DE29705396U1

DE29705396U1 - Wärmetauscher mit ungleichmäßiger Anordnung der Mediumführungselemente

Info

Publication number: DE29705396U1
Application number: DE29705396U
Authority: DE
Original assignee: ELPAG AG CHUR
Current assignee: Bleckmann At GmbH
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2007-03-26

Description

ELPAG AG CHUR, Quaderstr. 11, CH-7001 Chur

Wärmetauscher mit ungleichmäßiger Anordnung der Mediumführungselemente

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs

1.

Bei den bisher in der Praxis bekannten Wärmetauschern sind, wie dies beispielsweise ausdem US-Patent 5,185,925 hervorgeht, die ein erstes Wärmetauschermedium führenden Mediumführungselemente, in einer Querschnittsfläche des Wärmetauschers senkrecht zur Strömungsrichtung dieses Mediums betrachtet, gleichmäßig verteilt und/oder symmetrisch in dem Wärmetauschergehäuse angeordnet. Trotz dieser gleichmäßigen bzw. symmetrischen Anordnung der Mediumführungselemente findet sich nicht an allen Stellen des Wärmetauschers die gleiche Wärmeübertragungsleistung zwischen dem an den Außenseiten der Mediumführungselemente vorbeiströmenden, zweiten Wärmetauschermedium und dem in den Mediumführungselementen geführten, ersten Wärmetauschermedium. Beispielsweise ist die Wärmeübertragungsleistung am Rand des Wärmetauschergehäuses geringer als in der Mitte des Wärmetauschers, da dort die Strömung des zweiten Wärmetauschermediums infolge der gleichmäßigen Anordnung der Mediumführungselemente, bezogen auf die Gesamtquerschnittsfläche des Wärmetauschers, weniger behindert wird als am Rand, Hinzu kommen noch Reibungsverluste am Rand.

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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Wärmetauscherleistung optimiert ist.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die ungleichmäßige Verteilung der Mediumführungselemente können nun diese den Strömungsverhältnissen in dem Wärmetauschermedium optimal angepaßt werden. Hierbei kann die ungleichmäßige Verteilung der Mediumführungselemente grundsätzlich jede beliebige Form annehmen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Mediumführungselemente in der Mitte des Wärmetauschers einen geringeren Abstand zueinander aufweisen als am Rand. Hierbei kann vorgesehen sein, daß die Mediumführungselemente in der Mitte des Wärmetauschers einen größeren Durchmesser aufweisen als am Rand. Ebenso besteht die Möglichkeit, daß in der Mitte des Wärmetauschers mehr Mediumführungselemente als am Rand angeordnet sind. Hierbei kann vorgesehen sein, daß der Durchmesser der in der Mitte des Wärmetauschers angeordneten Mediumführungselemente kleiner als am Rand ist.

Unabhängig davon, welche der vorstehend genannten Möglichkeiten, oder eine nicht beschriebene Möglichkeit, bei der ungleichmäßigen Anordnung der Mediumführungselemente in dem Wärmetauscher gewählt wird, ist diesen gemeinsam, daß hierdurch die Wärmetauscherleistung über den gesamte Wärmetauscher verbessert wird. So kann hierdurch erreicht werden, daß die Strömung des zweiten Mediumführungselementes in der Mitte des Wärmetauschers verlangsamt wird, da durch die gegenüber dem Rand größere Zahl an Mediumführungselementen in diesem Bereich die Strömung behindert wird, so daß die am Rand angeordneten Mediumführungselemente eine im Vergleich zu einem Wärmetauscher mit einer gleichmäßigen Verteilung der Mediumführungselemente größere Wärmetauscherleistung zeigen.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß unter dem Begriff "Mediumführungselement" sowohl ein Rohr, das zum Beispiel durch einen Ziehvorgang oder beispielsweise durch einen Falzvorgang hergestellt sein kann, wie das nachstehend im Zusammenhang mit den Unteransprüchen noch erläutert wird, oder eine Platte mit entsprechenden Durchbrechungen verstanden werden kann.

