DE19505641A1

DE19505641A1 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE19505641A1
Application number: DE19505641A
Authority: DE
Inventors: Andreas Ewert
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 1995-02-18
Filing date: 1995-02-18
Publication date: 1996-08-22

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einer Anzahl plattenförmiger Hohlelemente, die im Abstand zueinander angeordnet sind bei dem ein erstes Wärmetauschermedium durch den Zwischenraum zwischen den Hohlelementen und ein zweites Wärmetauschermedium durch die Hohlräume in den Hohlelementen strömt wobei die Hohlelemente aus wellenförmig gefalteten Rippenblechen gebildet werden und der Zwischenraum zwischen den Hohlelementen aus einem zu einem flachen Kanalrohr gefalzten Blech gebildet wird und wobei die wellenförmig gefalteten Rippenbleche in ihren Wellentälern mit dem Kanalrohr verbunden sind.

Es ist bekannt, einen Wärmetauscher für einen Wäschetrockner (Miele Wäschetrockner T 440 C oder T 560 C) mit einer Anzahl plattenförmiger Hohlelemente, die im Abstand zueinander angeordnet sind auszubilden. Der Zwischenraum zwischen den Hohlelementen wird aus einem durch Falzen zu einem flachen Rohr geformten Blech gebildet. Mit diesem Blech sind die gefalteten Rippenbleche in ihren Wellentälern verklebt. In dem flachen Rohr strömt die Prozeßluft des Trockners. In den Kanälen der Hohlelemente strömt im Kreuzstrom dazu die Kühlluft für den Wärmetauscher.

Ein derartiger Wärmetauscher ist durch seinen Aufbau kompakter und preiswerter in der Herstellung als zum Beispiel ein Wärmetauscher nach der Patentschrift EP 0 336 407 B1, bei der die plattenförmigen Hohlelemente in einem Gitterrahmen aus Kunststoff eingeschoben werden, damit sie auf Abstand zueinander angeordnet den Kanal für die Prozeßluft bilden. Im Anströmbereich der Kühlluft ist der Prozeßluftkanal durch Abdichtelemente verschlossen, wobei ein verbleibender Hohlraum noch mit Kleber aufgefüllt wird. Bedingt durch die Herstellung der bekannten Wärmetauscher ergibt sich ein hoher Energie- und Zeitbedarf durch die für das Kleben erforderlichen Vor- und Nachbehandlungen der Bleche wie das Entfetten der Bleche und Aushärten des Klebers.

Beide Lösungen haben weiterhin in bezug auf die Recyclingfähigkeit einen entscheidenden Nachteil gemeinsam. Die verwendeten Rohstoffe, hier insbesondere der Aluminiumwerkstoff der plattenförmigen Hohlelemente bzw. der Prozeßluftrohre, können nicht ohne Nachbehandlung wieder verwendet werden. Bei beiden Ausführungen muß z. B. der Kleber durch aufwendige Maßnahmen entfernt werden.

Da aber immer mehr schon bei der Konstruktion von neuen Bauteilen auf die Wiederverwendbarkeit der Werkstoffe zu achten ist, ist es Aufgabe der Erfindung einen Wärmetauscher so auszugestalten, daß die verwendeten Werkstoffe ohne aufwendige Nachbehandlung wieder verwendet werden können. Im Fall der vorliegenden Erfindung soll insbesondere der Werkstoff Aluminium ohne Nachbehandlung wieder verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß der Wärmetauscher besonders recyclingfreundlich herstellbar ist. Für die Verbindung der die Wärmetauschermedien führenden Kanäle wurde die Verbindungstechnik Clinchen gewählt, wodurch das Verkleben überflüssig wird. Die Rippenbleche der plattenförmigen Hohlelemente können in einem einzigen Arbeitsgang durch das Verfahren Durchsetzfügen (Clinchen) mit den Blechen für die Kanalrohre verbunden werden. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß auch sehr dünne Bleche für einen Wärmetauscher mit Stärken zwischen 0,1 bis 0,2 mm bzw. 0,2 bis 0,4 mm optimal miteinander durch Clinchen verbunden werden können.

