CH631541A5

CH631541A5 - Waermeaustauscher, insbesondere fuer brennkraftmaschinen.

Info

Publication number: CH631541A5
Application number: CH575378A
Authority: CH
Inventors: Jacobus Cornelis Versteeg
Original assignee: Breda Backer Rueb Maschf
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1982-08-13
Also published as: GB1591083A; JPS5410465A; DE2822743C2; DE2822743A1; NL7805567A; FR2392345A1; NL187501B; FR2392345B1; NL187501C; IT7823633A0; IT1094780B; US4191247A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärme- Die Figuren 2—5 zeigen das Element 8 der zweiten Stufe im austauscher mit mindestens einem parallele Rohre aufweisen- Detail. Das Element 8 besteht hauptsächlich aus einer flachen den, von einem ersten Medium durchflossenen Rohrbündel, das Dose, welche durch zwei schalenförmige Teile 81 und 82 (siehe einerseits mit einem Verteiler- und andererseits mit einem Sam- Figuren 3 und 4) gebildet wird, deren Kanten bei 83 gasdicht, melgehäuse verbunden ist, und mit einem um die Rohre (11, 55 beispielsweise durch Schweissen, miteinander verbunden sind. 12) angeordneten Mantel zur Führung eines zweiten Mediums, In der oberen Wand oder im oberen schalenförmigen Teil 81 ist worin zwischen dem Rohrbündel und dem Verteiler- bzw. Sam- die Röhre 7 in der Mitte befestigt derart, dass sie in den durch melgehäuse mindestens eine Verteiler- und/oder Sammelstufe die beiden schalenförmigen Teile gebildeten Hohlraum mündet, aus einer Vielzahl von Elementen gebildet ist derart, dass das Falls das Rohrbündel 1 nur aus einfachwandigen Rohren erste Medium stufenförmig gleichmässig in Teilströme geteilt 60 besteht, kann es mit dem äusseren Rohr 11 in Fig. 3 und 4 wird und/oder Teilströme stufenweise vereint werden und diese verglichen werden, wobei dieses Rohr mit dem unteren schalen-Elemente als dünnwandige Dosen ausgebildet sind. förmigen Teil 82 des Elementes 8 verbunden ist, so dass es in

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Wärme- den Hohlraum dieses Elementes mündet. Insbesondere aus Fig. austauscher wie vorgehend und in der CH-PS 617 504 beschrie- 5 geht hervor, dass jeweils drei Rohre des Rohrbündels mit dem ben wurde, zu verbessern. Darin befindet sich das dosenförmige65 Element 8 verbunden sind, so dass in der zweiten Stufe ein Element in der ersten Verteilerstufe, die direkt mit dem Vertei- Strom aus der Röhre 7 jeweils in drei Teilströme im Rohr 11 1er- oder Sammelgehäuse verbunden ist. Diese dosenförmigen geteilt wird oder dass drei Teilströme aus den Rohren 11 zum Elemente können j edoch nur unter grossen Schwierigkeiten in einen einzigen Strom in Röhre 7 vereinigt wird.

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Im gezeigten Ausführungsbeispiel setzt sich das Rohrbündel aus doppelwandigen Rohren zusammen, wobei das äussere Rohr 11 ein dazu koaxiales inneres Rohr 12 aufweist, durch welches das zweite Medium in der Ummantelung 6 fliesst. Um eine zuverlässige Führung zu gewährleisten, ist das innere Rohr 12 über das äussere Rohr 11 hinaus in axialer Richtung verlängert, so dass es über die Wand des Elementes 8 hinausragt, d.h. über das schalenförmige Teil 81 hinaus, (siehe Fig. 4). Auf diese Weise kann das zwischen den Rohren 11 und 12 fliessende Medium über das Element 8 die Röhre 7 erreichen oder umgekehrt.

Die Figuren 3 und 4 illustrieren den leichten, durch die Elemente 8 ermöglichten Zusammenbau. Zuerst wird der untere schalenförmige Teil 82 an das äussere Rohr 11 angeschweisst und anschliessend der obere schalenförmige Teil 81 an das innere Rohr 12, wonach diese beiden Teile durch Schweissen an den Kanten 83 zu einem einzigen Element 8 vereint werden. Schlussendlich wird die Röhre 7 in der Mitte des oberen schalenförmigen Teils 81 angeschweisst.

