DE8123548U1 - Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper - Google Patents

Description

" Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper, gemäß dem Gattungsbegriff von Anspruch

Es ist bereits ein solcher Raumheizkörper mit einem oberen und einem unteren Verteilrohr und mit verrippten Wärmetauschrohren auf dem Markt, die nebeneinander jeweils mit einer Querschnittfläche an umfangsseitig ausmündende Abzweigungen des jeweiligen Verteilrohres angeschlossen sind, wobei eine Schweißverbindung zwischen einer Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres und einem sich längs des Verteilrohres erstreckenden abstehenden Fortsatz des jeweiligen Verteilrohres ausgebildet ist, und wobei sich eine Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres unter Überlappung mit dem Fortsatz parallel zu diesem erstreckt (DE-OS 2 733 892 und DE-GM 79 23 708).

Bei dem bekannten Wärmetauscher verläuft die parallel mit dem

Γ Fortsatz verlaufende Rippe in der gemeinsamen Ebene der Achsen

des Verteilrohres und der Wärmetauschrohre und greift in eine längs des Verteilrohres verlaufende Nut ein. Im Verteilrohr sind -zu beiden Seiten dieser Rippe zwei längs des Verteilrohres durchlaufende Fortsätze vorgesehen. Diese greifen jeweils in

j eine Nut an je einer Rippe jedes Wärmetauschrohres ein, die

rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung des Verteilrohres ver-

., läuft. Von der Seite des Verteilrohres aus ist jeweils dieser

': Nuteingriff außenseitig verschweißt, wofür aufwendige Licht-

^ff; bogentechnik vorzusehen ist. Ferner behindern die abstehenden

Fortsätze an den Verteilrohren die konvektive Wärmeabgabe durch

I; Querschnittsverengung der Konvektionsschächte. Wenn der Wärmetau-

I f
• * It

scher von oben e.inblickbar ist, ergibt sich dabei auch ein unansehnlicher Anblick des Aufbaus infolge der breitflächig verlaufenden Schweißstelle. Ferner ist diese Art der Verschweißung dann aufwendig, wenn Verteilrohre an beiden Enden der Wärmetauschrohre angeschweißt werden müssen und daher beim Verschweißen entweder von beiden Stirnseiten der Wärmetauschrohre her geschweißt werden muß oder das Schweißen in zwei Etappen vorgenommen Werden muß, wobei der Wärmetauscher zwischen den Etappen um 180° zu drehen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde _r ohne Einbuße der Qualität eine der Verbindung, insbesondere auch Schweißverbindung, zwischen Verteilrohr^n) und Wärmetauschrohren eine solche Anordnung vorzusehen, bei der zum Zusammenbau des Wärmetauschers auch mit zwei Verteilrohren nur von einer Seite her gearbeitet, z.B. geschweißt zu werden braucht, und .die erforderlichen Verbindungsstellen in einem ästhetisch unbedenklichen Bereich vorgesehen sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Wärmetauscher gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung macht dabei die schon beim gattungsgemäßen Wärmetauscher vorhandene, sich zu dem Fortsatz des Verteilrohres überlappend parallel erstreckende Rippe am Wärmetauschrohr für die Verbindung nutzbar. Dabei wird es entbehrlich, am Verteilrohr zwei parallele Fortsätze auszubilden; vielmehr kann man mit einem einzigen Fortsatz pro Wärmetauschrohr auskommen, der sich zur Schaffung der Verbindung hinreichend nahe neben der sich längs des Verteilrohres entsprechenden Rippe am Wärmetauschrohr befindet. Da ferner die Verbindung von der Rückseite des Wärmetauschers aus hergestellt werden kann, erübrigt es sich auch bei Wärmetauschern mit Verteilrohren an beiden wirksamen Enden der Wärmetauschrohre, von verschiedener Seite her die Verbindung herstellen zu müssen. Dabei kann man im Grenzfall sogar mit einer einzigen

• I ■ > ·

' Il I · 1

'1(1 ·

> ι ι ι ι · ·

• IOt ·

• I— Ck " · · ■

Verbindungsstelle an der Verbindung Wärmetauschrohr-Verteilrohr auskommen.

Da nach der Erfindung ferner zwischen zwei hintereinander liegenden und nicht, wie im bekannten Fall, zwischen zwei einander kreuzenden Bauelementen eine Verbindung herzustellen ist, kann man mit einfacherer Verbindungstechnik, insbesondere Schweißtechnik, arbeiten, insbesondere auch weit verlaufene äußere Schweißstellen vermeiden. Die Verbindungsstellen lassen sich im übrigen im inneren Bereich des Wärmetauschers so anordnen, daß sie gegen äußere Betrachtung selbst dann weitgehend durch das Verteilrohr abgedeckt sind, wenn sich auf dem Wärmetauscher keine stirnseitige Verkleidung befindet.

Nach der Erfindung ist es bevorzugt, die Schweißstelle sowohl durch die Rippe als auch durch den Portsatz hindurch auszubilden. Hierfür eignet sich besonders eine Nietverbindung oder die Ausbildung eines Schweißpunktes.

