DE3331619A1 - Waermetauscher und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Else Heim

Strumpfelbach/Württemberg

Wärmetauscher und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher und ein Verfahren zu seiner Herstellung der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 5 angegebenen Art.

Bei einem bekannten Verdampfer, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, müssen Wärmetauschbleche in Form von gelochten Lamellen L hergestellt und auf Kupferrohre R1 aufgefädelt werden. Die Lamellen L müssen mit den Rohren R1 fest verbunden werden, wofür zwischen den Lamellen L üblicherweise noch Distanzstücke (nicht dargestellt) erforderlich sind. Anschließend müssen die Rohre R1 auf dargestellte Weise mit Bögen B verbunden werden, üblicherweise durch Hartlöten, und zur Vervollständigung des Rohrleitungssystems müssen ein Zulaufrohr R2 und ein Ablaufrohr R3 an das erste bzw. letzte der hintereinandergeschalteten Rohre R1 angeschlossen werden, üblicherweise ebenfalls durch Hartlöten.

Ein solcher bekannter Verdampfer hat keine sehr große wirksame Oberfläche, das Auffädeln der Lamellen auf die Rohre und das Verbinden mit diesen durch Löten od.dgl. ist schwierig und zeitraubend.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen insbesondere als Verdampfer oder Kondensator verwendbaren Wärmetauscher zu schaffen, der billiger und einfacher herstellbar ist und dabei eine wesentlich größere wirksame Oberfläche hat. Außerdem soll ein Verfahren zu seiner Herstellung angegeben werden.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 bzw. 5 angegebenen Merkmale bzw. Schritte gelöst.

Der Wärmetauscher nach der Erfindung hat aufgrund der riesigen Oberfläche der Wabenplatten eine wesentlich größere wirksame Oberfläche als der bekannte Verdampfer. Nach seiner Herstellung kann er als fertiges Element in beliebige Form weiterverformt werden, beispielsweise um ihn Rundungen anzupassen. Mehrere solche fertige Elemente können als Moduln übereinander oder nebeneinander angeordnet werden, um den Verdampfer oder Kondensator an eine beliebige erforderliche Leistung anzupassen.

Der Arbeitsaufwand bei der Herstellung des Wärmetauschers nach der Erfindung ist sehr gering, da nur ein einfacher Preßvorgang und gegebenenfalls lediglich noch ein Klebevorgang erforderlich sind und sämtliche Lötstellen, die bei dem bekannten Verdampfer vorhanden sind, entfallen.

Der Wärmetauscher nach der Erfindung kann als Konstruktionsteil in Sandwichkonstruktion eingesetzt werden, so daß er eine doppelte Funktion erfüllt.

Der Wärmetauscher nach der Erfindung ist in Kälteanlagen aller Art, in Solarenergieanlagen (in diesem Fall werden die Wabenplatten geschwärzt), in Kühlanlagen als Kondensator/Verdampfer und allgemein in jedem Wärmetauschprozeß einsetzbar.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines

bekannten Ijarnellenverdampfers,

Fig. 2 eine Wabenplatte eines Wärme

tauschers nach der Erfindung in Draufsicht,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung

einen Wärmetauscher nach der Erfindung für Verdampfungszwecke,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie

IV-IV in Fig. 3, wobei das Rohrleitungssystem weggelassen worden ist,

Fig. 5 die Einzelheit V von Fig. 4 in

größerem Maßstab und zusätzlich mit einem in die Wabenplatte eingebettetem Rohr und

Fig. 6 eine bevorzugte Art der Ubereinan^-

anordnung der Wabenpiatten am Beispiel von jeweils drei Zellen einer oberen und einer unteren Wabenplatte.

Der im folgenden beschriebene Wärmetauscher nach der Erfindung ist insbesondere als Verdampfer, Kondensator oder Kühler einsetzbar, wird aber im folgenden, sofern eine Unterscheidung zwischen diesen verschiedenen Verwendungszwecken nicht notwendig erscheint, einheitlich als Wärmetauscher bezeichnet.

BAD ORIGINAL COPY

Fig. 2 zeigt eine Wabenplatte 20, die zusammen mit einer weiteren Wabenplatte 22 (Fig. 3) anstelle der Wärmetauschbleche oder Lamellen L des in Fig. 1 dargestellten bekannten Verdampfers benutzt wird. Solche Wabenplatten bestehen aus Aluminiumfeinblech und sind aus einer US-Patentschrift der Firma Hexel bekannt. Bislang wurden diese bekannten Wabenplatten als Sandwichkonstruktionselemente im Flugzeugbau verwendet. Allgemein können bei dem hier beschriebenen Wärmetauscher aber beliebige metallische Wabenplatten verwendet werden.

