DE3207881C1

DE3207881C1 - Heat exchanger profile

Info

Publication number: DE3207881C1
Application number: DE19823207881
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Salzgitter AG
Current assignee: JANHSEN, JAKOBUS, 3325 LENGEDE, DE
Priority date: 1982-03-05
Filing date: 1982-03-05
Publication date: 1983-10-06

Description

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Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscher-Profil mit mindestens einer wellenprofilierten Fläche zur Bildung von Rohren mittels zwei miteinander verbundener U-Profile.

Es ist bekannt, U-artig ausgebildete Profile mit ihren abgewinkelten Flanschenden miteinander zu verbinden, um ein rechteckiges Rohr für eines der durchfließenden Medien zu bilden (DE-PS 2 58 315). Es ist ferner bekannt, daß bei Profilen dieser Art die größeren, äußeren Flächen eine Wellenprofilierung aufweisen. Die so gebildeten Rohre werden zur Bildung von Wärmetauschern mit ihrer Wellenprofilierung kämmend ineinandergelegt und gegebenenfalls mit ihren aneinanderliegenden Flächen verlötet

Wie umfangreiche Untersuchungen ergeben haben, ist der Wärmeübergang trotz der zwischen den beiden Medien unterschiedlicher Temperatur befindlichen doppelten Wandung und des verbindenden Lötmaterials sehr günstig.

Die Herstellung solcher Rechteck-Rohre ist jedoch sehr aufwendig. Die kämmende Wellenprofilierung zweier benachbarter Rohre muß sehr genau ausgebildet sein, um einen völligen Kontakt der aneinanderliegenden, gewellten Flächen zweier benachbarter Rohre zu erreichen. Zudem erfordert eine derartige Verbindung zwischen den benachbarten Flächen ein sehr sorgfältiges und umständliches Lötverfahren. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß bei radialer Verlegung solcher Rohre in Längsrichtung die vertikalen Stege der U-Profile plastisch verformt werden müssen. Das erfordert einen entsprechend ziehfähigen Werkstoff. Bei relativ weichen Werkstoffen, wie z.B. Kupfer, besteht die Gefahr einer Ausbeulung der seitlichen Stege und damit eine Verengung des Durchflußquerschnitts der Rechteckrohre.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Profil eingangs genannter Art mit der bekannten, die Oberfläche vergrößernden Wellenprofilierung zu entwickeln, mit dem die vorbeschriebenen Nachteile behoben werden. Darüber hinaus soll ein solches Profil eine einfachere Herstellung von Wärmetauschern ermöglichen, den Wärmeübergang verbessern und den Materialeinsatz verringern.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Profil gemäß dem Oberbegriff vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schenkel des U-Profils aus der Senkrechten nach außen abgewinkelt sind, die in Längsrichtung des Profils, etwa in Höhe des gewünschten Durchflußquerschnitts, jeweils nach außen hervorstehende Erhebungen aufweisen und die Länge der Schenkelenden unterhalb der hervorstehenden Erhebung ebenfalls etwa der Höhe des Durchflußquerschnitts entspricht.

Mit diesen Merkmalen ausgestattete Profile lassen sich leicht zur Bildung benachbarter Strömungskanäle aufeinanderstecken. Durch einfaches Verschweißen oder Verlöten der Schenkelenden mit den nach außen hervorragenden Erhebungen der benachbarten Profile ist der Wärmetauscher schnell in der gewünschten Größe mit der erforderlichen Leistung fertiggestellt. Der Wärmeübergang erfolgt nunmehr durch eine Wandung jeweils zum benachbarten Kanal und wird dadurch erheblich verbessert. Komplizierte Lötverfahren an den gewellten Flächen entfallen. Außer dem sehr einfachen Herstellungsverfahren ist der Materialeinsatz wesentlich geringer.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften des erfindungsgemäßen Wärmetauscher-Profils sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung veranschaulicht in

F i g. 1 einen Querschnitt des Profils,

Fig. 2 zusammengesteckte Profile zur Bildung eines Wärmetauschers,

Fig.3 Verlegung der Profile in Radien zur Profillängsrichtung.