Wie im Falle des gattungsgemäßen Wärmetauschers kann jedes Wärmetauschrohr mit einer Rippe versehen sein, die im wesentlichen längs einer gedachten gemeinsamen Ebene der Achsen der Wärmetauschrohre verläuft. Anders als bei dem bekannten Wärmetauscher ist dabei jedoch diese Rippe die Rippe, die für die Verbindung nutzbar gemacht wird.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Wärmetauscher beschreibt die gedachte Ebene die Mittelebene der betreffenden Rippe. Nach der Erfindung ist stattdessen vorzugsweise vorgesehen, daß die gedachte Ebene eine Grenzfläche von Rippe und Fortsatz beschreibt. Diese Grenzfläche kann eine Anlagefläche sein. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch allgemein auch möglich, wenn auch nicht im gleichen Maße bevorzugt, daß zwischen Rippe

■ ι · r< im um ι ic

■ I I ■ I I · ■ I <

ti · ' I 1 i t · « It

ti f f. I ·*·!■·(

ti ic ei · · ■ ι

Ct It(CC(C It ■■· ■ ti

•ι·· ··· at

• ια ■ r t » · · · t > J » · · I!

und Fortsatz etwas Abstand verbleibt, solange eine einwandfreie Verbindung, insbesondere Verschweißung, möglich ist. Die Technologien, die dies ermöglichen, sind an sich bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterungen.

Die genannte Anordnung der Grenzfläche hat den Vorteil, daß die wirksame Beanspruchungsfläche der Verbindung in der gemeinsamen Ebene der Achsen der Wärmetauschrohre und des Verteilrohres bzw. der Verteilrohre liegt und so unerwünschte Drehmomentbeanspruchungen der Verbindungsstellen minimal gehalten oder gar gänzlich vermieden werden können.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders bevorzugt bei solchen Wärmetauschern vorgesehen, bei denen längs des Verteilrohrs verlaufende Frontplatten der Wärmetauschrohre vorhanden sind. Dies ist bereits auch bei den gattungsgemäßen bekannten Wärmetauschrohren der Fall; dort jedoch ist die der Frontplatte abgewandte Seite der Verrippung des jeweiligen Wärmetauschrohres durch eine zur Frontplatte jeweils parallel verlaufende Rückplatte geschlossen. Anstelle der auch gegebenen Möglichkeit, eine derartige Rückplatte vom übrigen Wärmetauschrohr abnehmbar auszubilden (vgl. hierzu auch DE-OS 23 14 159) oder die Rückplatte mit Ausnehmungen zu versehen, durch welche eine Schweißeinrichtung eingreifen kann, ist nach der Erfindung bevorzugt vorgesehen, daß die der Frontplatte abgewandte Seite der Verrippung des jeweiligen Wärmetauschrohres offen ausgebildet ist.

Eine solche Anordnung ist an sich bei Wärmetauschrohren ohne Offenbarung einer Verschweißung zwischen Wärmetauschrohr und Verteilrohr bekannt (DE-OS 24 12 735). Besonders bevorzugt wird die Erfindung an einem Profilrohr dieser Art gemäß der gleichzeitigen Anmeldung derselben Anmelderin mit dem Titel "Profilrohr für Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper" (G 81 23 546.1) verwirklicht. Bei dieser

können Zwischenstege, welche das Leitungsrohr des Profilrohres

■lit "» · · · > Il

lilt»· · ···* )

• I I · · · · J

·» jl r f · I » · <* I« ill

bzw. einen zentralen Steg der dessen Verrippung bildenden Steganordnung mit ebenfalls zur Verrippung gehörenden Seitenstegen dieser Steganordnung verbinden, die die zur Ausbildung der Verbindung bzw. Verschweißung bildende Rippe am Wärmetauschrohr darstellen.

In solchen Fällen ist es zweckmäßig, wenn die die Verschweißungsebene oder sonstige Verbindungsebene definierende Grenzfläche, welche mit der gedachten gemeinsamen Ebene der Achsen der Wärmetauschrohre und damit meist auch der Achse des Verteilrohres zusammenfällt, die der Frontplatte abgewandte Seitenfläche der Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres ist.

Es ist nicht erforderlich, daß zum Ausführen der Erfindung das Verteilrohr oder die Verteilrohre auf die freien Enden der Wärmetauschrohre aufgelegt ist, bzw. sind. Vielmehr kann man in an sich bekannter Weise auch im Rahmen der Erfindung die an die Abzweigungen des Verteilrohres anschließenden Querschnittflächen der Wärmetauschrohre relativ zu deren benachbarten Stirnflächen derart zurücksetzen, daß das Verteilrohr in den Enden der Wärmetauschrohre eingebettet verläuft. Bekannte Vorbilder zeigen dabei sowohl die Möglichkeit, in den Stirnseiten der Wärmetauschrohre einen offenen Schlitz vorzusehen, in den Verteilrohr in Achsrichtung der Wärmetauschrohre eingeschoben wird, oder auch die Möglichkeit, an den Enden der Wärmetauschrohre geschlossene Ausnehmungen auszubilden, in die das Verteilrohr zunächst von der Seite her eingeschoben wird, ehe es mit seinen seitlichen Abzweigungen abgedichtet auf freie Enden der Leitungsrohre der Wärmetauschrohre aufgelegt und dann fixiert wird. Zum Fixieren dient hier die im einzelnen besprochene Verbindung nach der Erfindung.