Bei einem Wärmetauscher für einen Wäschetrockner wird für den Prozeßluftkanal ein dünnes Blech zu einem flachen Rohr gefaltet. Das Blech wird vor dem Falten mit den Kühllamellen für die Kühlluftführung versehen. Die Kühllamellen werden aus wellenförmig gefalteten Rippenblechen gebildet. Die Rippenbleche werden vor dem Falzen mit den Blechen für den Prozeßluftkanal verclincht. In den Wellentälern der Rippenbleche sind dazu mehrere Clinchpunkte direkt hintereinander angeordnet. Die Bleche können so zu einem flachen Rohr gefaltet werden, daß die Rippenbleche, welche die Kühlluftkanäle bilden, innen oder außen liegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Den Wärmetauscher mit Darstellung der Wärmetauschermedien im Kreuzstrom,

Fig. 2 den Wärmetauscher in Anströmrichtung der Prozeßluft eines Wäschetrockners gezeichnet,

Fig. 3 das Kanalrohr in gestreckter Länge mit verclinchtem Rippenblech

Fig. 4 Rippenblech und Kanalrohr in Anströmrichtung der Kühlluft,

Fig. 5 einen Clinchpunkt aus Fig. 4 als Einzelheit im Wellental erhaben bzw. versenkt,

Fig. 6 die im Wellental hintereinander angeordneten Clinchpunkte,

Fig. 7 das Kanalrohr nach Figur gefalzt und noch seitlich geöffnet,

Fig. 8 das Kanalrohr mit dem Rippenblech und erhabenen Clinchpunkten,

Fig. 9 das Kanalrohr mit dem Rippenblech und versenkten Clinchpunkten,

Fig. 10 Kanalrohr mit Rippenblech, wobei die Wellenberge der Rippenbleche einander berühren,

Fig. 11 Kanalrohr mit versetzt zueinander angeordneten Rippen, wobei die Wellenberge und Wellentäler einander berühren,

Fig. 12 Kanalrohr mit außen liegendem Rippenblech,

Fig. 13 Kanalrohr mit innen liegendem Rippenblech.

In der Fig. 1 ist beispielsweise ein luftgekühlter Wärmetauscher für den Einsatz in einem Wäschetrockner dargestellt. Mit P ist der Prozeßluftstrom und mit K der Kühlluftstrom bezeichnet. Prozeßluft und Kühlluft strömen in dem gezeigten Beispiel im Kreuzstrom. Bei entsprechender Anordnung der Kühlrippen ist es ist aber auch möglich die Wärmetauschermedien im Gegenstrom oder Gleichstrom zu führen.