Neben der Anordnung der Mediumführungselemente in dem Wärmetauscher kann auch die Gestaltung der Mediumführungselemente zur Verbesserung der Wärmetauscherleistung beitragen. Wird das Mediumführungselement aus wenigstens einem

Materialstreifen als Ausgangsmaterial hergestellt, der nach dem Anbringen mindestens einer Profilierung zu dem einen Hohlraum aufweisenden Mediumführungselement verformt wird, wobei die Längsränder des Materialstreifens durch eine Falzung miteinander verbunden werden, kann hierdurch dem Mediumführungselement eine für seinen Einsatz in einem Wärmetauscher optimale Profilierung zur Vermeidung von Wirbeln auf sehr einfache und billige Weise verliehen werden. Da hierdurch keine Wirbel in dem das Mediumführungselement umströmenden Prozeßmedium bzw. dem zweiten Wärmetauschermedium entstehen und daher diese sich auch nicht zu den übrigen Mediumführungselementen des Wärmetauschers fortsetzen, wird insgesamt eine günstige Wärmeübertragungsleistung für einen Wärmetauscher erreicht.

Dabei kann für die Materialstreifen ein verhältnismäßig billiges Material verwendet werden, dessen Dicke lediglich durch die Einsetzbedingungen definiert wird und nicht wie bei den Rohren des Standes der Technik, durch das Herstellverfahren. Somit kann wiederum eine Kostenersparnis erzielt werden.

Darüber hinaus läßt sich durch die Verbindung der beiden flanschartigen Längsränder mittels einer Falzung ein nach außen abstehender Steg an dem fertigen Mediumführungselement ausbilden, derzur Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche genutzt werden kann. Mit anderen Worten kann durch die vorgeschlagene Lösung die zum Herstellen des rohrförmigen Mediumführungselements mittels des verwendeten Materialstreifens notwendige Verbindung dazu genutzt werden, die Wärmeübertragungsfläche des Mediumführungselementes zu vergrößern. Es wird also in vorteilhafter Weise die Funktion "Bilden des Hohlraums = Erzeugen des Mediumführungselements" mit der Funktion "gute Wärmeübertragungsleistung" miteinander verbunden. Dabei wird durch die Verbindungsart "Falzung" eine feste Verbindung zwischen den beiden Materialstreifen erzielt.

Da bei einer Falzung keine scharfen sondern weiche Kanten entstehen, kann darüber hinaus durch die Falzung ein Anströmprofil für das das Mediumführungselement umströmende Medium erzeugt werden, welches einen Abriß der Strömung hinter der Falzung verhindert. Insgesamt wird also ein sehr billig herstellbares Mediumführungselement geschaffen, welches optimal bei einem Wärmetauscher eingesetzt werden kann.

Zum Herstellen des Mediumführungselements kann der Materialstreifen fortlaufend, oder bereits in einzelne Abschnitte abgelängt, zunächst mit der wenigstens einen

Profilierung versehen werden und anschließend die beiden freien, flanschartig ausgebildeten Längsränder des Materialstreifens aufeinander zu geschwenkt bzw. gebogen werden, so daß der Hohlraum zwischen den beiden aufeinander zu geschwenkten Hälften des Materialstreifens ausgebildet wird. Dabei kann während der Profilierung zur Erleichterung der Schwenkbewegung eine "Biegelinie" in den Materialstreifen eingeprägt bzw. vorgesehen werden. Es ist dabei darauf hinzuweisen, daß diese "Biegelinie" nicht notwendigerweise die Symmetrielinie des Materialstreifens in dessen Längserstreckung sein muß. Beispielsweise kann es zur Anbringung der Falzung von Vorteil sein, den Materialstreifen in ungleich große Abschnitte durch die "Biegelinie" aufzuteilen, um so die Möglichkeit zu schaffen, daß der eine flanschartig ausgebildete Längsrand bei der Falzung um den anderen flanschartigen Längsrand des Materialstreifens umgreifen kann.