Bereits bei dem gattungsgemäßen Wärmetauscher ist das Verteilrohr durch Strangpressen unter integraler Anformung eines kontinuierlich längs des Verteilrohres verlaufenden Fortsatzes

hergestellt worden. Genauer gesagt sind zwei derartige mit gegenseitigem Abstand an einer Seite des Verteilrohres ausgebildete Fortsätze ausgebildet wurden. Im Rahmen der Erfindung ist es nur noch erforderlich, einen derartigen Fortsatz vorzusehen. Bei dem bekannten Verteilrohr sind die beiden Fortsätze in bezug auf die Wärmetauschrohre exzentrisch angeordnet. Im Rahmen der Erfindung ist es zweckmäßiger, die Fortsätze mindestens weitgehend zentriert auf die gemeinsame Ebene der Wärmtauschrohre anzuordnen. Dann wird zweckmäßig dieser f

einzige Fortsatz mindestens zum Bereich der anzuschließenden j Querschnittflächen der Wärmetauschrohre mindestens teilweise jabgetragen. Vorzugsweise erfolgt dieses Abtragen zugleich mit | der Ausbildung der Abzweigungen des Verteilrohres mit zwei I Werkzeugen, einem Bohr- und einem Stanzwerkzeug, die längs | des schrittweise vorgeschobenen Sammelrohres im Abstand be- 1} nachbarter Wärmetauschrohre versetzt im Gleichtakt arbeiten. !

Bei den erfindungsgemäßen Wärmetauschern erfolgt der Wärme- ) tausch zwischen einem die Wärmetauschrohre durchströmenden |, meist flüssigen, gegebenenfalls aber auch gasförmigen, z. B. f·' dampfförmigen, ersten Wärmetauschfluid und einem die äußere Verrippung der Wärmetauschrohre beaufschlagenden zweiten Wärmetauschfluid, bei Raumheizkörpern der Raumluft. Der Wärmetausch erfolgt dabei teils durch Wärmestrahlung, teils durch Konvexion. Raumheizkörper dieser Art sind auch als Radiatoren für Raumtemperierung bekannt. Verteilrohre dienen dazu, das erste Wärmetauschfluid den Wärmetauschrohren zuzuführen und/oder von diesen -wieder abzuführen. Vorzugsweise wird der Wärmetauscher so angeordnet, daß die Wärmetauschrohre parallel zueinander vertikal verlaufen und oben und unten an je ein Verteilrohr angeschlossen sind.

• 1

• X O *

• · ' I

Die Erfindung bezieht sich auch auf weitergebildete Wärmetauscher, bei denen das Wärmetauschrohr ein Profilrohr ge- § maß dem Oberbegriff von Anspruch 10 ist. I

Bei Wärmetauschern der hier angesprochenen
Art erfolgt der Wärmetausch zwischen einem die
Profilrohre durchströmenden, meist flüssigen,
gegebenenfalls aber auch gasförmigen, z.B. dampfförmigen, ersten Wärmetauschfluid und einem die äußere Verrippung
der Profilrohre beaufschlagenden zweiten Wärmetauschfluid, und zwar der Raumluft bei Raumheizkörpern. Der "Wärmetausch erfolgt dabei teils durch Wärmestrahlung, teils durch Konvektion. Raumheizkörper dieser Art sind auch als Radiatoren für
Raumtemperierung bekannt. Verteilrohre dienen dazu, das
erste Wärmetauschfluid den als Wärmetauschrohre dienenden Profilrohren zuzuführen und/oder von diesen wieder abzuführen. Meist wird der Wärmetauscher so angeordnet, daß
die Wärmetauschrohre parallel zueinander vertikal verlaufen und oben und unten an je ein Verteilrohr angeschlossen sind.

Die Erfindung betrifft derartige Profilrohre unabhängig davon, ob sie als Halbfertigware, z.B. als Strangpreßprofil,oder im Einbauzustand in einem Wärmetauscher, vorliegen.

Bei neuzeitlichen Radiatoren für die Raumtemperierung besteht das Bestreben, z.B. aus Energi'esparungs gründen die
Betriebstemperatur des ersten Wärmetauschfluids möglichst niedrig anzusetzen, z.B. typischerweise bei 50°C. Hierbei entsteht eine geringere Temperaturdifferenz gegenüber der

fl ·

I I

Raumluft als bei älteren Raumheizkörpern, so daß schon deshalb das Bestreben besteht, den Strahlungsanteil möglichst hoch zu halten. Dies bietet auch bioklimatische Vorteile.

Ferner besteht das Bestreben, den Raumheizkörper möglichst wenig materialaufwendig, aber zugleich ohne deutliche Einbuße an Wirkungsgrad herstellen zu können.

Bei bekannten gattungsgemäßen Profilrohren gemäß DE-OS 24 12 735 sind diese Ziele schon teilweise erfüllt.

