DE2059593A1

DE2059593A1 - Waermetauscherblech und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2059593A1
Application number: DE19702059593
Authority: DE
Inventors: Andre Chartet
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1969-12-03
Filing date: 1970-12-03
Publication date: 1971-06-09
Also published as: ES386075A1; ES194743U; GB1326774A; US3695347A; FR2069902B1; FR2069902A1; ES194743Y; BE759255A; JPS503217B1

Description

Societe Anonyme des Uslnes Chausson Asnieres, Hauts de Seine, Prankreich

Wärmetauscherblech und Verfahren zu dessen Herstellung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein gewelltes Wärmetauscherblech für Wärmetauscher mit Rohren und Wärmetauscherblechen sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.

109824/1277

Man weiß, daß der größte Teil der abgegebenen Wärme eines derartigen Wärmetauschers mit Hilfe der Wärmetauscherbleche erfolgt. Dabei hat man bei der Herstellung derartiger Wärmetauscher bereits einen sehr hohen Perfektionsgrad erreicht, wobei jedoch Bestrebungen herrschen, an den Wärmetauscherblechen sswischen den einzelnen Rohren Vorsprünge auszubilden, durch welche den Wärmetauscher durchströmende Luft komplexen Turbulenzen ausgesetzt und dadurch die Wärmeabgabe verbessert wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die durch die Vorsprünge an den Wärmetauscherblechen erzeugten Turbulenzen zu starken Druckverlusten der durch den Wärmetauscher strömenden Luft führt. Dies hat jedoch zur Folge, daß das durchströmende Luftvolumen bzw. dessen Masse vermindert wird, was wiederum eine Verringerung der abgegebenen Wärmemenge ergibt.

Es ist demzufolge Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Wärme taus cherble ch zu schaffen, welches gegenüber den bisher bekannten Wärmetauscherblechen eine noch verbesserte Wärmeabgabe ermöglicht, wobei das Gewicht eines mit deratigen Wärmetauscherblechen versehenen Wärmetauschers sehr stark vermindert ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß an den Anliegestellen des Bandes gekrümmte Stege vorgesehen sind, welche abwechslungsweise in entgegengesetzter Richtung gekrümmt sind, wobei die einzelnen Krümmungen parallel zueinander verlaufen und die aufeinanderfolgenden Stege ineinander geschoben sind.

Vorliegende Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß die Wärmeabgabe eines gewellten Wärmetauscherbleches an den Kanten am größten ist und nach der Mitte hin

109824/1277 - 3 -

sehr stark abfällt. Demzufolge kann das Gewicht der Wärmetauscherbleche sehr stark vermindert werden, indem die Anzahl der vorhandenen Kanten sehr stark vergrößert wird, während die Größe der Kontaktfläche zwischen den Wärmetauscherblechen und Wandungen der Rohre erhalten bleibt.

Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung derartiger Wärmetauscherbleche ist dadurch gekennzeichnet, daß

a) in einem dünnen Band jeweils parallele Schnitte eingebracht werden, welche in Längsrichtung durch Verbindungsstege voneinander getrennt sind,

b) diese Stege in abwechselnder Weise gekrümmt werden, weil sich gekrümmte Stege entgegengesetzter Krümmung ergeben,

c) daß das Band im Bereich der Verbindungsstege zwischen den einzelnen Stegen gekrümmt wird, und

d) das derart gewonnene Band derart gebremst wird, daß aufeinanderfolgende Stege ineinander geschoben werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen in dem Polgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen 1st. Es zeigen:

Pig. I eine vordere Ansicht eines Wärmetauschers, welcher mit Wärmetauscherblechen gemäß der Erfindung versehen ist,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Wärmetauscherbleehe von Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Herstellungsweise der Wärmetauscherbleche von Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines bereits fertiggestellten WärmetauBcherblech.es,

Fig. 5 und 5a seitliche Schnittansichten des in Fig. 4 dargestellten Wärmetauscherbleches, wobei Fig. 5a

- 4 -109824/1277

eine abgewandelte Ausführungsform darstellt,

Fig. 6 eine Stirnansicht - teilweise im Schnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 5*

Fig. 7 eine leicht vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von Fig. 5 und

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Wärmetauscher mit zwei Wasserkästen 1, 2, welche mit Zu- und Abführleitungen 3 sowie einem Einführstutzen 4 versehen sind. Im Bereich dieser Wasserkästen 1, 2 sind Sammler 5* 6 vorgesehen, in welchen die Enden von Rohren 7 münden. Zwischen den einzelnen Rohren 7 sind Wärmetauscherbleche 8 angeordnet, durch welche sich sekundäre Wärmetauscherflächen zwischen dem durch die Rohre 7 fließenden Medium und der Luftströmung ergeben.

