Wärmetauscher-Einrichtung mit Wärmetauscher-Rohren und blechförmigen Lamellen

Abstract

 Es wird eine Wärmetauscher-Einrichtung mit Wärmetauscher-­Rohren (20) und blechförmigen, Bohrungen (12) aufweisenden Lamellen (10) beschrieben. Der Rand jeder Lamelle (10) besteht aus den Seitenkanten (16) eines länglichen Bandes und aus das Band schräg neben den Bohrungen (12) durchschneidenden, parallelen Grundkanten (18). Die Wärmetauscher-Rohre (20) erstrecken sich durch die Bohrun­gen (12) hindurch, deren Durchmesser (da) dem Aussendurchmes­ser der Wärmetauscher-Rohre (20) entspricht und die in einem recht­winkeligen Gitter angeordnet sind, dessen Längsgitterlinien (22) zum Rand (16) parallel und dessen Quergitterlinien (24) zum Rand (16) senkrecht verlaufen. Die Gitterlinien (22,24) weisen in den beiden zueinander senkrechten Gitterrichtungen konstante Teilungen (s₁, s₂) auf, wobei benachbarte Quergit­terlinien (24) um eine halbe Teilung (s₁/2) gegeneinander ver­setzt sind. Die Grundkante (18) schließt mit dem Rand (16) ei­ nen Winkel (A) ein, der durch die Formel gegeben ist: A = arc tg. Die Grundkante (18) liegt zwischen den Bohrungen (12) in einem Bereich (26), dessen Breite (c) durch die Formel

gegeben ist, wobei der Durchmesser (d_a) und die Teilungen (s₁, 2₂) miteinander in einer solchen Beziehung stehen, dass gilt -:

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscher-Einrichtung mit Wärmetauscher-Rohren und blechförmigen, Bohrungen aufwei­senden Lamellen, deren Rand aus den Seitenkanten eines länglichen Bandes und aus das Band schräg neben den Boh­rungen durchschneidenden, parallelen Grundkanten besteht, wobei sich die Wärmetauscher-Rohre durch die Bohrungen hin­durch erstrecken, deren Durchmesser (da) dem Aussendurch­messer der Wärmetauscher-Rohre entspricht, und die in einem rechtwinkeligen Gitter angeordnet sind, dessen Längsgitterlinien zu den Seitenkanten des Randes parallel und dessen Quergitterlinien zu den Seitenkanten des Randes senkrecht verlaufen, wobei die Gitterlinien in den beiden zueinander senkrechten Gitterrichtungen konstante Teilungen S₁, S₂ aufweisen, und wobei benachbarte Quergitterlinien um eine halbe Teilung (s₁/2) gegeneinander versetzt sind.

[0002] Derartige Wärmetauscher-Einrichtungen mit blechförmigen La­mellen, deren Rand aus den Seitenkanten eines Bandes und aus das Rechteck schräg neben den Bohrungen durchschnei­denden, zueinander parallelen Grundkanten besteht, sind intern bei der Anmelderin bekannt. Bei der bekannten Wärmetauscher-Einrichtung ist der Winkel, den jede Grundkante mit dem Längsrand des Bandes einschliesst, durch den arc tg des Quotienten der Teilung der Quer gitterlinien zur Teilung der Längsgitterlinien gege­ben. Die das längliche Band schräg neben den Bohrungen durch­schneidenden Grundkanten dienen dabei dazu, die Gesamthöhe des Wärmetauschers, die senkreckt zu den das Band schräg neben den Bohrungen durchschneidenden Grundkanten gemessen wird, zu reduzieren. Bei einer solchen Wärmetauscher-Einrich­tung geht die versetzte Anordnung der Wärmetauscher-Rohre durch die Anordnung der das längliche Band schräg neben den Bohrungen durchschneidenden Grundkanten in eine fluchtende Anordung über, wodurch sich eine Verringerung des Wärmew irkungsgrades der Wärmetauscher-Einrichtung ergibt.

[0003] Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wärmetauscher-Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch eine geeignete Wahl der Schnitt durch das längliche Band derart möglich ist, dass die Gesamthöhe der Wärmetauscher-Einrichtung weiter reduziert ist und gleichzeitig benachbarte Wärmetauscher-Rohre in vorteil­hafter Weise nicht miteinander fluchten.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Grundkante mit der Seitenkante des Randes einen Winkel A einschliesst, der durch die Formel

gegeben ist, und dass die Grundkante zwischen den Boh­rungen in einem Bereich liegt, dessen Breite c durch die Formel

gegeben ist, wobei der Durchmesser d_a und die Teilungen s₁, s₂ miteinander in einer solchen Beziehung stehen, dass gilt -:

[0005] Durch den wiederkehrenden Schnitt durch das Band entlang den Grundkanten entsprechend den zuletzt genannten Formeln wird der Vorteil erzielt, dass die Wärmetauscher-Rohre in Anströmrichtung gesehen nicht miteinander fluchten, sondern gegeneinander versetzt sind. Dadurch ergibt sich ein ver­gleichsweise hoher thermischer Wirkungsgrad der Wärmetau­scher-Einrichtung. Ein erheblicher Vorteil der erfindungs­gemässen Wärmetauscher-Einrichtung besteht darin, dass seine gesamte Einbauhöhe über der zum Rand schräg verlau­fenden Grundkante bei einem entsprechenden Wärmewir­kungsgrad kleiner ist als bei einer bekannten Wärmetauscher-­Einrichtung der gattungsgemässen Art.

[0006] Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemässen Wärmetauscher-Einrichtung.

