Durchbruches (3) mindestens ein Spalt (5,5') ergibt und dieser entlang seines gesamten Umfanges von einem ausgebördelten Rand (4) umgeben ist, der im Bereich des einem Brenner zugekehrten Abschnittes der Wärmetauscherrohre (1) gegebenenfalls mit einer randoffenen Ausnehmung (6) versehen ist.AT394 108 B In the embodiment according to FIG. 1, the cross section of the opening (3) in the area of the two small radii of curvature of the cross section of the heat exchanger tube (1) differs from this and in these two areas has a significantly larger radius of curvature than the heat exchanger tube or its cross section on. There are therefore essentially crescent-shaped gaps (5) between the heat exchanger tube (1) and the flanged edge (4) of the opening (3) in these areas. In the embodiment according to FIG. 2, the opening (3) only deviates from this in a region of the small radius of curvature of the cross section of the heat exchanger tube (1) and in this region has a larger radius than the small radius of curvature of the cross section of the heat exchanger tube (1) on. However, the heat exchanger tube (1) and the flanged edge of the opening (3) of the lamella (2) touch each other in the section running perpendicular to the longer axis of the cross section of the heat exchanger tube (1), so that two gaps (5 ') arise. In this embodiment, the mutual position of the fins (2) and the heat exchanger tubes (1) is determined very precisely. Another difference between the embodiments shown in FIGS. 1 and 3 on the one hand and FIGS. 2 and 4 on the other hand also consists in the fact that in the embodiment according to FIGS. 1 and 3 the flanged edges (4) of the openings (3) of the Fins (2) have a constant width over the circumference of the opening, whereas in the embodiment according to FIGS. 2 and 4, in the area of the heat exchanger tubes (1) facing a burner, the flanged edges (4) of the fins (2) have an open recess (6), but the area of the flanged edges (4) directly adjoining the opening (3) remains closed over the circumference of the opening (3). PATENT CLAIMS 1. Lamella block heat exchanger with fins attached to heat exchanger tubes with an oval cross-section, which are provided with an opening for receiving the heat exchanger tubes, which is at least partially provided with a flanged edge, characterized in that the opening (3) in at least one area of a Small radius of curvature of the cross section of the heat exchanger tube (1) to be deviated from the cross sectional shape of the same and has a larger radius in these areas than the heat exchanger tube (1), so that there is in the area of a small radius of curvature of the cross section of the heat exchanger tube (1) between this and the edges of the Breakthrough (3) results in at least one gap (5,5 ') and this is surrounded along its entire circumference by a flanged edge (4), which in the area of the section of the heat exchanger tubes (1) facing a burner, optionally with a recess (6 ) see n is. 2. Lamellenblock-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (3) im Bereich beider kleinen Krümmungsradien des Querschnittes des aufzunehmenden Wärmetauscherrohres (1) vom Querschnitt des aufzunehmenden Wärmetauscherrohres (1) abweichen.2. finned block heat exchanger according to claim 1, characterized in that the openings (3) in the region of both small radii of curvature of the cross section of the heat exchanger tube to be accommodated (1) deviate from the cross section of the heat exchanger tube (1) to be accommodated. 3. Lamellenblock-Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzunehmende Wärmetauscherrohr (1) im Bereich des unteren und bzw. oder oberen Staupunktes des Wärmetauscherrohres (1) an dem aufgebördelten Rand (4) des Durchbruches (3) anliegt. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-3. finned block heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger tube to be accommodated (1) in the region of the lower and / or upper stagnation point of the heat exchanger tube (1) abuts the flanged edge (4) of the opening (3). For this 1 sheet drawing -3-
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