So ist das Leitungsrohr der Profilrohre bereits nahe benachbart der dazugehörigen Frontplatte angeordnet. Dadurch ist der V7ärmeleitverlust zwischen Leitungsrohr und Frontplatte klein und der Strahlungsanteil der Frontplatte hoch. Ferner ist ein guter Zugang für Konvektionsluft dadurch gegeben, daß das Profilrohr an der der Frontplatte abgewandten, also im Einbauzustand im allgemeinen einer Gebäudewand benachbarten Seite, offen ausgebildet ist und dadurch Konvektionsluft frei von hinten in das Wärmetauschrohr einströmen kann.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Profilrohr wird ferner von der Annahme ausgegangen, daß die Verrippung und damit der Wirkungsgrad optimal gewählt sind, da die die Verrippung bildenden Stege im wesentlichen sternförmig vom Leitungsrohr des Profilrohres abstehen und dadurch die Wärmeleitwege in der Verrippung minimal kurz sind. Die sternförmige Anordnung der Verrippung erfordert dabei eine relativ große Zahl von Verrippungsstegen.

Der weitergebildeten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verhältnis von Wirkungsgrad des Wärmetauschers zu Bauaufwand weiter zu optimieren.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Wärmetauscher mit einem Profilrohr nach der Gattung von Anspruch 10 gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 10 gelöst.

■ · t

I · · ■

■ lilt · « * _a *

nrt.-i ΙΓΤΙ'ΓΙΓΙΙΙΙΜ ηΙί ι iiiV ~~~^^~~~~~~— ~-—■ -*—

I" ■ Die Erfindung nimmt dabei nur scheinbar einen Nachteil dass - "
ν " durch in Kauf, daß der Wärmeleitweg zu den Seitenstegen der

Steganordnung größer wird als bei dem gattungsgemäßen be- ;■. kannten Profilrohr. Die Erfindung schafft nämlich eine Reihe

i| längs der Frontplatte verteilter und zur entgegengesetzten Seite der Frontplatte, im allgemeinen also nach hinten, hin

⁽' offener Fächer mit rechteckigem oder im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, deren Weite also längs der Normalen auf der Frontplatte gleich oder im wesentlichen gleich ist. Dies ermöglicht ein optimales Eindringen der Konvektionsluft von hinten in die Bereiche des Leitungsrohres der Profilrohre oder gar der Frontplatte. Ein Zugang von von hinten kommender Konvektionsluft zur Frontplatte ist jedoch bei .; dem bekannten gattungsgemäßen Profilrohr durch annähernd ι parallel zur Frontplatte verlaufende Seitenstege der Steganordnung weitgehend blockiert; soweit nach hinten offene i^Y Kammern zwischen den radial von dem Leitungsrohr abstehenden ;^: Stegen gebildet werden, nimmt der Querschnitt dieser Kammern

in Richtung zum Leitungsrohr ständig ab, und das führt zu ,· Zonen ruhender oder wenig umgewälzter Luft gerade in der Nachbarschaft des Leitungsrohres des jeweiligen Profilrohres.

Es hat sich gezeigt, daß man bei den erfindungsgemäßen Profilrohren mit.relativ großem Abstand zwischen den einzelnen rechtwinklig oder wenigstens annähernd rechtwinklig von der Frontplatte abgehenden Stegen der Steganordnung auskommen kann, so daß bei einer deutlichen Verbesserung früher erreichbarer Wirkungsgrade eine drastische Materialeinsparung möglich ist, beispielsweise um ca. 3 0 % gegenüber den besten |v von der Anmelderin früher hergestellten Radiatoren, die f.·· ihrerseits bisher schon als optimal auf dem Markt erschienen.

;' Es hat sich gezeigt, daß man optimale Ergebnisse erreicht,

η wenn bei vorgegebener Dicke des Profilrohres zwischen der

p_: Frontplatte und der entgegengesetzten'offenen Seite der Steg-

i;¹ anordnung die Abstände der untereinander im wesentlichen

ι ei · > ι_{# β}·ι r

III β · · · ι

ItIi · ι · · ι

parallel und rechtwinklig zur Frontplatte verlaufenden Stege einschließlich des zentralen Steges gleich sind. Optimale Wirkungsgrade haben sich bei den Bemessungen gemäß Anspruch ergeben.

Es erscheint möglich, aeben dem zentralen Steg - oder in denkbaren Abwandlungen auch einer vielfachen, z.B. zweifachen, Anordnung von zueinander parallelen zentralen Stegen, die alle vom Verteilrohr abgehen, - beidseitig davon jeweils nur einen einziger weiterer Seitensteg vorzusehen. Bevorzugt ist die Anordnung von jeweils zwei derartigen Seitenstegen, während aber auch eine größere Zahl noch denkbar ist. Dann allerdings wird eine gewisse Leistungseinbuße durch übergroßen Leitungsweg vom Leitungsrohr zum am weitesten entfernten Seitensteg erkennbar.

