DE2413766A1 - Waermeaustauscher, insbesondere fuer einen konvektor - Google Patents

Waermeaustauscher, insbesondere fuer einen konvektor

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DE2413766A1 DE19742413766 DE2413766A DE2413766A1 DE 2413766 A1 DE2413766 A1 DE 2413766A1 DE 19742413766 DE19742413766 DE 19742413766 DE 2413766 A DE2413766 A DE 2413766A DE 2413766 A1 DE2413766 A1 DE 2413766A1
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Description

Patentanwälte «,-ι. λ
Dlpl.-lng. E. Eder y Auwaltsakte; 8648
Dipl.-Ing. K. SchieschW
βΙΗαΦβη 13, Ellsabetiwtrea· 34
SOGIETE INDUSa)RIEILE ET FINANCIERE IE PROFIL
121, Bureaux de la Colline, 92 213 SAINT-CiLCKJD
Frankreich
"WÄRMEAUSTAUSCHER, INSBESONDERE FÜR EIiIEN EONVEKTOR "
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher mit mindestens einem ein Umlaufmedium führenden Rohr,, auf welchem Rippen mit einem rechteckigen Flachkörper über eine darin durch ein zylindrisches Halsstück begrenzte, mittige Öffnung aufgebracht sind, wobei der Bachkörper der Rippe außerdem auf beiden vertikalen Seiten abgeknickte Randleisten aufweist, welche mit den Randleisten benachbarter Rippen zusammenwirken.
Derartige Austauscher werden in erster Linie bei Konvektoren für Heimheizzwecke verwendet; sie sitzen in einer Blechverkleidung nach Art eines Kamins, wodurch-die Geschwindigkeit der am Fuß der Verkleidung zugeführten Luft, die das z.B. Damp oder Heißwasser führende Rohr und die darauf aufgebrachten Rippen bestreicht, beschleunigt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, "bekannte Rippen zu verbessern, um deren Montage zu vereinfachen und somit eine weitgehende Automatisierung im Herstellungsverfahren eines Wärmeaustauschers zu erreichen "bei guter mechanischer Festigkeit der Rippenpakete, so daß keinerlei Beschädigung der Rippen "beim Anbringen des Austauschers in den Räumen eines in Bau befindlichen Gebäudes vor der Verkleidung dar Eonvektoren auftreten kann, die erst im Endabschnitt des Innenausbaus erfolgt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung für einen Austauscher Rippen vor, bei welchen die Randleisten der Flachkörper mindestens eine teilweise divergierende Form besitzen und aus jeder der Randleisten mindestens eine Zunge als Auflager für die Kante der Randleiste der nächtigenden Rippe ausgeschert und in eine zum Flachkörper im wesentlichen parallele Ebene umgebogen ist.
Diese weggescherte Zunge kann zwischen benachbarten, zu Paketen zusammengefaßten Rippen einen relativen, vorbestimmten Abstand schaffen, wobei die Divergenz vorteilhafterweise eine weitgehend automatisierte Produktion gestattet, da die von einer Maschine im schnellen Tempo hergestellten Rippen auf einem vertikal angeordneten Rohr für das Umlauf medium zentriert geführt, vertikal nach unten abgeworfen werden können. Die divergierende Form der vorangegangenen Rippe ermöglicht dabei die Führung der nachf olgaden Rippe. Außerdem ist auch eine seitliche Halterung der Rppen gegeben, da nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auf den beiden Randleisten jeder Rippe mindestens eine weggescherte und in eine zur Kante der Randleiste konvergierende Richtung umgebogene Lasche zur seitlichen Halterung der Randleisten nachfolgender Rippen ausgebildet ist. Somit ist es möglich, auf der Ausgabeseite der Maschine ein um ein Medium führendes Rohr gruppiertes Rippenpaket zu erhalten»
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Eine derartige Maschine kann außerdem auch zur Ausgabe (je zweier Rippen ausgestattet sein und damit die Herstellung eines Austauschers mit doppeltem Rippenpaket gestatten. Der Zusammenbau des Austauschers erfolgt über Stifte, die sich entlang der Kanten des sich durch das Paket bzw. die Rippenpakete ergebenden Parallelepipeds erstrecken und sich in die an den Ecken der Rippen vorgesehenen Einbuchtungen einlagern, wobei diese Stifte an ihren jeweiligen freien Enden mit zwei gleichzeitig zur Befestigung der Anschlußelemente für das in dem Rohr bzw. den Rohren geführte Umlauf medium dienenden Flanschen verbunden sind. Diese Anschlußelemente bestehen bei einem doppelten Rippenpaket mit hintereinandergeschalteter Zirkulation aus zwei sich durch die Plansche erstreckenden und am Ende der beiden Rohre befestigten Anschlußstutzen und aus einem Sammelkanal·, welcher die entgegengesetzten Enden der Rohre miteinander verbindet.