Die Profilierung kann sich dabei über die gesamte Länge des Materialstreifens erstrecken, so daß bei dem fertiggestellten, den Hohlraum bildenden Mediumführungselement sich die Profilierung von dem einen offenen Ende bis zu dem anderen offenen Ende erstreckt. Es ist aber auch möglich, daß sich die Profilierung nur über einen Teilabschnitt dieser Länge erstreckt, um beispielsweise an den offenen Enden des fertiggestellten Mediumführungselementes Anschlußflächen für den Anschluß für weitere Bauteile eines Wärmetauschers zu schaffen.

Ebenso besteht die Möglichkeit, daß sich die Profilierung je nach den Gegebenheiten in einem Wärmetauscher entweder parallel zu der Längsachse des fertiggestellten, den Hohlraum aufweisenden Mediumführungselements erstreckt oder sich beispielsweise in Form einer Schraubenlinie entlang der Längserstreckung des fertiggestellten Mediumführungselements verläuft.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, daß das Mediumführungselement durch nur einen Materialstreifen mit einer einzigen Profilierung gebildet ist. Ein derartiges nach dem Aufeinanderzuschwenken der beiden flanschartig ausgebildeten Längsränder des Materialstreifens fertiggestelltes Mediumführungselement kann dann beispielsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt und dgl. aufweisen.

Ebenso besteht die Möglichkeit, daß das Mediumführungselement durch einen einzigen Materialstreifen mit zwei oder mehreren zueinander beabstandet angeordneten und sich im wesentlichen in Längsrichtung des fertiggestellten Mediumführungselements erstreckenden Profilierungen versehen ist. In einem solchen Fall kann das fertiggestellte Mediumführungselement einen kreisförmigen.

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ovalen, linsenförmigen, tropfenförmigen usw. Querschnitt aufweisen. Der sich zwischen den beiden Profilierungen erstreckende Abschnitt des Materialstreifens kann dabei zum Ausbilden der "Biegelinie" beim Aufeinanderzuschwenken der flanschartig ausgebildeten Längsrändern des Materialstreifens dienen. Gegebenenfalls kann dieser Materialabschnitt ebenfalls zur Ausbildung eines von dem fertiggestellten Mediumführungselements nach außen abstehenden Steg verwendet werden, so daß das fertiggestellte Mediumführungselement im Querschnitt beispielsweise kreisförmig mit in einer Ebene beidseits des Mediumführungselements nach außen abstehenden Flanschen versehen ist.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß das Mediumführungselement durch einen Materialstreifen mit zwei unmittelbar aneinander grenzenden Profilierungen gebildet wird, wobei der Materialstreifen dann wiederum einen kreisförmigen, tropfenförmigen, linsenförmigen, ovalen usw. Querschnitt aufweisen kann. Die die beiden Profilierungen voneinander trennende Grenzlinie kann dann beim Aufeinanderzubewegen der beiden flanschartig ausgebildeten Längsränder des Materialstreifens als "Biegelinie" dienen. Das so fertiggestellte Mediumführungselement weist dann nur einen einzigen nach außen abstehenden Steg auf, der durch die beiden mittels der Falzung miteinander verbundenen, flanschartigen Längsränder gebildet wird.

Des weiteren besteht die Möglichkeit, daß das Mediumführungselement durch zwei Materialstreifen gebildet wird, wobei wenigstens ein Materialstreifen mit einer Profilierung versehen ist, so daß nach dem Zusammenfügen der beiden Materialstreifen zu einem Mediumführungselement sich ein Hohlraum ausbildet. Die flanschartig ausgebildeten Längsränder der beiden Materialstreifen können dann jeweils durch eine Falzung miteinander verbunden werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, daß bei dem Einsatz von zwei oder mehr Materialstreifen beide Materialstreifen mit einer Profilierung versehen werden, so daß das fertiggestellte Mediumführungselement im Querschnitt kreisförmig, oval, linsenförmig, tropfenförmig usw. ist. Auch hier greifen die flanschartig ausgebildeten Längsränder der Materialstreifen durch die Falzung ineinander.

