EP0077009A1 - Method of making a heat exchanger - Google Patents

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EP0077009A1
EP0077009A1 EP82109216A EP82109216A EP0077009A1 EP 0077009 A1 EP0077009 A1 EP 0077009A1 EP 82109216 A EP82109216 A EP 82109216A EP 82109216 A EP82109216 A EP 82109216A EP 0077009 A1 EP0077009 A1 EP 0077009A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flat
spiral
longitudinal
channel
fluid channel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP82109216A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Herbert Dr. Jovy
Wilhelm Schuster
Jürgen Stahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Feraton Anstalt
Original Assignee
Feraton Anstalt
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0077009A1 publication Critical patent/EP0077009A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • F28D7/0016—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being bent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/027—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers by helically or spirally winding elongated elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/04—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/14—Fastening; Joining by using form fitting connection, e.g. with tongue and groove

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a heat exchanger, each having a channel for the fluids flowing through it, each channel being spiral-shaped, described by two wavy profiled, metal side wall sections and the flat metal band sections forming the channel ceiling and the channel bottom.
  • the object of the invention is to show a method which fulfills the above-mentioned requirements.
  • the invention as characterized in the claims, achieves the object of creating a method for producing a heat exchanger in which only metal strips are deformed and metallurgically connected to one another along their longitudinal edges.
  • the advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the manufacturing processes, namely the profiling, the bending and finally the metallurgical joining, allow a continuous manufacturing process which can be carried out completely automatically on a machine, so that the heat exchanger in can be produced in a short time and accordingly cheaply.
  • the blanks required for this are simple sheet metal strips, the production costs of which are also small.
  • Two metal strips 3, 4, which consist of any suitable, highly thermally conductive metal or metal alloy, for example copper, are deformed in a roller or rolling machine in such a way that they are profiled in a wave shape and at the same time are deformed into a spiral.
  • the waves run in the longitudinal direction of the respective metal strip 3, 4.
  • two metal flat strips 7, 8 are cold-deformed in such a way that they form a flat strip spiral, the windings of which describe a common plane.
  • the profiled metal strips 3, 4 are brought together with the spiral flat strips 7, 8 and the strips and strips are connected to one another along their longitudinal edges 5, 6. This connection can be carried out by means of welding, brazing or soldering, depending on the respective metal be performed.
  • FIG. 1 For example, a roller seam welding machine is used to establish the connection. Thereafter, the structure shown in FIG. 1 is present, namely a spiral-shaped first fluid channel 1, which has wavy profiled side walls 3, 4, a flat cover band 7 and a flat bottom band 8. 2 shows a simplified section through this first spiral fluid channel 1.
  • the distance X between the turns is now selected depending on the width of a third 9 or fourth flat strip 10.
  • These flat strips 9, 10 likewise run in a spiral, form a flat strip spiral and are produced in the same way as the first and second flat strips 7, 8.
  • the third 9 and fourth flat strip 10 are now inserted into the spaces between the turns of the first fluid channel 1. such that the third ribbon 9 is aligned with the first ribbon 7 and the fourth ribbon 10 with the second ribbon 8 and, according to FIG.
  • a flat metal strip is deformed in such a way that it has a flat longitudinal central section 11, to each of which a wave-shaped profiled longitudinal section 12, 13 adjoins.
  • a flattened longitudinal edge section 14 or 15 adjoins each profiled longitudinal section 12, 13.
  • the width of the flat The longitudinal center section 11 is selected such that it is equal to the width of the respective flat strips 17, 18 deformed to form the flat strip spiral.
  • the width of the flat longitudinal edge sections 14, 15 is selected such that, when metallurgically connected to one another, they have the same width of the longitudinal central section 11.
  • the metal strip present in this way is then bent at right angles at the transition regions 16 between the flat and undulating longitudinal sections, so that the hollow profile shown in FIG. 6 is formed.
  • the longitudinal edges of the longitudinal edge sections 14, 15 lie directly opposite one another and can be connected to one another, so that a first spiral fluid channel 1 is again formed.
  • a first spiral fluid channel 1 is again formed.
  • FIG. 7 shows in particular that the cross-sectional area of the first fluid channel is different from that of FIG. 2. These cross-sectional areas are obviously chosen depending on the fluids that are to flow through the respective channels.
  • FIGS. 8-10 Another exemplary embodiment of the method according to the invention is described with reference to FIGS. 8-10.
  • two metal strips are profiled in such a way that they have a wave-shaped longitudinal central section 19, to each of which a flat longitudinal edge section 20, 21 adjoins.
  • Both metal profiled in this way strips are then bent at right angles at the transition regions 16 between the longitudinal center section 19 and the longitudinal edge sections 20, 21 and into the shape shown in FIG. 9, so that again to form a first fluid channel 1 and then connected to one another.
  • This deformation takes place again at the same time as the deformation into a spiral.
  • each fluid channel 1 is surrounded by fluid channels 2 or each fluid channel 2 is surrounded by fluid channels 1 give, so that on the one hand the heat exchange surface of the heat exchanger is relatively large and on the other hand the surfaces generating heat loss are relatively small.
  • the fluid channels 1 and fluid channels 2 of each laminated body of this multilayer heat exchanger are then connected to one another by a distributor, so that an extremely compact heat exchanger is present.