F i g. 1 zeigt ein U-Profil 1 mit Wellenprofilierung und Schenkeln 2, die von der Senkrechten 3 nach außen abgewinkelt sind. In einer Höhe 4, die dem mittels der Profile 1 zu bildenden Durchflußquerschnitt 5 entspricht, sind nach außen hervorragende Erhebungen 6 in den Schenkeln 2 vorgesehen. Die Erhebungen 6 sind zweckmäßig durch Sicken hergestellt, die in Längsrichtung des Profils 1 eingewalzt sind. Die Höhe 10 der nach außen hervorragenden Erhebungen 6 entspricht etwa der Materialdicke 11 des Profils 1. Durch derartige Sicken 6 werden gleichzeitig die Schenkel 2 stabilisiert, welches bei Verwendung von dünnen Blechen besonders vorteilhaft ist. Die Schenkelenden 8 unterhalb der Erhebungen 6 haben eine Länge 7, die etwa der Höhe 4 der künftigen Höhe des Durchflußquerschnitts 5 entspricht. Gemäß F i g. 2 werden derartig ausgebildete Profile 1 aufeinander gesteckt. Dabei stellt sich der

Abstand zwischen den einzelnen Profilen 1, li, I2 zur Einhaltung der Höhe 4 im Durchflußquerschnitt 5 von selbst ein, wenn die Schenkelenden 8 auf den hervorragenden Erhebungen 6 aufliegen. Durch die nur geringfügige elastische Verformung der Schenkel 2 nach außen wird das Profil 1 nicht geschwächt. Sind alle Profile 1, li, I2 und so weiter zusammengesteckt, können die Schenkelenden 8 mit den Erhebungen 6 verschweißt oder — je nach Bedarf — miteinander verlötet werden. Größere Radien können durch stärkere elastische Verformung der Schenkel 2 gebildet werden, wie in F i g. 3 dargestellt ist. Die auf dem Profil I2 aufgesetzten Profile It und 1 nehmen mit zunehmender Radiengröße eine jeweils geringere Spreizung der Schenkel 2 ein. Auch in diesem Falle wird der Durchflußquerschnitt nahezu konstant erhalten. Ferner ist die Verschweißung oder auch die Verlötung der Schenkelenden 8 mit den hervorragenden Erhebungen leicht und einwandfrei durchführbar. Wenn sehr enge Radien gebildet werden müssen, sind hierfür die Stege 2 innerhalb der Radien entsprechend der Krümmung keilförmig auszuschneiden. Eine einfache Maßnahme, die durch einfaches Verschweißen der keilförmig ausgeschnittenen Stege schnell und sicher durchführbar ist, wobei der Durchflußquerschnitt 4 — wenn überhaupt — kaum verändert wird.

Für den Zu- und Abfluß der wärmetauschenden Medien sind die so gebildeten Durchflußkanäle 5 stirnseitig einfach, z. B. mittels angeschnittener, quer zur Profillängsachse angeschweißten Rohrstutzen, zu verschließen. Die Zu- und Abflüsse sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Wärmetauscher-Profil mit mindestens einer wellenprofilierten Fläche zur Bildung von Rohren mittels zwei miteinander verbundener U-Profile, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (2) des U-Profils (1) aus der Senkrechten (3) nach außen abgewinkelt sind, die in Längsrichtung des Profils (1) etwa in Höhe (4) des gewünschten |₀ Durchflußquerschnitts (5) jeweils nach außen hervorragende Erhebungen (6) aufweisen und die Länge

(7) der Schenkelenden (8) unterhalb der hervorragenden Erhebung (6) ebenfalls etwa der Höhe (4) des Profilquerschnitts (5) entspricht

2. Wärmetauscher-Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das U-Profil (1) auf ein zweites Profil (li) bis zur Anlage der Schenkelenden

(8) auf die nach außen hervorragende Erhebung (6) des darunterliegenden Profils (11) aufsteckbar ist.

3. Wärmetauscher-Profil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelenden (8) des einen Profils (1) mit den hervorragenden Erhebungen (6) des benachbarten Profils (li) verschweißt oder verlötet (9) sind.

4. Wärmetauscher-Profil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hervorragenden Erhebungen (6) in Längsrichtung des Profils (1) verlaufende durchgehende Sicken sind.

5. Wärmetauscher-Profil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (10) der nach außen hervorragenden Erhebungen (6) etwa der Materialdicke (11) des Profils (1) entspricht

6. U-Profil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwinkelung (12) der einzelnen Schenkel von der Senkrechten (3) nach außen mindestens die Materialdicke (11) des Profils (1) beträgt