Die Draufsicht von Fig. 5 zeigt, dass das Element 8 im wesentlichen eine dreieckige Form aufweist. Die Seiten des Dreiecks sind bei 84 eingeschnürt, um sie so gut wie möglich dem Umfang des äusseren Rohres 11 mit den daran befestigten Kühlrippen 13 anzupassen. Auf diese Weise wird das aweite entlang den Kühlrippen 13 fliessende Medium so wenig wie möglich durch das Element 8 behindert, wodurch der gesamte Widerstand des Wärmeaustausches gering ist. Trotzdem wird die relative Biegsamkeit der Rohre gewährleistet, da das Element 8 dünnwandig ist und die Decken- und Bodenwände der 5 schalenförmigen Teile 81 und 82 in der Lage sind, sich relativ zueinander zu bewegen.

Im Hinblick auf ein leichtes Montieren stehen die Enden der Röhren 7, die in das Verteiler- und Sammelgehäuse münden, jeweils in einem rechten Winkel zur Symmetrieebene I-I, siehe îoFig. 1 angeordnet. Dies gilt zumindest für die Röhren, die sich im äusseren Bereich des Rohrbündels 1 befinden. Es ist daher möglich, zuerst die Gehäuse 2 und 3 mit den inneren Röhren 7 zu verbinden, anschliessend mit den äusseren Röhren, die zuvor über die Elemente 8 mit den Rohren des Rohrbündels 1 ver-15 bunden worden sind. Anschliessend können die Röhren 7, die mit den Rohren des Rohrbündels 1 verbunden sind, mit den Gehäusen verbunden werden, indem diese Einheit seitwärts im rechten Winkel herangeschoben und verschweisst wird.

Es ist auch möglich, verschiedene Elemente anders anzu-20 ordnen. So können die Röhren 7 mit mehr als drei Rohren des Rohrbündels 1 zusammenarbeiten, wobei die Querschnittsform des Verteilerelementes 8 angepasst werden muss. Ausserdem können, wie in Fig. 1 dargestellt, die Röhren 7 derart dimensioniert sein, dass die Elemente 8 auf gleicher Höhe angeordnet 25 werden können und nicht alternierend.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE einem grossdimensionierten Wärmeaustauscher eingebaut wer-

1. Wärmeaustauscher mit mindestens einem parallele Rohre den. Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, diesen aufweisenden, von einem ersten Medium durchflossenen Rohr- Nachteil zu beheben, jedoch die in der erwähnten Patentschrift bündel, das einerseits mit einem Verteiler- und andererseits mit beschriebenen Vorteile beizubehalten, d.h. eine vergleichsweise einem Sammelgehäuse verbunden ist, und mit einem um die 5 leichtgewichtige, anpassungsfähige Struktur beizubehalten, die Rohre (11,12) angeordneten Mantel zur Führung eines zweiten geeignet ist, die Spannungen, die bei grossen Temperatur-Mediums, worin zwischen dem Rohrbündel und dem Verteiler- Schwankungen auftreten, ertragen zu können.

bzw. Sammelgehäuse mindestens eine Verteiler- und/oder Sam- Der Wärmeaustauscher der dieses Ziel erreicht, ist dadurch melstufe aus einer Vielzahl von Elementen gebildet ist derart, gekennzeichnet, dass eine erste Verteiler- bzw. Sammelstufe dass das erste Medium stufenförmig gleichmässig in Teilströme io durch Röhren gebildet wird, die an einem Ende zum Verteilergeteilt wird und/oder Teilströme stufenweise vereint werden bzw. Sammelgehäuse hin offen sind und deren andere Enden in und diese Elemente als dünnwandige Dosen ausgebildet sind, die dosenförmigen Elemente einer zweiten Verteiler- bzw. Sam-dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Verteiler- bzw. Sam- melstufe münden.