Es lassen sich ferner vorteilhafte Ergebnisse erreichen, wenn alle Seitenstege der Steganordnung unmittelbar von der Frontplatte ausgehen. Es hat sich jedoch als besonders bevorzugt herausgestellt, wenigstens die Seitenstege, welche dem zentralen Steg benachbart sind, gemäß Anspruch 15 nicht von der Frontplatte, sondern auch vom Leitungsrohr ausgehen zu lassen und so bezüglich dieser Seitenstege den Wärmeleitweg auch im Rahmen der erfindungsgemäßen Konfiguration kurzzuhalten. Zur Schaffung von nach hinten offenen Wärmeleitkammern, die auch im Bereich des Verteilrohres nicht eingeengt sind, ist dabei die Konfiguration gemäß Anspruch 16 bevorzugt.

Der Zwischensteg, der den zentralen Steg bzw. das Leitungsrohr mit den benachbarten Seitenstegen verbindet, hat minimale Länge bei großer Tiefe der Luftkammer, wenn die Konfiguration gemäß Anspruch 17 vorliegt.

Es ist auch bevorzugt möglich, den Zwischensteg gemäß Anspruch 16 für eine Schweiß- oder Nietverbindung zur Verbindung mit einem nahe benachbart überlappenden Fortsatz eines mit den Profilrohren korn-

Uli t I

I «

munizierenden Verteilrohres zu benutzen. Dies wird dadurch

begünstigt, daß die Schweißwerkzeuge von der offenen Seite

der Steganordnung der Profilrohre leicht eingeführt werden können.

Insbesondere für den Fall einer solchen Schweißverbindung ist dabei die Konfiguration der Steganordnung gemäß Anspruch 18 vorteilhaft, da dann die Trennebene zwischen den zu verschweißenden beiden Elementen gerade durch die Rohrachsen der Verteilrohre verläuft und somit infolge der Verschweißung keine unerwünschten Drehmomente auf die Verteilrohre einwirken.

Anspruch 19 beschreibt zweckmäßige Querschnitte der einzelnen Stege mit zunehmender Querschnittsstärke an den freien Enden der Stege in Richtung zum Wärmeleitrohr.

Anspruch 20 beschreibt eine vorteilhafte Anordnung im Grenzbereich benachbarter Profilrohre im Wärmetauscher, um einerseits auch zwischen benachbarten Profilrohren eine im wesent-. liehen rechteckige und nach hinten offene Kammer ausbilden zu können und andererseits diese Kammer, die am weitesten entfernt von der Wärmequelle im Verteilrohr ist, durch zusätzliche Konvektion durch Spalte zwischen benachbarten Front platten noch stärker als die anderen Kammern zu belüften.

Gemäß Anspruch 21 ist das Profilrohr vorzugsweise stranggepreßt. Bevorzugtes Material ist Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Bewährt als Aluminiumlegierung hat sich AlMgSi 0,5.

I · »
t * 1
• · 1

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht eines ersten Profilrohres für Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper;

Fig. 2 eine Stirnansicht einer ersten Abwandlung des Profilrohres gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Stirnansicht eines mit einem der Profilrohre gemäß Fig. 1 oder 2 verbindbaren Sammelrohres;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Sammelrohres gemäß Fig. 3;

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Wärmetauseher, bei dem ein Profilrohr gemäß Fig. 1 mit einem Sammelxohr gemäß den Fig. 3 und 4 verbunden ist und der als Raumheizkörper dient; sowie

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Wärmetauscher gemäß Fig. 5.

Die Profilrohre gemäß den Fig. 1 und 2 stimmen zunächst in folgendem überein:

Ein Leitungsrohr 2 für ein Warmetauschfluid, insbesondere Heizwasser oder Heizdampf, ist mit einer wärmeleitenden Verrippung in Gestalt von Stegen oder Rippen versehen. Diese Stege bilden eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres 2 erstreckende ebene Frontplatte 4 sowie eine zur entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres 2 hin offene Steganordnung Diese weist einen sich vom Leitungsrohr 2 aus erstreckenden

► f · »

B ·

ι· it lit ta·· · ·

- 13 -

und unter einem rechten Winkel zur Frontplatte 4 verlaufenden geraden zentralen Steg 8 auf, dessen Mittelebene durch die Achse des Leitungsrohres 2 hindurch verläuft und der unmittelbar aus dem Leitungsrohr 2 hervorgeht.

Je zwei gerade Seitenstege 10 und 12 erstrecken sich dabei zu beiden Seiten des zentralen Steges 8 parallel zu diesem und mit gleichen Abständen b untereinander.

Der zentrale Steg 8 sowie die Seitenstege 10 und 12 haben gleichen Abstand a zwischen der Frontplatte 4 und ihren freien Enden 14 auf der der Frontplatte 4 abgewandten Seite des Leitungsrohres 2; die freien Enden 14 liegen in einer zur Frontplatte 4 parallelen Ebene und beschreiben die offene Seite der Steganordnung 6.

Das Verhältnis a:b liegt im Bereich zwischen 10:1 und 2:1 und beträgt vorzugsweise etwa 3:1. Die Achse des Leitungsrohres liegt in diesem vorzugsweisen Fall zweckmäßig etwa ein Drittel der Länge a von der Frontplatte 4 entfernt (vgl. die Bemessungen in den Fig. 1 und 2). Der Außendurchmesser des Leitungsrohres 2 ist dabei zweckmäßig gleich oder etwas kleiner als der Abstand b der Stege untereinander.