[0007] Es zeigen -:

Figur 1 einen Querschnitt durch eine abschnittsweise dargestellte Wärmetauscher-Einrichtung und

Figur 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II aus Figur 1, wobei eine Lamelle und ein in der Lamelle gelagertes Wärmetauscher-Rohr nur abschnittsweise dargestellt sind.

[0008] Figur 1 zeigt einen Abschnitt eines länglichen Bandes, aus dem blechförmige Lamellen 10 ausgeschnitten werden, die Bohrungen 12 aufweisen. Der Rand jeder blechförmigen Lamelle 10 besteht aus den länglichen Seitenkanten 16, die zueinan­der parallel verlaufen, und aus das Band schräg neben den Bohrungen 12 durchschneidenden Grundkanten 18.

[0009] Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, erstrecken sich die Wärme­tauscher-Rohre 20 durch die Bohrungen 12 der blechförmigen Lamellen 10 hindurch, wobei in dieser Figur nur ein Wärme­tauscher-Rohr 20 abschnittweise dargestellt ist. Der lichte Innendurchmesser der Bohrungen 12 in den blechförmigen La­mellen 10 entspricht dem Aussendurchmesser der Wärmetauscher-­Rohre 20. Die Bohrungen 12 sind in der blechförmigen Lamelle 10 in einem rechtwinkeligen Gitter angeordnet, das in Figur 1 durch strichpunktierten Linien und angedeutet ist. Die Längsgitterlinien 22 bzw. die Quergitterlinien 24 wei­sen konstante Teilungen s₂ bzw. s₁ auf, wobei benachbarte Quergitterlinien 24 um eine halbe Teilung s₁/2 gegeneinander versetzt sind.

[0010] Bei der erfindungsgemässen Wärmetauscher-Einrichtung schliesst die das Band schräg durchschneidende Grundkante 18 mit der länglichen Seitenkante 16 einen Winkel A ein, der durch die Formel

[0011] Die Schnittlinie liegt innerhalb eines streifenförmigen Be­reiches 26, der in Figur 1 kreuzweise schraffiert angedeutet ist und der beispielsweise eine Breite c ≧ 2 mm aufweist. Diese Breite c ist durch die Breite des Schneidwerkzeuges vor­gegeben, mit dem das Band durchschnitten werden soll. Bei einem schmäleren Werkzeug kann c auch bei 1 mm und darunter liegen. Die Breite c wird durch die Abmessungen der Bohrun­gen12 und durch deren Anordnung in einem rechtwinkeligen Git­ter bestimmt; sie ist durch die Formel

[0012] Wie aus Figur 2 deutlich ersichtlich ist, weisen die Boh­rungen 12 in der Lamelle 10 je einen Kragen 28 auf, der aus dem Material der blechförmigen Lamelle 10 durch eine Börde­lung hergestellt wird. Jeder Kragen 28 steht von der Lamelle 10 senkrecht weg, wobei alle Kragen 28 von der Lamelle 10 in die gleiche Richtung weisen. Wenn die Lamellen 10 Bohrungen 12 mit Kragen 28 aufweisen, so besteht der Durchmesser d_a der Bohrungen 12 aus dem lichten Innendurchmesser der Bohrung 12 und der doppelten Wanddicke des die Bohrung 12 umgeben­den Kragens 28 (siehe Figur 2).

[0013] Mit "H" ist in Figur 1 die Einbauhöhe der erfindungsgemässen Wärmetauscher-Einrichtung bezeichnet, die in vorteilhafter Weise bei quasi der Anzahl einer bekannten Wärmetauscher-­Einrichtung entsprechender Anzahl Wärmetauscher-Rohre 20 kleiner ist als die Einbauhöhe einer bekannten Wärmetauscher-­Einrichtung der gattungsgemässen Art. Durch die nebeneinander parallel verlaufenden Pfeile "B" ist die Anströmrichtung eines Fluides bezeichnet, das seine Energie mit dem die Wärmetau­scher-Rohre 20 durchströmenden Fluid austauscht.

[0014] Wie aus Figur 1 deutlich ersichtlich ist, ist die Anström­richtung zu den Grundkanten 18 der Lamelle 10 parallel ausgerichtet, die in der normalen Gebrauchsstellung des Wärmetauschers mindestens annähernd horizontal orientiert ist.

Ansprüche

Wärmetauscher-Einrichtung mit Wärmetauscher-Rohren (20) und blechförmigen, Bohrungen (12) aufweisenden Lamellen (10), deren Rand aus den Seitenkanten (16) eines läng­lichen Bandes und aus das Band schräg neben den Bohrun­gen (12) durchschneidenden parallelen Grundkanten (18) besteht, wobei sich die Wärmetauscher-Rohre (20) durch die Bohrungen (12) hindurch erstrecken, deren Durchmes­ser (da) dem Aussendurchmesser der Wärmetauscher-Rohre (20) entspricht, und die in einen rechtwinkeligen Gitter ange­ordnet sind, dessen Längsgitterlinien (22) zu den Seitenkanten (16) des Randes parallel und dessen Quer­gitterlinien (24) zu den Seitenkanten (16) des Randes senkrecht verlaufen, wobei die Gitterlinien in den beiden zueinander senkrechten Gitterrichtungen kon­stante Teilungen (s₁, s₂) aufweisen und wobei benachbar­te Quergitterlinien (24) um eine halbe Teilung (s₁/2) ge­geneinander versetzt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Grundkante (18) mit der Seitenkante (16) des Randes einen Winkel (A) einschliesst, der durch die Formel

und dass die Grundkante (18) zwischen den Bohrungen (12) in einem Bereich (26) liegt, dessen Breite (c) durch die Formel

gegeben ist, wobei der Durchmesser (da) und die Teilun­gen (s₁, s₂) miteinander in einer solchen Beziehung stehen, dass gilt -:

Zeichnung