Grundsätzlich kann zur Herstellung des Mediumführungselements unterschiedlich breite Materialstreifen verwendet werden, wobei die Flanschlängsränder des breiteren Materialstreifens beide Male die Flanschlängsränder des schmäleren Materialstreifens bei der Falzung umgreifen. In einem solchen Fall können die Profilierungen entlang der Symmetrieachse des jeweiligen Materialstreifens vorgesehen werden. Der Herstellprozeß wird jedoch dadurch weiter vereinfacht.

wenn die Materialstreifen eine gleiche Breite aufweisen. Hierbei sind die vorzugsweise in einem Winkel von 90° von dem profilierten Materialstreifen jeweils nach außen abstehenden Flanschlängsränder eines Materialstreifens ungleich breit, wobei diese Ungleichheit durch beispielsweise entsprechendes Umbiegen der Flanschlängsränder erreicht werden kann. Die beiden Materialstreifen werden dann so aufeinandergesetzt, daß sich zwischen ihnen ein Hohlraum für das zu führende Medium ausbildet und daß der breitere Flanschlängsrand des einen Materialstreifens auf dem schmäleren Flanschlängsrand des anderen Materialstreifens aufliegt. Mithin werden die beiden Materialstreifen also spiegelverkehrt aufeinander gesetzt. Bei der Falzung umgreift dann der breitere Flanschlängsrand des einen Materialstreifens den schmäleren Flanschlängsrand des anderen Materialstreifens. Hierdurch wird eine besonders sichere Verbindung der Materialstreifen wechselseitig erreicht.

Da das Mediumführungselement aus zwei getrennt voneinander hergestellten Materialstreifen gefertigt werden kann, besteht die Möglichkeit, jedem der beiden Materialstreifen eine beliebige, für den jeweiligen Einsatz optimal angepaßte Profilierung zu verleihen. Dies gilt ebenso bei Verwendung nur eines Materialstreifens mit zwei Profilierungen. Insbesondere kann die Profilierung der Materialstreifen so gewählt sein, daß das Mediumführungselement im zusammengebauten Zustand im Querschnitt zumindest annähernd tropfenförmig ausgebildet ist. Hierbei kann die Tropfenausbauchung in Anströmrichtung und die Spitze des Tropfens in Abströmrichtung des an dem Mediumführungselement vorbeiströmenden Mediums weisen.

Grundsätzlich kann gesagt werden, daß die Profilierungen so gewählt werden, daß strömungstechnisch der beste Wärme- bzw. Kälteübergang erreicht wird.

Ebenso besteht die Möglichkeit, daß die Materialstreifen eine solche Profilierung aufweisen, daß das zusammengebaute Mediumführungselement im Querschnitt zumindest annähernd halbkreisförmig ist. Weiterhin kann für das Mediumführungselement ein annähernd ovaler Querschnitt erreicht werden.

Je nach den herrschenden Einsatzbedingungen kann es genügen, die beiden Flanschlängsränder eines Materialstreifens oder die Flanschlängsränder zweier oder mehrerer Materialstreifen durch die Falzung miteinander zu verbinden, um ein ausreichend dichtes Mediumführungselement zu erhalten. Ist der Druck innerhalb des Mediumführungselements hoch und/oder muß das in dem Mediumführungselement geführte Medium sicher gegenüber der Umwelt abgedichtet werden, so

kann weiterhin vorgesehen sein, daß zwischen den durch die Falzung ineinandergreifenden Flanschlängsrändern jeweils ein Dichtmaterial, insbesondere ein Dichtstreifen angeordnet wird.

Ebenso kann es je nach den Einsatzbedingungen notwendig sein, die beiden Flanschlängsränder eines Materialstreifens oder die Flanschlängsränder zweier oder mehrerer Materialstreifen nicht nur durch die Falzung miteinander zu verbinden, sondern sie weiterhin unlösbar miteinander zu verbinden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß nach der Falzung eine Schweißnaht an der Falzstelle bzw. ein Lötstreifen aufgebracht wird oder die Flanschlängsränder zusätzlich miteinander verklebt werden.