Fig. 3 zeigt einen fertigen Wärmetauscher . Zwischen den beiden Wabenplatten 20 und 22 ist das insgesamt mit der Bezugszahl 24 bezeichnete Rohrleitungssystem angeordnet, von welchem in Fig. 3 nur das Zulaufrohr R2, das Ablaufrohr R3 und die Bögen B sichtbar sind, das aber im wesentlichen die gleiche Form wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Verdampfer hat, allerdings mit der wichtigen Ausnahme, daß das Rohrleitungssystem 24 eine in einem Stück fertiggebogene Rohrschlange ist, die nicht eine einzige Lötstelle aufweist.

Das Rohrleitungssystem 24 kann allerdings auch ein gelötetes System sein. Der Vorteil liegt dann gegenüber dem Stand der Technik immer noch darin, daß das Herstellen, Lochen, Auffädeln und Verlöten von Lamellen entfällt.

Zur Herstellung des in Fig. 3 dargestellten Wärmetauschers wird das bereits fertige Rohrleitungssystem 24 zwischen den beiden Wabenplatten 20, 22 angeordnet, die zunächst noch den für diesen Zweck ausreichenden gegenseitigen- Abstand aufweisen. Anschließend werden die beiden Wabenplatten 20, 22 gegeneinander gepreßt, wobei sich die in Fig. 3 nicht

sichtbaren Rohre R1 des Rohrleitungssystems, die vorzugsweise aus Metall bestehen, unter Verformung der mit ihnen in Berührung kommenden Zellenwände 25 der Wabenplatten in die Wabenplatten einpressen (vgl. die Fig. 4 und 5). Die einander benachbarten Seiten der beiden Wabenplatten sind vor dem Vorpressen mit einem Haftvermittler, z.B. einem Klebstoff _f versehen worden, der nach dem Verpresseri die Wabenplatten fest zusammenält. Das Verpressen kann so weit erfolgen, daß die beiden Wabenplatten gerade in gegenseitige Anlage kommen, oder noch etwas weiter, so daß sich die einander berührenden Zellenwände der beiden Wabenplatten ineinander pressen. Statt des Haftvermittlers kann auch mit einem Widerstandsschweißverfahren eine feste und homogene Verbindung zwischen den Wabenplatten und gegebenenfalls zwischen diesen und dem Rohrleitungssystem erzielt werden.

Fig. 5 zeigt, daß sich durch das Verformen der Zellenwände bei V der Wabenplatten durch die Rohre R1 beim Verpressen ein inniger Kontakt zwischen Rohren und Zellenwänden ergibt. Durch die Verwendung der Wabenplatten erhält der Wärmetauscher eine sehr große wirksame Oberfläche, die im Vergleich zu einem bekannten Verdampfer der in Fig. 1 dargestellten Art bei vergleichbarer Größe mindestens sechsmal größer ist als dessen wirksame Oberfläche.

Durch die radiale Verformung ergibt sich eine Federwirkung, mit der die Verformungsstellen V im fertigen Wärmetauscher auf die Berührungsstellen mit dem Rohrleitungssystem ständig einen Druck ausüben.

Die bevorzugte Lage, die die beiden Wabenplatten 20, 22 in bezug aufeinander und in bezug auf ein Rohr R1 einnehmen, ist in Fig. 6 am Beispiel von jeweils drei Waben für beide Platten dargestellt.

- Leerseite -

Claims (5)

1. 331619

   Else Heim

   Strumpfelbach/Wür t temberg

   Ansprüche :

   1 . Wärmetauscher, insbesondere für Kondensations- oder Verdampfungszwecke, mit Wärmetauschblechen, die von wenigstens einem Rohrleitungssystem durchzogen sind, durch das ein zu kondensierendes, zu verdampfendes, zu kühlendes oder zu erwärmendes Medium hindurchleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschbleche als wenigstens zwei miteinander verbundene Wabenplatten (20, 22) ausgebildet sind, die aus leicht verformbarem Blech bestehen, zwischen die das Rohrleitungssystem (24) eingelegt und durch Gegeneinanderpressen der beiden Wabenplatten wenigstens bis in deren gegenseitige Anlage in diese eingebettet ist.
2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenplatten (20, 22) mit einander und gegebenenfalls mit dem Rohrleitungssystem verschweißt sind.
3. 3. Wärmetauscher-nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,. daß die Wabenplatten (20, 22) miteinander verklebt sind.
4. 4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenplatten (20, 22) teilweise ineinander gepreßt sind, so daß die Wabenzellenwände

   (25) gegenseitig verpreßt sind.
5. 5. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende. Schritte:

   a) Herstellen eines fertigen Rohrleitungssystems,

   b) Einlegen des Rohrleitungssystems zwischen zwei Waben-, platten und

   c) Gegeneinanderpressen der beiden Wabenplatten wenigstens bis in gegenseitige Anlage unter Einbettung des Rohrleitungssystems zwischen den Wabenplatten und gleichzeitigem Aneinanderbefestigen der Wabenplatten.