Die Frontplatte 4 ragt beidseitig .um etwas weniger als das halbe Maß b über den Seitensteg 12 hinaus, welcher von den Stegen 10, 12 dem zentralen Steg fernerliegt. Die an den Überständen 16 der Frontplatte 4 relativ zum jeweils benachbarten Seitensteg 12 ausgebildeten Außenränder 18 der Frontplatte verlaufen parallel zum Leitungsrohr 2.

Die Profilrohre der Fig. 1 und 2 unterscheiden sich in folgendem:

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist das Leitungsrohr über einen in der Ebene des zentralen Stegs 8 verlaufenden geraden Stegansatz 2 0 mit der Frontplatte verbunden. Die dem Leitungsrohr 2 benachbarten Seitenstege 10 erstrecken sich von ihren Enden 14 nur bis geringfügig über eine gedachte Ebene 22 hinaus, welche zur Frontplatte 4 parallel durch die Achse 2 4 des Leitungsrohres hindurch verläuft. Diese gedachte Ebene 22 beschreibt dabei die der Frontplatte 4 abgewandte Seitenfläche 2 6 je eines Zwischenstegs 28, der unter einem rechten Winkel an die der Frontplatte 4 benachbarten Enden der Seitenstege 10 anschließt und als gerader Steg parallel zur Frontplatte 4 verläuft und direkt in die Wandung des Leitungsrohres 2 einmündet.

Der Stegansatz 2 0 hat eine größere Stärke als die Stärke der Stege 8, 10 und 12 sowie die Stärke der Frontplatte 4. Vorzugsweise ist dabei die Stärke doppelt so groß oder größer als die Stärke der Stege der Steganordnung 6.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 zeigt Wärmeleitungsvorteile wegen der direkten Anbindung der dem zentralen Steg 8 benachbarten Seitenstege 10 an das Leitungsrohr 2.

IC P ti C

t ait

■»nt ιΐι·

- 15 -

Die Ausführungsform von Fig. 2 zeigt eine Variante der Ausführungsform von Fig. 1. Bei dieser Variante ist der Stegansatz 20 unter Beibehaltung der Zwischenstege 2 8 durch geradlinige Verlängerungen 30 der dem zentralen Steg 8 benachbarten Seitenstege 10 bis in rechtwinklige Einmündung in die Frontplatte 4 ersetzt. Dabei wird zwischen der Frontplatte 4, den Verlängerungen 30, den Zwischenstegen 2 8 und dem Leitungsrohr 2 ein zusätzlicher rings umschlossener Konvektionsschacht 32 gebildet.

Bei Verwendung solcher Profilrohre gemäß den Fig. 1 oder 2 in Wärmetauschern für die Raumheizung verlaufen zweckmäßig Profilxohre der beschriebenen Art in mehrfacher Anordnung nebeneinander vertikal derart, daß zwischen ihren Frontplatten 4 jeweils ein kleiner Spalt verbleibt und die Kammer zwischen benachbarten Seitenstegen 12 benachbarter Wärmetauschrohre etwa den gleichen Querabstand b hat wie die Seitenstege der Steganordnung eines einzigen Profilrohres.

Die Steganordnung 6 weist dann zweckmäßig am oberen und am unteren Ende jedes Wärmetauschrohres entweder einen rechteckigen stirnseitigen Ausschnitt 34 oder eine entsprechende Ausnehmung auf, in welcher ein Verteilrohr 36 von oben bzw. von der Seite her eingeschoben werden kann. Derartige Verteilrohre 36 verlaufen horizontal parallel zur Oberkante bzw. Unterkante 38 der Frontplatte 2. Wie dargestellt können die Verteilrohre einen zylindrischen Innenquerschnitt und eine quadratische - oder rechteckige - Außenform haben. Die der Steganordnung 6 zugewandte Außenseite des Verteilrohres 36 kann dabei auf dem Grund des Ausschnittes bzw. der Ausnehmung 34 plan aufliegen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Zweckmäßig vermeidet man dabei sonst eine Berührung des Verteilrohres 36 mit der Frontplatte 4 sowie den achsferneren Bereichen der Steganordnung entsprechend den in Fig. 5 eingezeichneten Abständen einerseits zur Frontplatte 4 und andererseits zum unausgeschnittenen Bereich des zentralen Steges 8.

t 1 » · ■ I I IB III

- 16 -

Die Auflagefläche der Steganordnung 6 ist mit 40 bezeichnet (Fig. 5), die Auflagefläche des Verteilrohres 36 auf dem jeweiligen Profilrohr ist mit 42 bezeichnet (Fig. 4). Man erkennt in Fig. 4, daß dabei das Verteilrohr 36 eine umfangsseitig ausmündende Abzweigung 44 aufweist, deren Achse mit der Achse 2 6 des als Wärmetauschrohr dienenden Profilrohres gemeinsam ist und dazu dient, die Kommunikation des Verteilrohres mit den Wärmetausehrohren herzustellen. An der der Stirnfläche des jeweiligen Leitungsrohres 2 des Profilrohres gegenüberliegenden Fläche des Verteilrohres 36 ist eine Ringnut 46 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Dichtungsringes ausgespart, der mit der planen Stirnfläche des Leitungsrohres 2 des anzuschließenden Profilrohres zusammenwirkt.