melstufe durch Röhren (7) gebildet wird, die an einem Ende Um die Herstellung und den Zusammenbau der dosenför-

zum Verteiler- bzw. Sammelgehäuse (2, bzw. 3) hin offen sind is migen Elemente zu vereinfachen, zeichnet sich eine bevorzugte und deren andere Enden in die dosenförmigen Elemente (8) Ausführungsform dadurch aus, dass das dosenförmige Element einer zweiten Verteiler- bzw. Sammelstufe münden. zwei einander gegenüberliegende schalenförmige Teile auf-
2. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 1, dadurch gekenn- weist, deren Kanten gasdicht verschweisst sind.

zeichnet, dass jede Röhre (7) in einem rechten Winkel zu einer Die Erfindung wird nun im folgenden anhand einer Zeich ebenen ersten Wand (81) des dosenförmigen Elementes mündet 20 nung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, und sich die Rohre des Rohrbündels auf die gegenüberliegende Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt einen erfindungsgemäs-

Wand (82) hin öffnen. sen Wärmeaustauscher,
3. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 2, dadurch gekenn- Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der zweiten Verteilerstufe zeichnet, dass die Rohre des Rohrbündels als doppelwandige zwischen einer Röhre und den Rohren,

Rohre (11,12) ausgebildet sind und dass die äussere Rohrwand 25 Fig. 3 zeigt im Schnitt ein Detail eines Endes eines Rohres, (11) sich zur gegenüberliegenden Wand (82) des dosenförmigen das an die untere Hälfte eines dosenförmigen Elementes ange-Elements hin öffnet und die innere Rohrwand (12) über die schlössen ist,

erste Wand (81) des dosenförmigen Elementes hinaus verlän- Fig. 4 zeigt im Schnitt ein Detail eines dosenförmigen Ele-

gert ist. mentes, das mit einem Rohr und einer Röhre verbunden ist,
4. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 1, dadurch gekenn- 3l> Fig. 5 ist eine Draufsicht gemäss Linie V—V von Figur 2 und zeichnet, dass das dosenförmige Element (8) zwei einander ge- Fig. 6 ist ein Schnitt gemäss Linie VI-VI von Figur 2. genüberliegende, schalenförmige Teile (81,82) aufweist, deren In Fig. 1 erkennt man das Rohrbündel 1, welches oben und Kanten (83) gasdicht verschweisst sind. unten mit einem Verteilergehäuse 2 und einem Sammelgehäuse
5. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 1, dadurch gekenn- 3 verbunden ist. Die Rohre des Rohrbündels führen ein Mezeichnet, dass, in axialer Richtung gesehen, jedes dosenförmige 35 dium vom Verteilergehäuse 2 zum Sammelgehäuse 3, während Element eine dreieckige Form aufweist, wobei jeweils ein Rohr das andere Medium um das Rohrbündel 1 durch einen Mantel 6 des Rohrbündels (1) zu einer Ecke und eine Röhre (7) zur Mitte geführt wird, welches dieses Rohrbündel umschliesst. Das zwei-hin sich öffnet. te Medium fliesst, wie durch die Pfeile PI angedeutet, vom Bo-
6. Wärmeaustauscher gemäss Anspruch 5, dadurch gekenn- den Richtung Decke, so dass der Wärmeaustausch im Gegenzeichnet, dass die Seiten (84) des dreieckigen dosenförmigen 40 ström erfolgt.

Elements eingeschnürt sind. Vom Verteilergehäuse 2 aus wird das Medium stufenweise
7. Wärmeaustauscher gemäss einem der Ansprüche 1-6, in kleinere Verteilerströme geteilt bevor es zum Rohrbündel 1 dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Verteiler- und Sam- gelangt, oder es wird stufenweise von Teilströmen zu einem melgehäuse (2, 3) verbundenen Enden der Röhren (7), die sich Hauptstrom, welcher zum Sammelgehäuse 3 gelangt, vereint. In im äusseren Bereich des Rohrbündels befinden, rechtwinklig 45 einer ersten Stufe werden dazu Röhren 7 verwendet, die mit den zur Symmetrieebene (I-I) des Wärmeaustauschers angeordnet Gehäusen verbunden sind. Um die Teilströme in jeder Röhre zu sind. verteilen, werden Elemente der zweiten Stufe verwendet, die mit einer Anzahl Rohre des Rohrbündels verbunden werden. In

Fig. 1 sind die Röhren 7 und das Rohrbündel 1 nur durch Linien

50 dargestellt.