Wird das Mediumführungselement für einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher eingesetzt, bei dem in dem Mediumführungselement ein gasförmiges Medium geführt wird, so kann sich im Inneren des Mediumführungselements Kondenswasser absetzen. Um dieses aus dem Mediumführungselement abführen zu können, kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn eine sich über die Länge des Hohlraums erstreckende, sich zum Hohlraum hin öffnende Ablaufrinne an dem Mediumführungselement vorgesehen ist. Da im Falle zweier Materialstreifen diese symmetrisch ausgebildet sein können, kann ebenso vorgesehen sein, daß beide Materialstreifen mit einer derartigen Ablaufrinne versehen sind, so daß die Einbaulage des fertiggestellten Mediumführungselements insofern keine Rolle spielt.

Das Mediumführungselement bzw. der hierfür vorgesehene Materialstreifen kann aus einem beliebigen Material hergestellt werden. Besonders günstig ist es, wenn der Materialstreifen aus Aluminium ist, da Aluminium zum einen ein guter Wärmeleiter und zum anderen ein sehr leichtes Material ist. Hierdurch verbessert sich das Anlaufverhalten eines das erfindungsgemäßen Mediumführungselement aufweisenden Wärmetauschers, da dieses schnell Prozeßtemperatur erreicht.

Im Gegensatz zu den bekannten Rohren können für den Materialstreifen nur geringe Materialstärken bzw. -dicken vorgesehen sein. So genügt es, daß der Materialstreifen eine Dicke von 0,1 mm bis 1,0 mm aufweist, wodurch das Gewicht eines so hergestellten Wärmetauschers weiter verringert wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Wärme

tauschers;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines ersten erfindungsgemä

ßen Mediumführungselements;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines zweiten erfindungs

gemäßen Mediumführungselements, und

Figur 4 eine Draufsicht auf das in Figur 3 gezeigte Mediumführungs

element.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers 100 gezeigt. Der Wärmetauscher 100 besitzt mehrere Mediumführungselemente 10 zum Führen eines ersten Wärmetauschermediums, die nachstehend im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 4 im einzelnen erläutert werden. Diese Mediumführungselemente 10 sind in einem annähernd rechteckförmigen Gehäuse 110 des Wärmetauschers 100 angeordnet, wobei die Ecken abgerundet sind. Wie aus der Figur 1 hervorgeht, ist dabei die Verteilung der Mediumführungselemente 10, bezogen auf eine Querschnittsfläche des Wärmetauschers 100 senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten, in den Mediumführungselementen 10 geführten Wärmetauschermedium betrachtet, ungleichmäßig, insbesondere befinden sich in der Mitte des Wärmetauschers 100 die Medienführungselemente 10 dicht in einem Bündel zusammengepackt, wogegen an den beiden Rändern des Wärmetauschers 100 nur vereinzelt Mediumführungselemente 10 angeordnet sind. Hierdurch wird beim Durchströmen des Wärmetauschers 10 aufgrund des größeren Strömungswiderstandes das an der Außenseite der Mediumführungselemente 10 vorbeiströmende, zweite Wärmetauschermedium mehrzum Rand des Wärmetauschers 100 gedrängt, so daß die dort befindlichen Mediumführungselemente 10 ebenfalls eine erhebliche Wärmetauscherleistung aufweisen.

Es ist noch zu bemerken, daß die in der Figur 1 dargestellte Verteilung der Medienführungselemente 10 in beliebiger Weise erfolgen kann. So können in den dargestellten Lücken auch noch Mediumführungselemente 10 vorhanden sein. Es ist weiterhin zu bemerken, daß die Mediumführungselemente 10 anstelle von Rohren oder gefalzten Rohren auch durch Platten gebildet sein können, die Durchgangsöffnung in einer entsprechenden Verteilung der Figur 1 aufweisen.