ITm einen guten Wärmeaustausch zwischen dem Halsstück der Rippen und dem sie durchquerenden Rohr zu gewährleisten, wird das Rohr gemäß einem an sich bekannten Verfahren einer radialen Expansion unterworfen, z.B. durch hydraulische oder mechanische Aufweitung, durch welche das Rohr plastisch verformt und im Preßsitz gegen die Halsstücke angedrückt wird.
Jeder Rippenflachkörper kann, wie an sich bekannt, mit einer Reihe von kegelkeilförmigen Auslappungen ausgebildet sein, welche den Weg der den Wärmeaustauscher vertikal durchströmenden Luft verlängern und den Wirkungsgrad verbessern. Gemäß einem erfindungsgemäßen Merkmal besitzen diese Auslappungen eine vertikal ausgerichtete öffnung, wobei die Anzahl der Auslappungen mit nach oben weisender öffnung der Anzahl der Auslappungen mit nach unten weisender Öffnung entspricht, so daß die Rippen umgekehrt montierbar sind, d.h. sie müssen nicht in einer bestimmten Richtung montiert werden, und der Monteur kann sie also nicht in Jalscher Ausrichtung zusammenbauen.
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Aa den jeweiligen freien Rand"bereichen des Rippenflachkarpers sind vorteilhafterweise eine oder mehrere vertikal ausgerichtete, zylindrische Erhebungen ausgebildet, welche die freien Kanten der Rippe vorteilhaft verstärken und zur Verbesserung des Wirkungsgrades durch Erzeugung eines Druckabfalls für die zirkulierende Luft beitragen sowie zur Verbesserung der Rippe durch Erzeugung einer Querspannung in den beiden freien Kanten. Außerdem sind solche Erhebungen in der Maschine auf einer fortlaufenden Blechlage herstellbar, aus welcher dann die Rippen geformt und abgetrennt werden, wobei die Abtrennung auf halber Länge der in der Blechlage ausgebildeten Erhebungen und damit in einem eine gute Steifigkeit besitzenden Bereich erfolgt.
Vorzugsweise bestehen die Rippen aus Aluminium, d.h. aus einem Metall mit toher Wärmeleitfähigkeit, welches sich gttfc zur Schneid- und Verformbearbeitung eignet. Die verhältnis-· mäßig schwache mechanische Festigkeit von Aluminium wird durch die vorstehend erwähnten, an den Endflanschen ."befestigten Verbindungsstifte ausgeglichen, welche dem zusammengebauten Austauscher Steifigkeit verleihen.
Bei bekannten Wärmeaustauschern mit zwei oder mehr Umlaufrohren ist jede Rippe mit allen Rohren verbunden und weist zu diesem Zweck mehrere öffnungen bzw. Bohrungen für den Durchtritt der Rohre auf. Diese Anordnung bringt den Nachteil mit sich, daß bei Reihenmontage eine Wärmebrücke zwischen den Rohren entsteht ., in welchen das zirkulierende Medium unterschiedliche !Temperatur aufweist. Beim erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher wird auf jedes Rohr ein. ge· sondfiütes Rippenpaket aufebracht, so daß keine Wärmebrücke entstehen kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Rippe für einen Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung;
Pig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Vormontage von drei Hippen gemäß der Erfindung;
Pig. 3 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab durch zwei ineinandergreifende Rippen; .
Pig. 4- einen Längsschnitt durch einen Wärmeaustauscher mit zwei Rippenpaketen;
Pig.:5 eine entsprechende Draufsicht;
Pig. 6· einen Vertikal schnitt mit weggebrochenen Teilen durch einen mit einem Austauscher nach Pig. 4- und 5 ausgestatteten Eonvektor.