Fig. 2 zeigt den Wärmetauscher mit Sicht auf die Prozeßluftkanäle (1) und die im Kreuzstrom zur Prozeßluft angeordneten Kühlluftkanäle (2). Fig. 3 zeigt eine Variante für den Fertigungsablauf des Wärmetauschers. Das Blech (3) für den Prozeßluftkanal (1) ist in gestreckter Länge gezeigt. Mit diesem Blech (3) wird ein gefaltetes Rippenblech (4) für den Kühlluftkanal (2), wie in Fig. 4 gezeigt, verclincht. Danach wird das Blech (3) an den in Fig. 3 gezeigten Biegelinien (5) zu einem flachen Kanalrohr (6) für die Prozeßluft gefaltet und an seinen offenen Enden durch Falzen geschlossen. Fig. 7 zeigt ein gefaltetes Kanalrohr (6) mit darauf verclinchtem Rippenblech (4). Die Clinchpunkte (7) sind in Fig. 5 als Einzelheit gezeigt. Sie können erhaben oder versenkt ausgeführt sein. Fig. 6 zeigt die hintereinander angeordneten Clinchpunkte (7). Ein Clinchpunkt (7) hat einen maximalen Außendurchmesser von 6 mm. Der Abstand der Mittellinien der Clinchpunkte (7) zueinander beträgt 9 bis 10 mm. Fig. 8 und 9 zeigen noch einmal den Prozeßluftkanal (1) mit verclinchten Kühlluftkanälen (2), wobei in Fig. 8 erhabene und in Fig. 9 versenkte Clinchpunkte (7) dargestellt sind. Fig. 10 und 11 zeigen mögliche Anordnungen mehrerer Wärmetauscherkanäle übereinander. In Fig. 10 berühren sich die Wellenberge (8) der gefalteten Rippenbleche (4) und bilden so die Kühlluftkanälekanäle (2) des Wärmetauschers. In Fig. 1 1 greifen Wellenberge (8) und Wellentäler (9) versetzt ineinander. Fig. 1 2 und 13 zeigen mögliche Varianten der Anordnung der Rippenbleche (4) auf dem Blech (3) für den Prozeßluftkanal (1). In Fig. 12 sind die Rippenbleche (4) außenliegend angeordnet. Mehrere Kanalrohre (6) können übereinander gestapelt zu einem Wärmetauscherpaket zusammengefügt werden. Die gestapelten Kanalrohre (6) können mit Übermaß gefertigt werden und durch Zusammendrücken auf das gewünschte Maß gebracht werden, wodurch ein wärmeleitender Kontakt der Tauscherflächen gegeben ist. In Fig. 13 sind die Rippenbleche (4) innenliegend angeordnet. Diese Anordnung macht einen Rahmen (nicht dargestellt) erforderlich, in den die Platten (10) eingeschoben und auf Abstand zueinander angeordnet werden. In den Zwischenräumen der Platten (10) wird die Prozeßluft und in den Kanälen (2) der Rippenbleche (4) wird die Kühlluft geführt.

Claims

1. Wärmetauscher mit einer Anzahl plattenförmiger Hohlelemente, die im Abstand zueinander angeordnet sind bei dem ein erstes Wärmetauschermedium durch den Zwischenraum zwischen den Hohlelementen und ein zweites Wärmetauschermedium durch die Hohlräume in den Hohlelementen strömt wobei die Hohlelemente aus wellenförmig gefalteten Rippenblechen gebildet werden und der Zwischenraum zwischen den Hohlelementen aus einem zu einem flachen Kanalrohr gefalzten Blech gebildet wird und wobei die wellenförmig gefalteten Rippenbleche in ihren Wellentälern mit dem Kanalrohr verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenbleche (4) und die Kanalrohre (5) durch das Verfahren Durchsetzfügen (Clinchen) miteinander verbunden sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wellentälern (8) der Rippenbleche (4) mehrere Clinchpunkte (7) hintereinander angeordnet sind.

3. Wärmetauscher nach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalrohre (6) und die Rippenbleche (4) aus Aluminimblech herstellbar sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalrohre (6) eine Wandstärke von 0,2 bis 0,4 mm aufweisen.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenbleche (4) eine Wandstärke von 0,1 bis 0,2 mm aufweisen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rippenblech (4) durch Clinchen mit dem gestreckten Blech (3) für das Kanalrohr (6) verbunden und danach das Blech (3) zu einem Kanalrohr (6) gefaltet wird, bei dem die offenen Enden durch Falzen miteinander verbunden werden und das mehrere übereinander gestapelte Kanalrohre (6) mit Rippenblechen (4) zu einem Wärmetauscherpaket zusammengefügt werden.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gestapelten Kanalrohre mit Übermaß gefertigt und durch Zusammenpressen auf das gewünschte Maß gebracht werden.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenbleche (4) nach dem Falten des Kanalrohres (6) außenliegend angeordnet sind.

9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenbleche (4) derart auf dem Kanalrohr (6) angeordnet sind, daß die Wärmetauschermedien im Kreuzstrom zueinander strömen.

10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenbleche (4) derart auf dem Kanalrohr (6) angeordnet sind, daß die Wärmetauschermedien im Gegenstrom zueinander strömen.

11. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche für den Einsatz in einem Wäschetrockner, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlelementen der Rippenbleche (4) der Kühlluftstrom K und in den Kanalrohren (6) der Prozeßluftstrom P geführt wird.