In Figur 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mediumführungselements 10 mit seinem einen offenen, stirnseitigen Ende 14 gezeigt. Das Mediumführungselement 10 ist durch einen einzigen Materialstreifen 20 gebildet, der vor dem Umbiegen zu dem Mediumführungselement 10 mit zwei Profilierungen 22, 24 versehen wird, welche jeweils, im Querschnitt betrachtet, halbkreisförmig sind. Die beiden flanschartig ausgebildeten Längsränder 26, 28 des Materialstreifens 20, die beispielsweise durch Abkanten des Randes hergestellt werden können, sind ungleich breit, wobei der kürzere flanschartige Längsrand 26 sich an die Profilierung 22 und der längere flanschartig ausgebildete Längsrand 28 sich an die Profilierung 24 anschließt.

Ein Mediumführungselement 10 wird zunächst dadurch hergestellt, daß ein Materialstreifen 10 bereitgestellt wird. In diesem Materialstreifen werden durch entsprechende Profilierungswerkzeuge die beiden Ausbauchungen 22, 24 dabei nebeneinander eingebracht. Zwischen diesen beiden Ausbauchungen 22, 24 verläuft die in Figur 2 gestrichelt dargestellte "Biegelinie B", um die dann die beiden Ausbauchungen 22, 24 aufeinander zu geschwenkt werden. Hierbei gelangen die beiden flanschartigen Längsränder 26, 28 in Anlage und gleichzeitig wird der Hohlraum H gebildet. Daraufhin erfolgt durch ein geeignetes Werkzeug das Umfalzen des breiten Flanschlängsrandes 28 um den schmäleren Flanschlängsrand 26. Gegebenenfalls wird vorher zwischen die beiden Flanschlängsränder 26, 28 ein nicht weiter dargestellter Dichtstreifen eingebracht.

Zu bemerken ist hierbei, daß die Ausbauchungen 22, 24 auch als eine einzige Ausbauchung mittels eines einzigen Profilierungswerkzeugs gebildet werden können, wodurch die Schwenkbewegung der beiden Flanschlängsränder 26, 28 aufeinander zu bereits zumindest teilweise erfolgt. Dabei können auch die Flanschlängsrander 26, 28 zeitgleich erzeugt werden.

In den Figuren 3 und 4 ist ein weiteres rohrförmiges Mediumführungselement 10 gezeigt, daß aus zwei symmetrisch aufgebauten Materialstreifen 30,40 zusammengesetzt ist. Die beiden Materialstreifen 30, 40 umschließen den Hohlraum H, der zum Führen eines Mediums, insbesondere eines Prozeßmediums, wie heiße Luft, im Zusammenhang mit einem Wärmetauscher dient. An den stirnseitigen Enden 1 2, 14 des Mediumführungselements 10 ist dieses offen, um ein Zu- bzw. Abführen des zu führenden Mediums zu ermöglichen.

Jeder Materialstreifen 30, 40 ist mit einer, im Querschnitt betrachtet, halb-

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kreisförmigen Ausbauchung 32, 42 versehen, die bei aufeinandergesetzten Materialstreifen 30, 40 zusammen den Hohlraum H bilden. An den Längsrändern ist jeder Materialstreifen 30, 40 im Anschluß an die halbkreisförmige Ausbauchung 32, 42 beidseits mit je einem sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Materialstreifens 30, 40 erstreckenden Flanschlängsrand 34, 36 bzw. 44, 46 versehen. Die Flanschlängsränder 34, 36 bzw. 44, 46 stehen annähernd in einem Winkel von 90° von der jeweiligen halbkreisförmigen Ausbauchung 32, 42 nach außen ab.

Wie insbesondere aus Figur 3 hervorgeht, sind die Flanschlängsränder 34, 36 bzw. 44, 46 in ihrer Breite unsymmetrisch. So ist, wie dies aus Figur 2 zu entnehmen ist, der linke Flänschrand 46 des bezogen auf Figur 2 unteren Materialstreifens 40 breiter als der rechte Flanschrand 44 dieses Materialstreifens 40. Umgekehrt ist der linke Flanschlängsrand 34 des bezogen auf Figur 2 oberen Materialstreifens 30 in seiner Breite kürzer als der rechte Flanschlängsrand 36 dieses Materialstreifens 30. Hierdurch können die jeweils breiteren Flanschlängsränder 36, 46 der Materialstreifen 30, 40 den jeweils kürzeren Flanschlängsrand 34, 44 des anderen Materialstreifens 30, 40 bei dem nachstehend noch erläuterten Vorgang zum Herstellen der Falzung F umgreifen.