Die in Pig. 1 gezeigte Rippe für einen Wärmeaustauscher wird vorzugsweise aus Aluminium, z.B. durch Kaltverformung, Stanzen und Abtrennen einer Blechlage in einer Maschine hergestellt.
Die dargestellte Rippe beieht aus einem rechteckigen Plachkorper 1, in welchem mittig eine öffnung 2 ausgebildet ist, räche von einem zylindrischen Halsstück 5 begrenzt ist, das in engem Preßsitz auf ein das Umlaufmedium führendes Rohr (Pig. 4·) aufbringbar ist. Die beiden senkrechten Seiten des Flachkörpers 1 sind mit einer abgeknickten Randleiste 6 ausgebildet , welche aus einem im stumpfen Winkel zum Flachkörper 1 anstehenden Fläche 7 besteht, an welche sich eine zur Ebene des Flachkörpers 1 senkrecht verlaufende Fläche 8 anschließt.
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Die sieh durch die Fläche 7 der beiden Randleisten 6 ergebende divergierende Form erleichtert die Verbindung der Rippen zu Paketen, wie aus Fig. 3 ersichtlich, da die Endkante 9 der Hache 8 einer Rippe 1 durch die überlagerte Rippe entlang deren Flächen 7 geführt wird. Die relative Lage zweier benachbarter Rippen in einem Paket. (Fig. 2) wird außerdem einerseits durch Anschlag der Endkanten 9 der Randleisten 6 einer Hippe gegen eine in der Fläche 7 der Randleisten der überlagerten Rippe mittig ausgescherte und nach außen in eine zum Flachkörper 1 im wesentlichen parallel Richtung umgebogene Zunge 11 bestimmt und andrerseits durch die führende und halternde Wirkung zweier Laschen 12, welche ebenfalls aus der Fläche 7 der Randleisten der überlagerten Rippe ausgeschert und in eine zu der Endkante 9 der Randleisten konvergierenden Ebene umgebogen sind, wobei der Ansatz jeder Lasche 12 auf jeder Randleiste im wesentlichen auf der Scheitellinie zwischen den beiden Schrägen der Seitenleiste 6 liegt.
Um den Wirkungsgrad eines mit den dargestellten Rippen ausgestatteten Wärmeaustauschers zu erhöhen, ist der Rippenflachkörper 1 auf seiner einen Fläche mit kegelkeilförmigen Auslappungen 13 mit vertikal ausgerichteter öffnung 14 ausgebildet. Damit die Rippe 1 umgekehrt montierbar ist, d.h. nicht in einer bestimmten Richtung montiert werden muß, sind die beiderseits der querverlaufenden Mittellinie X-X der Rippe vorgesehenen Auslappungen symmetrisch zu dieser Linie angeordnet, wobei die Anzahl der sich nach obeniöffnenden Auslappungen 13a der Anzahl sich nach unten öffnender Auslappungen 13b gleich ist und von den beiden auf der Linie X-X liegenden Auslappungen die eine sich nach oben und die andere sich nach unten öffnet.
In den freien Randbereichen 16 des Flachkörpers 1 sind die Rippen außerdem mit zwei zylindrischen Erhebungen 17 ausgebildet, welche ebenfalls symmetrisch zur Linie X-X angeordnet sind und in erster Linie zur Verbesserung des Wirkungsgrades durch Erzeugung eines Druckabfalls für die zirkulie-
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rende luft sowie zur Versteifung der Randbereiche des Rippenflachkörpers beitragen.
Um eine starre Verbindung einer oder mehrerer Eippenpalcete zu ermöglichen, ist an jeder Ecke einer Rippe eine Einbuchtung 18 vorgesehen, und zwar im wesentlichen in den freien Enden ,jeder Randleiste 6, auf welchen ein an seinen beiden Enden fixierter Verbindungsstift 19 (i"ig· 4-) aufnehmbar ist.