Gemäß Fig. 2 wird zur Herstellung von Wärmetauscherblechen 8 ein sehr feines metallisches Band 9 mit einer Dicke von einigen Hundertstel Millimeter - beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium - verwendet, in welchem Schlitze 10, 10a konstanter Länge vorgesehen sind. Die einzelnen Schlitze * 10, 10a sind durch Verbindungsstücke 11 voneinander getrennt, welche als Auflagefläche an den Wandungen der Rohre 7 dienen.

Gemäß Fig. J> v/erden die Schlitze 10, 10a mit Hilfe von Scheiben 12 hergestellt. Jedoch können ebenfalls Stanzwerkzeuge oder andere Werkzeuge verwendet werden. Nach Herstellung der Schlitze 10, 10a wird das Band 9 mit Hilfe eines zweiten Presswerkzeugs 13 verformt, welches jeweils auf jeden zweiten Steg wirkt, wobei sich gemäß Fig. 2 Ausbiegungen 1O₁, 1O₂ ergeben. Dadurch wird das Band 9 in Längsrichtung entsprechend den Schlitzen 10, 10a vorgewellt. Somit werden zwei aufeinanderfolgende Stege - beispielsweise 14 und 14a - derart

109824/1277 " ⁵ "

verformt, daß sich eine nach oben gerichtete konkave Verformung ergibt, während nach unten hin beispielsweise die Stege 15 und 15a entgegengesetzt verformt werden. Die Verbindungsstücke 11, werden dabei nicht verformt. Entlang des Bandes ergeben sich somit Stege mit einer ungefähren sinoidalen Form. Die Krümmung der Stege braucht nicht kontinuierlich zu sein, indem sie beispielsweise nur im mittleren Bereich verformt werden, wobei sich zwei in etwa geradlinige Bereiche auf beiden Seiten der Krümmung bzw. der Abbiegung ergeben.

Zusätzlich zu der Herstellung von diesen Welligkeiten erweist es sich als vorteilhaft, die Stege im rechten Winkel dazu zu verformen, indem sie beispielsweise eine Krümmung 16 erhalten. Derartige Krümmungen l6 können mit den scheibenförmigen Werkzeugen 12, IJ erzeugt werden, welche zur Herstellung der Welligkeit oder der Schlitze 10, 10a verwendet werden. Die Krümmungsrichtung der transversalen Krümmungen sind jeweils abwühslungsweise auf den einzelnen Stegen angeordnet. Im Hinblick auf Fig. 7 erkennt man beispielsweise, daß der Steg 14 im entgegengesetzten Sinne gekrümmt ist als der Steg 15. Diese Krümmung bewirkt, daß die seitlichen Kanten der aneinanderliegenden Stege leicht voneinander getrennt werden, so wie dies beispielsweise durch die Kanten a und b der Stege 14 und I5 dargestellt ist. Diese Krümmung bewirkt ferner, daß die Stege in einer Richtung sehr viel stärker verbogen werden können, als dies in Fig. 2 dargestellt ist, wobei gleichzeitig die Stege versteift werden. Schließlich werden die Turbulenzen des durch das Rohrbündel strömenden Mediums in Richtung des Pfeils F₁ von Fig. 7 erhöht. Für eine vorgegebene Flächengröße erhöht sich somit die abgegebene Wärmemenge.

Ein zusätzlicher Bearbeitungsvorgang besteht darin, das Band 9 mit einer Welligkeit zu versehen, so wie dies bei

109824/1277

der Herstellung von bekannten, welligen Wärmetauscherblechen der Fall ist. Zu diesem Zweck können ebenfalls rotierende, scheibenförmige Werkzeuge 16 verwendet werden. Durch diese Bearbeitung werden die die einzelnen Stege voneinander trennenden Verbindungsstücke 11 gewellt.

Sobald das gewählte Band 9 das Werkzeug 16 verläßt und die Stege 14, 15 in der Höhe der Verbindungsstücke 11 verformt worden sind, ergeben sich nach einwärts gewölbte Bäuche 17. Das somit hergestellte, gewellte Band 9 wird daraufhin in eine Führung 18 gebracht, wobei es beispielsweise an einer Platte 19 vorbeigeführt ist, welche den Vorschub in Richtung des Pfeiles F₂ verringert. Die Höhe der Platte 19 ist derart eingestellt, daß aufeinanderfolgende Krümmungen des Bandes 9 z.T. zusammengedrückt sind, während der Vorschub des Bandes 9 gebremst ist. Die Welligkeit der Stege wird dabei im Sinne der bereits vorhandenen Welligkeit erhöht, wobei die einzelnen Stege in die danebenliegenden Stege geschoben werden. Beispielsweise wird der Steg 15 von Fig. 2 zwischen die Stege 14a und l4b geschoben, wie dies in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt ist. Anhand von Fig. 4 erkennt man ferner, daß die entgegengesetzt gebogenen Stege 14 und l4a parallel zueinander verlaufen, während die Stege 15 und 15a ebenfalls im gleichen Sinne verformt sind. So wie dies anhand von Fig. 5 erkennbar ist, werden dabei die Verbindungsstücke 11 und 11, nach oben und unten geschoben.