Wie aus Figur 4 hervorgeht, stehen trotz der unterschiedlich breiten Flanschlängsränder 34, 36 bzw. 44, 46 der beiden Materialstreifen 30, 40 beidseits des fertiggestellten Mediumführungsrohres 10 die beiden Flansche 16, 18 jeweils mit gleicher Breite im Winkel von ca. 90 ° von der Außenoberfläche des so hergestellten rohrförmigen Mediumführungselements 10 nach außen ab. Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Mediumführungsrohres 10 in einem nicht weiter dargestellten Wärmetauscher dienen die beiden Flansche 16, 18 zum Vergrößern der Wärmeübertragungsfläche. Gleichzeitig ermöglichen sie einen günstigen Strömungsverlauf, da ein beispielsweise von links (bezogen auf Figur 3) anströmendes Prozeßmedium durch die durch die Falzung F entstandene "weiche" Rundung an dem Flanschlängsrand 44 beidseits gleichmäßig um das Mediumführungselement 10 herumgeführt wird.

Zur Herstellung des Mediumführungselements 10 werden beispielsweise zunächst aus einer Blechtafel mehrere Materialstreifen 30, 40 herausgeschnitten. Anschließend werden diese Materialstreifen 30, 40 beispielsweise Profilierungswerkzeugen, wie zum Beispiel Profilwalzen zugeführt, die an den Materialstreifen 30, 40 das in Figur 2 gezeigte Profil mit den Ausbauchungen 32, 42, oder ein

anderes Profil, erzeugen. Auf Grund der Symmetrie zwischen den Materialstreifen 30, 40 kann dies auch fortlaufend geschehen und die zum Herstellen eines Mediumführungselements 10 notwendigen Materialstreifen 30, 40 durch Abschneiden einzelner Teile gewonnen werden. Weiterhin können während oder nach dem Profilierungsschritt die Flanschlängsränder 34, 36 bzw. 44, 46, beispielsweise durch Umbiegen oder Abkanten erzeugt werden. Anschließend werden die beiden Materialstreifen 30, 40, nach dem sie so aufeinander gesetzt worden sind, daß der Flanschlängsrand 34 bzw. 36 auf dem Flanschlängsrand 46 bzw. 44 flach aufliegt und sich zwischen ihnen der Hohlraum H ausbildet, einer nicht dargestellten Falzeinrichtung zugeführt, die die beiden längeren Flanschlängsränder 36, 46 der beiden Materialstreifen 30, 40 um die beiden kürzeren Flanschlängsränder 34, 44 dieser Materialstreifen 30, 40 umfalzt. Hieran kann sich ggf. noch ein Verbindungsvorgang in Form eines Schweiß-, Lot- oder Klebevorgangs anschließen. Desweiteren kann vor dem Falzvorgang zwischen den beiden aufeinandergesetzten Flanschlängsrändern 34, 46 bzw. 36, 44 ein Dichtmaterial eingebracht werden. Als Material für die Materialstreifen 30, 40 wird insbesondere die Verwendung von Aluminium mit einer Materialstärke von 0,1 mm bis 1,0 mm bevorzugt.

Abschließend ist noch zu bemerken, daß je nach Durchmesser, Größe der Materialstreifen usw. ein erfindungsgemäßes Mediumführungselement auch aus mehreren Materialstreifen aufgebaut sein kann. Hierbei umfaßt jeder einzelne Materialstreifen ein Teilsegment des durch die Materialstreifen gebildeten Hohlraums, wobei die einzelnen Materialstreifen durch die Falzung miteinander verbunden sind.