Pig. 4- und 5 zeigen ein Doppelpaket aus Rippen nach Fig. 1 bei einem Wärmeaustauscher mit zwei parallelen, hintereinandergeshalteten Rohren 4-, 5, welche sich durch die öffnungen 2 der Rippen im jeweiligen Paket erstrecken. Mechanische Festigkeit und guter Wärmeaustauschkontakt in diesen Öffnungen wird durch Einwirkung einer radialen Verformung mittels hydraulischer oder mechanischer Ausweitung der Rohre gewährleistet. In die Einbuchtungen 18 an den Ecken der Rippen sind vier Verbindungsstifte 19 eingelagert, welche die vier Kanten des sich durch das Doppelpaket ergebenden Paral-Mepipeds bestimmen. An jedem Ende des Doppelpakets erstrekken sich die Stifte 19 durch einen Flansch 21, an welchem sie vorzugsweise mittels eines Rings 22 mit in die Omfangsfläche der Stifte eingreifbaren Spitzen befestigt sind. Die ^!ansehe 21 gewährleisten außerdem eine Zentrierung der Anschlußelemente für die Rohre 4· und 5, welche am einen Ende aus einem Gewindestutzen 23 bestehen und am anderen Ende aus einer Sammelverbindung 24-. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann, keine Wärmebrücke zwischen den Rohren 4- und 5 entstehen, da die beiden Rippenpakete durch einen Spalt 20 voneinander getrennt sind.
Fig. 6 zeigt einen mit einem Wärmeaustauscher nach Fig. 4- und 5 ausgestatteten Konvektor in Form einer Heizbatterie. Der Wärmeaustauscher ist mittels sich durch die Flansche 21 erstreckender Schrauben 26 an Blechträgern 2? des Konvektors befestigt, welche wiederum über Laschen 28 in Verankerungen 29 eingreifen, die in der Wand, gegen welche der Konvektor anliegt, eingesetzt sind. Die oberen Ränder 22a
der Flansche 21 "beaufschlagen außerdem als Halterungen dienende Auslappungen 31 in den Blechträgern 27· Der Rost 52 auf der Oberseite des Konvektors weist Lamellen 33 auf, welche nach oben in einer von der Wand abweisenden Richtung geschrägt sind, um den aus dem Konvektorrost austretenden Luftströmen, nachdem sie nach Zuführung im unteren Bereich die Heizbatterie bestrichen haben,' eine von der Wand wegweisende ■Richtung mitzuteilen und ^jegliche Verschmutzung der Wand zu verhindern. Außerdem sind in dem an der Wand angrenzenden, Bereich des Rostes 32 eine·Anzahl öffnungen 34 ausgebildet, welche jeweils mit einem in eine Frischluftzufuhr 37 mündenden Kanal 36 in Verbindung stehen: und vom Bereich des Heißluftumlaufes des Konvektors isoliert sind. Diese Anordnung gestattet die "Verwendung einer sog. gesteuerten mechanischen Ventilation und vermeidet«außerdem, dank der Isolierung gegenüber dem Heißluftumlauf, eine Störung der natürlichen Konvektion
im Konvektor. Jede öffnung 34- wird von einer Ablenkfläche 38 begrenzt, veLche den Irischluftströmen eine von der Wand, an welcher der Konvektor anliegt, wegweisende Richtung mitteilen.
Patenlanv.'?'te Dip!.-hg. Γ ~.£ρ.ϊ
Z'.'' -'"- · ■■'" ".'vSCh!rn Ά,'.ι., . - . M^rcQeV·
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Hetallrippe für Wärmeaustauscher, "bestehend aus einem rechteckigen Flachkorper mit einer durch ein zylindrisches Halsstück begrenzten mittigen öffnung zur Aufbringung der Hippe auf ein ein Umlaufmedium führendes Rohr und mit abgeknickten Randleisten auf beiden vertikalen Seiten, welche mit den Randleisten benachbarter Rippen zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Randleisten (6) mindestens eine teilweise divergierende Form besitzen und daß aus jeder dieser Randleisten (6) mindestens eine Zunge (11) als Auflager" für die Kante (9) der Randleiste (6) der nachfolgaden Rippe ausgeschert und in eine zum Flachkörper· (1) im wesentlichen parallel Ebene umgebogen ist.
    Rippe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Randleisten (6) jeweils mindestens eine weggescherte und in eine zur gante (9) der Randleisten konvergierende Ebene umgebogene Lasche (12) zur seitlichen Halterung der Sandleisten (6) der nachfolgenden Rippe aufweisen.
    3- Rippe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf 3eder Randleiste (6) zwei Haltelaschen (12) beiderseits einer mittigen Auflagezunge (11) ausgebildet sind.