Wenn der Zusammenbau der Profilrohre mit den Verteilrohren erfolgt ist, dienen die Stege der Steganordnung 6 gemeinsam'.' mit der Frontplatte 4 als Verrippung des Leitungsrohres 2. Die einzelnen Stege können daher auch als Rippen bezeichnet werden.

Zur mechanischen Befestigung des Verteilrohres 36 am jeweils als Wärmetauschrohr 48 dienenden Profilrohr der Ausführungsform der Fig. 1 und analog der Fig. 2 dient ein Fortsatz 50, welcher von der dem Wärmetauschrohr 48 zugewandten Flachseite des Verteilrohres 36 rechtwinklig und geradlinig ausgeht. Aus der gestrichelten Darstellung von Fig. 4 kann man entnehmen, daß der Fortsatz 5 0 ursprünglich Teil eines kontinuierlich mit dem Verteilrohr 36 stranggepreßten Seitenstegteils 50a des Verteilrohres war und dessen nicht benötigte Bereiche ausgestanzt werden, so daß nur noch beidseitig der Abzweigung 44 des Verteilrohres 36 je ein Lappen des Fortsatzes übrigbleibt.

Gemäß Fig. 3 läuft die eine Seitenfläche des flachen Fortsatzes 50 in einer gedachten Ebene, welche durch die Achse des Verteilrohres 36 hindurch verläuft und im montierten

• · I ■

• » 1 1 It I

• I I I β I I

\f—"-****r*iWi (rti*n-rrrrnrn~i«T^*l~in ιΐιΐι' m τι "ΐιΐΜΤΠύί iiii ΐιίιι>Ύ*ΓΓτ»ιΐΓιιη ymmimn y ni *httH "ι

Zustand mindestens annähernd mit der Seitenfläche 2 6 der vom Zwischensteg 2 8 gebildeten Rippe des Wärmetauschrohres zusammenfällt. Dies ermöglicht es, die beiden Lappen des Fortsatzes 5 0 und den Zwischensteg 2 8 der Profilform gemäß Fig. 1 (dargestellt) oder Fig. 2 unmittelbar nebeneinander in der Vertikalebene 2 6 anzuordnen und von der offenen Seite der Steganordnung 6 zu verbinden. Als sowohl den Fortsatz als auch den Zwischensteg 28 durchdringendes Verbindungsmittel ist in Fig. 5 ein punktartiges Verbindungsmittel 54 dargestellt, welches eine Niete, eine Punktschweißung oder eine sonstige Verbindung, auch Schweißung anderer Art, sein kann. Aus Symmetriegründen ist es zweckmäßig, wenn jedes Verteilrohr 36 mit beiden Zwischenstegen 2 8 jeweils durch einen eigenen Lappen des Fortsatzes 50 und je eine punktartige Verbindungsstelle 5 4 verbunden ist. Die Achse 56 des jeweiligen Verbindungsmittels ist in Fig. 1 sowie in Fig. eingezeichnet und entsprechend in Fig. 2 zu denken.

Claims (21)

ELISABETH JUNG dr,phil,,dipu-chem,; ί ί ! 'ί * *. \.βοοΰjmONCHEN 40, JÜRGEN SCHIRDEWAHN dr, rer, fW, WlVphVs, '> .' ' '· S.o.&ox 4014 6b „pnuinn «srniuiiTT μι ι cn μ no.««1' 'Clemsnsstrasse so 53EHMAHO SCHMhT-NILSON DR.-INQ. TELEFON: (ΟΒθ) 34 50 B7 GERHARD B. H A G '£ N dr, phil. teleqramm/cable: invent München PETER HIRSCH dipu-inq. telex:5-29ebb PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS G 81 23 548.8 9. Dezember 1981 u.Z.: Q 697 M1a (Dr.S/eb/we) Schiedel GmbH & Co., München Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper " Schutzansprüche

1. Wärmetauscher, insbesondere Raumheizkörper, mit mindestens einem Verteilrohr und mit verrippten Wärmetauschrohren., die nebeneinander jeweils mit einer Querschnittfläche an umfangsseitig ausmündende Abzweigungen des Verteilrohres angeschlossen sind, wobei eine Verbindung, insbesondere Schweißverbindung, zwischen einer Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres und einem sich längs des Verteilrohres erstreckenden abstehenden Fortsatz des Verteilrohres ausgebildet ist, und wobei sich eine Rippe des jeweiligen Wärmetauschrohres unter Überlappung mit dem Fortsatz parallel zu diesem erstreckt, gekennzeichnet durch eine Verbindung des Fortsatzes (50) mit der parallel zu diesem verlaufenden Rippe (28) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48).

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verbindungsmittel (54) sowohl durch die Rippe (28) als auch durch den Fortsatz (50) hindurch erstreckt.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung als Nietverbindung oder Schweißpunkt ausgebildet ist (Fig. 5).

POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 501 75 - 809 ■ BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A.G. MÖNCHEN. LEOPOLDSTRASSE 71, KONTO-NR. 60/35 794

Il I ) · IP · ■

«II» f · « β · '

I I I I · > · ·

t ι ι ι I · · ι « · ■

ti I Jl · I

, I , I t I « I I t 1 · ·

■' - 2 -

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Verbindungsmittel versehene Rippe (!2 8) im wesentlichen längs einer gedachten gemeinsamen Ebene der Achsen (24) der Wärmetauschrohre (48) verläuft.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gedachte Ebene eine Grenzfläche (26) von Rippe (28) und Fortsatz (50) beschreibt.

• 6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit längs des Verteilrohres verlaufenden Frontplatten der Wärmetauschrohre, dadurch gekennzeichnet, daß die der Frontal platte (4) abgewandte Seite der Verrippung (6) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48) offen ausgebildet ist.

7. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche (26) die der Frontplatte (4) abgewandte Seitenfläche der Rippe (2 8) des jeweiligen Wärmetauschrohres (48) ist.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Abzweigungen (44) des Verteilrohres (36) anschließenden Querschnittflächen (40) der Wärmetauschrohre (48) relativ zu deren benachbarten Stirnflächen derart zurückgesetzt (Aus- oder Einschnitte 34) sind, daß das Verteilrohr (36) in den Enden der Wärmetauschrohre eingebettet verläuft.

9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit stranggepreßtem Verteilrohr, an dem ein kontinuierlich längs des Verteilrohres verlaufender Fortsatz integral angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Fortsatz (50) ausgebildet und dieser mindestens im Bereich der anzuschließenden Querschnittflächen der Wärmetauschrohre (48) wenigstens teilweise abgetragen ist.

— "3 —

10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das jeweilige Wärmetauschrohr ein Profilrohr ist, das ein Leitungsrohr für ein Wärmetauschfluid und eine wärmeleitende Verrippung des Leitungsrohres in Gestalt von Stegen aufweist, die eine sich längs der einen Seite des Leitungsrohres erstreckende Frontplatte sowie eine zur entgegengesetzten Seite des Leitungsrohres hin offene Steganordnung bilden, die einen sich vom Leitungsrohr aus erstreckenden und unter einem rechten Winkel zur Frontplatte verlaufenden zentralen Steg aufweist, wobei das Leitungsrohr näher an der Frontplatte als an der offenen Seite der Steganordnung angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet , daß weitere Seiten- · Stege (10,12) der Steganordnung (6) beidseitig des zentralen Steges (8) parallel zu diesem angeordnet sind.

11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (b) zwischen den unter einem rechten Winkel zur Frontplatte (4) verlaufenden Stegen (8,10,12) gleich sind.

12. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis a:b des Abstandes (a) zwischen der Frontplatte (4) und der offenen Seite (bei 14) der Steganordnung (6) zum Abstand (b) zwischen den unter einem rechten

»III t · · * · I ■ III * * · *

Winkel zur Frontplatte verlaufenden Stegen (8,10,12) im Bereich zwischen 10:1 und 2:1 liegt, vorzugsweise etwa 3:1 beträgt.

13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des zentralen Steges (8) je zwei weitere Seitenstege (10,12) angeordnet sind.

14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des zentralen Steges (8) mindestens' je ein Seitensteg (12, in Fig. 2 auch 10) von der Frontplatte (4) ausgeht.

15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden dem zentralen Steg (8) beidseitig benachbarten Seitenstege (10) jeweils Verlängerungen eines Zwischensteges (28) sind, der seitlich vom Leitungsrohr (2) ausgeht.

16. Wärmetauscher nach Anspruch' 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischensteg (28) parallel zur Frontplatte (4) verläuft.

17. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischensteg (28) wenigstens annähernd vom Schnittpunkt einer gedachten Parallelebene (2 6) zur Frontplatte (4) durch die Achse (24) des Leitungsrohres (2) mit der Wand des Leitungsrohres ausgeht.

18. Wärmetauscher nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die gedachte Parallelebene (2 6) die eine Seitenfläche des Zwischensteges (28), vorzugsweise die der Frontplatte (4) abgewandte Seitenfläche, beschreibt.

19. Wärmetauschrohr nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (2) mit der Frontplatte (4) über einen Stegansatz (2 0) größerer Stärke als die Stärke der Stege (8,10,12) der Steganordnung (6) und die Stärke der Frontplatte (4) verbunden ist.

20. Wärmetauschrohr nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Leitungsrohr (2) parallelen Außenränder (18) der Frontplatte (4) relativ zum benachbarten Seitensteg (12) überstehen (16), vorzugsweise um weniger als die Hälfte des Abstandes (b) zwischen den rechtwinklig zur Frontpiatte (4) verlaufenden Stegen (8,10,12).

21. Wärmetauschrohr nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch ■gekennzeichnet, daß das Profilrohr stranggepreßt ist, vorzugsweise aus Al oder einer Al-Legierung, insbesondere AlMgSi 0,5.

I » ι Mit-·* · · ·