Fig. 5a zeigt jenen Fall, in welchem die Stege anstelle einer kontinuierlichen Krümmung mit einem mittleren Bereich vorhandenen Knick versehen sind, wodurch sich zu beiden Seiten im wesentlichen geradlinige Stücke 21 und 22 ergeben.

Die Größe des Zusammenschiebens der Stege hängt von dem Abstand zwischen der Führung 18 und der Platte 19 von

109824/1277 " ^? "

Fig. j5 ab. Durch Verstellung dieses Abstandes ergibt sich die Möglichkeit, daß die einzelnen Stege mehr oder weniger stark zusammengeschoben werden. Wenn die der Platte 19 übertragene Reibung im wesentlichen in derselben Größenordnung liegt wie die der Führung 18, kann erreicht werden, daß das Verbindungsstück 11 um einen halben Abstand gegenüber dem Verbindungsstück 11, verschoben ist, d.h. genau in der Mitte der beiden Verbindungsstücke 11, und 11p liegt. Wenn man jedoch die Reibung der Platte 19 verschieden gegenüber der der Führung 18 macht, erhält man - so wie dies in Fig. 8 dargestellt ist - eine zusätzliche Deformation, welche je nach Wunsch eingestellt werden kann. Falls der Bedarf vorhanden ist, kann das Verbindungsstück 11 im wesentlichen gegenüber dem Verbindungsstück H₁ zum Fluchten gebracht werden, so daß die Verbindungsstücke an gegenüberlegenden Stellen der Rohre anliegen.

Die Länge der Stege kann entsprechend den herrschenden Bedingungen eingestellt werden. Beispielsweise kann sie progressiv vergrößert werden, und zwar in dem Sinn der Zirkulation der Luftströmung, wobei der Wärmetauschkoeffizient in Abhängigkeit der Erwärmung der Luft verändert wird.

- 8 -109824/1277

BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

Gewelltes Wärmetauscherblech für Wärmetauscher "mit Rohren und Wärmetauscherblechen, dadurch g e k e η η zeichnet, daß an den Anliegestellen des Bandes (9) gekrümmte Stege (14, 15) vorgesehen sind, welche abwechslungsweise in entgegengesetzter Richtung gekrümmt sind, wobei die einzelnen Krümmungen parallel zueinander verlaufen und die aufeinanderfolgenden Stege (14, 15) ineinander geschoben sind.

■2. Wärmetauscherblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (14, 15) mit einer Ouerkrümmung versehen sind, wobei diese P.u er krümmung nebeneinanderliegender Stege (14, 15) entgegengesetzt ist.

J5. Wärmetauscherblech nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die aufeinanderfolgenden Berührungsstellen an den Rohren (7) um etwa den halben Abstand zwischen zwei auf dem selben Rohr (7) anliegenden Berührungsstellen versetzt sind. (Fig. 5)

4. Wärmetauscherblech nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die aufeinanderfolgenden, an zwei Rohren (7) anliegenden Verbindungsstücke (11) fluchtend zueinander angeordnet sind. (Fig. 8)

5· Wärmetauscherblech nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stege (14, 15) einen Ouerknick aufweisen, auf dessen beiden Seiten etwa geradlinige Stegstücke vorhanden sind. (Fig. 5a)

- 9 109824/1277

6. Wärmetauscherblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz e i chne t , daß die Stege (14, 15) eine verschiedene Breite aufweisen.

7. Verfahren zur Herstellung der Wärmetauseherbleche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

a) daß in einem dünnen Band jeweils parallele Schnitte eingebracht werden, welche in Längsrichtung durch Verbindungsstege voneinander getrennt sind,

b) daß diese Stege in abwechselnder Weise gekrümmt werden, weil sich gekrümmte Stege entgegengesetzter Krümmung ergeben,

c) daß das Band im Bereich der Verbindungsstege zwischen den einzelnen Stegen gekrümmt wird, und

d) daß das derart gewonnene Band derart gebremst wird, daß

aufeinanderfolgende Stege ineinander geschoben werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stege zusätzlich in Querrichtung gekrümmt werden, durch die Ränder der Stege voneinander getrennt werden, was eine Erleichterung beim Zusammenschieben der Stege ergibt.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche ¹J oder 8, dadurch gekennze lehne t , daß das gewellte Band auf einer Seite stärker gebremst wird, wodurch die sich ergebenden Verbiegungen geneigt werden, und die aufeinanderfolgenden Verbindungsstege mehr oder weniger in Abhängigkeit der Differenz der Bremsung verschoben werden.

1 0 ⁽J ίί 'M / 1 ? 7 7

Leerseite