    4. Rippe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 3ede Randleiste (6) mit doppelter Schräge ausgebildet ist bestehend aus einer von der Ebene des Rippenflachkorpers (1) divergierenden Fläche (7), in welcher die Auflagezunge (11) ausgebildet ist, und aus einer zur Ebene des ^lachkorpers (1) senkrechten Ebene (8).
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    5- Rippe ach Anspruch. 4-, dadurch, gekennzeichnet, daß der Ansatz der Haltelasche tzw. -laschen (12) im wesentlichen auf der Scheitellinie zwischen den Schrägen jeder Randleiste (5) liegt.
    6. Rippe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ^kennzeichnet, daß .jede Ecke der Rippe mit einer Einbuchtung (18) aus-güldet ist als Auflager für einen Verbindungsstift (19) eines Rippenpakets.
    7- Rippe nach einem derhrorhergehenden Ansprüche, deren Flachkörper mit kegelkeilförmigen Auslappungen ausgebildet ist, dadurch ^kennzeichnet, daß die öffnung der Auslappungen (15) vertäal ausgerichtet ist, wobei zur umgekehrten Yerbindbarkeit der Rippen die Anzahl von Auslappungen (13a) mit nach oben weisender öffnung (14) gleich der Anzahl Auslappungen (13b) mit nach unten weisender Öffnung (14) ist.
    8. Rippe nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Auslappungen (13) symmetrisch zur querverlauf enden Mittellinie (X-X) angeordnet sind.
    9- Rippe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der querverlaufenden Mittellinie (X-X) gelegenen Auslappungen (13) gegenläufig ausgerichtet sind-
    10. Rippe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß der !Flachkörper (1) an seinen freien Eandbereichen (16) mit einer oder mehreren vertikal ausgerichteten, zyliärischen Erhebungen (17) ausgebildet ist.
    11. Rippe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hippe aus einem Leichtmetall wie z.B. Aluminium besteht.
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    12. Wärmeaustauscher mit einem oder mehreren Paketen aus Rippen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Paket oder jedes Paket mit einem ein Umlauf medium führenden Rohr verbunden ist und die Gesamtanordirong ein Parallelepiped bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelepipedanordnung mittels vierer Stifte (19) zusammengebaut ist, "weiche längs der jeweiligen Kante des Parallelepipeds in die an den Ecken der Rippen ausgebildeten Einbuchtungen (18) eingreifen und an ihren Enden mit zwei gleichzeitig zur Befestigung der Anschlußelemente für das in dem Rohr (4) bzw. den Rohren (4,5) geführte Umlaufmedium dienenden Flanschen (21) verbunden sind.
    13· Wärmeaustauscher mit mindestens zwei Rohren mit Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenpakete voneinander unabhängig um die je\*eiligen Rohre angeordnet sind, wobei zwei benachbarte Pakete durch einenSpalt (20) voneinander getrennt sind.
    14. Konvektor mit einem Wärmeaustauscher nach Anspruch 12 und 13 in einer Verkleidung mit einem Rost auf der Oberseite für den Austritt der den Austauscher bestreichenden Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die Rostlamellen (33) als Ablenkflächen ausgebildet sind zur Kanalisierung der Luftströme in eine von der Rückfläche des Konvektörs wegweisende Richtung zum Schutz der Wand, gegen die der Konvekfcr anliegt.
    15· Konrektor nach Anbruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am rückseitigen Bereich des Rostes (32) Luftaustrittöffnungen (34) vorgesehen sind, welche mit einer !Frischluftzufuhr (37) verbunden sind zur gesteuerten mechanischen Ventilation,
    16. Konvektor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die rückseitigen Öffnungen (34) des Rostes (32) mit Ab-
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    /ι
    lenkflächen (38) ausgebildet sind zur Kanalisierung der Irischluft in eine von der Rückwand des Konvektors wegweisenden Richtung.
    Patentanwälte
    Dipl.-!». E. Eder
    DIpl.-lr.q/KfrSchieschke
    β München i£wfbethetraße 34
    409841/0734
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US4195687A (en) * 1977-12-12 1980-04-01 Taziker Robert E Space heating panels

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IT1288266B1 (it) * 1996-09-23 1998-09-11 Hemo Srl Battiscopa termico per l'installazione di sistemi di riscaldamneto, di condizionamento, di linee elettriche e/o antenne.

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