Claims

"M"

ANSPRÜCHE

1. Wärmetauscher mit mehreren in einem Wärmetauschergehäuse (110) in einer vorgegebenen Weise angeordneten Mediumführungselementen (10), in denen ein erstes Wärmetauschermedium geführt wird und an deren Außenseite ein zweites Wärmetauschermedium im wesentlichen senkrecht an der Störmungsrichtung des ersten Wärmetauschermediums entlang strömt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mediumführungselemente (10) in dem Wärmetauschergehäuse (110), bezogen auf eine im wesentlichen senkrecht zu der Strömungsrichtung des durch die Mediumführungselemente (10) geführten Mediums verlaufenden Querschnittsebene, ungleichmäßig verteilt angeordnet sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daßdie Mediumführungselemente (10) in der Mitte des Wärmetauschers (100) einen geringeren Abstand zueinander aufweisen als am Rand.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Wärmetauschers (100) mehr Mediumführungselemente (10) als am Rand angeordnet sind.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Mediumführungselement (10) einen Hohlraum (H) mit je einem jeweils offenen Zu- und Abführende (12, 14) für das Medium aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (H) durch wenigstens einen mindestens eine Profilierung (22, 24) aufweisenden Materialstreifen (20) mit flanschartig ausgebildeten Längsrändern (26, 28) gebildet ist, die durch jeweils eine Falzung (F) ineinandergreifend miteinander verbunden sind.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Profilierung (22, 24) annähernd vollständig von dem einen offenen Ende (12) zu dem anderen offenen Ende

(14) des Hohlraums (H) erstreckt.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Profilierung (22, 24) annähernd parallel zur Längsachse des Hohlraums (H) erstreckt.

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstreifen (20) mit zwei zueinander beabstandeten, sich zumindest teilweise über die Längserstreckung des Materialstreifens (20) erstreckenden Profilierungen (22, 24) versehen ist.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstreifen (20) mit zwei Profilierungen (22, 24) versehen ist, die unmittelbar aneinander grenzen.

9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Materialstreifen (30, 40) vorgesehen sind, von denen wenigstens einer mindestens eine Profilierung (32, 42) aufweist und deren flanschartig ausgebildete Längsränder (34, 36; 44, 46) durch jeweils eine Falzung (F) ineinandergreifend miteinander verbunden sind.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Materialstreifen (30,40) gleich bereit sind.

11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (32, 42) so ausgebildet sind, daß das Mediumführungselement (10) im Querschnitt zumindest annährend tropfenförmig ist.

12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (32,42) so ausgebildet sind, daß das Mediumführungselement (10) im Querschnitt zumindest annährend halbkreisförmig ist.

13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (32,42) so ausgebildet sind, daß das Mediumführungselement (10) im Querschnitt zumindest annähernd

oval ist.

14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (32,42) so ausgebildet sind, daß das Mediumführungselement (10) im Querschnitt linsenförmig ist.

15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den durch die Falzung (F) ineinandergreifenden Flanschlängsrändern (26, 28; 34, 36; 44, 46) ein Dichtmaterial angeordnet ist.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Falzung (F) ineinandergreifenden Flanschlängsränder (26, 28; 34, 36; 44, 46) unlösbar miteinander verbunden sind.

17. Wärmetauscher nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Falzung (F) ineinandergreifenden, unlösbar miteinander verbundenen Flanschlängsränder (26, 28; 34, 36; 44, 46) miteinander verschweißt sind.

18. Wärmetauscher nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Falzung (F) ineinandergreifenden, unlösbar miteinander verbundenen Flanschlängsränder (26, 28; 34, 36; 44, 46) miteinander verlötet sind.

19. Wärmetauscher nach Anspruch 1 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Falzung (F) unlösbar miteinander verbundenen Flanschlängsränder (26, 28; 34, 36; 44, 46) miteinander verklebt sind.

20. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 19,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mediumführungselemente (10) jeweils eine zum Hohlraum (H) hin sich öffnende, über die Länge des Hohlraums (H) erstreckende Ablaufrinne aufweisen.

21. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 20,

dadurch gekennzeichnet, daß das Mediumführungselement (10) aus

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Aluminium ist.

22. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstreifen (20; 30; 40) eine Dicke von 0,1 mm bis 1,0 mm aufweisen.