Abstract

Two metal bands (3, 4) having a corrugated profile are deformed and are given the form of a spiral. At the same time, a first flat band (7) and a second flat band (8) are subjected to cold-working so that each of them forms a flat spiral of which the whorls describe the same plane. Said flat spirals (7, 8) form the ceiling and the floor of a first channel (1) for the fluid of a heat exchanger and are connected by a continuous working process to the metal band (3, 4) by their respective longitudinal edges. Thus, a first spiral-shaped channel (1) is obtained. Between the whorls of the channel (1), there are arranged additional flat bands (9, 10) which are also deformed into flats spirals, and which are fixed by their edges on the angular portion of the first channel (1) for the fluid. Thereby, a second channel (2) for the fluid is obtained. Said method being implemented as a continuous process, the manufacturing of such heat exchanger is extremely economical.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der je einen Kanal für die ihn durchströmende Fluide aufweist, wobei jeder Kanal spiralförmig verläuft, von zwei wellenförmig profilierten, metallenen Seitenwandabschnitten sowie die Kanaldecke und den Kanalboden bildenden flachen Metallbandabschnitten beschrieben ist.The present invention relates to a method for producing a heat exchanger, each having a channel for the fluids flowing through it, each channel being spiral-shaped, described by two wavy profiled, metal side wall sections and the flat metal band sections forming the channel ceiling and the channel bottom.

Bei solchen Wärmetauschern besteht das Erfordernis einer möglichst billigen Herstellung, wobei das Kerstellungsverfahren kontinuierlich sein soll, also ein Minimum an getrennten Produktionsschritten aufweisen soll.In such heat exchangers, there is a need for a production which is as cheap as possible, the core production process being intended to be continuous, that is to say having a minimum of separate production steps.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zu zeigen, das die oben genannten Anforderungen erfüllt. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers zu schaffen, bei dem lediglich Metallstreifen verformt und entlang ihrer Längsränder miteinander metallurgisch verbunden werden.The object of the invention is to show a method which fulfills the above-mentioned requirements. The invention, as characterized in the claims, achieves the object of creating a method for producing a heat exchanger in which only metal strips are deformed and metallurgically connected to one another along their longitudinal edges.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Herstellungsvorgänge, nämlich das Profilieren, das Umbiegen und schliesslich das metallurgische Verbinden ein kontinuierliches Herstellungsverfahren erlaubt, welches vollständig automatisch auf einer Maschine durchführbar ist, so dass der Wärmetauscher in kurzer Zeit und dementsprechend billig hergestellt werden kann. Zudem sind die dazu notwendigen Rohlinge einfache Blechstreifen, deren Gestehungskosten ebenfalls klein sind.The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the manufacturing processes, namely the profiling, the bending and finally the metallurgical joining, allow a continuous manufacturing process which can be carried out completely automatically on a machine, so that the heat exchanger in can be produced in a short time and accordingly cheaply. In addition, the blanks required for this are simple sheet metal strips, the production costs of which are also small.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • Fig. 1 schaubildlich und teilweise im Schnitt gezeichnet die Herstellung eines ersten Fluidkanales,
  • Fig. 2 und 3 schematisch im Schnitt die vollständige Herstellung des Wärmetauschers,
  • Fig. 4 eine Aufsicht auf den gemäss den Fig. 1-3 hergestellten Wärmetauschers,
  • Fig. 5-7 eine weitere Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens,
  • Fig. 8-10 eine noch weitere Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens, und
  • Fig. 11 schaubildlich und im Schnitt einen mehrschichtigen Wärmetauscher mit spiralförmig verlaufenden Fluidkanälen.
In the following, the invention is explained in more detail with reference to drawings showing several possible embodiments. It shows:
  • 1 graphically and partially drawn in section the production of a first fluid channel,
  • 2 and 3 schematically in section the complete manufacture of the heat exchanger,
  • 4 is a plan view of the heat exchanger manufactured according to FIGS. 1-3,
  • 5-7 a further embodiment of the method according to the invention,
  • 8-10 a still further embodiment of the method according to the invention, and
  • 11 shows a diagram and in section of a multilayer heat exchanger with spiral-shaped fluid channels.

Es wird nun Bezug auf die Fig. 1 genommen. Zwei Metallstreifen 3,4 die aus irgendwelchen zweckdienlichen, gut wärmeleitfähigem Metall oder Metallegierung bestehen, z.B. Kupfer, werden in einer Rollen- oder Walzmaschine derart verformt, dass sie wellenförmig profiliert und gleichzeitig zu einer Spirale verformt werden. Dabei verlaufen die Wellen in Längsrichtung des jeweiligen Metallstreifens 3,4. Gleichzeitig werden zwei metallene Flachbänder 7,8 derart kaltverformt, dass sie eine Flachbandspirale bilden, deren Windungen eine gemeinsame Ebene beschreiben. Darauf werden die profilierten Metallstreifen 3,4 mit den spiralförmigen Flachbändern 7,8 zusammengebracht und die Bänder und Streifen entlang ihrer Längsränder 5,6 miteinander verbunden. Dieses Verbinden kann mittels eines Schweissens, eines Hartlötens oder Lötens, abhängig vom jeweiligen Metall, durchgeführt werden. Zur Herstellung der Verbindung wird beispielsweise eine Rollennaht-Schweissmaschine verwendet. Danach liegt das in der Fig. 1 gezeigte Gebilde vor, nämlich ein spiralförmig verlaufender erster Fluidkanal 1, der wellenförmig profilierte Seitenwände 3,4, ein flachverlaufendes Deckband 7 und ein flachverlaufendes Bodenband 8 aufweist. Die Fig. 2 zeigt vereinfacht einen Schnitt durch diesen ersten spiralförmig verlaufenden Fluidkanal 1. Der Abstand X zwischen den Windungen ist nun abhängig von der Breite eines dritten 9 bzw. vierten Flachbandes 10 gewählt. Diese Flachbänder 9,10 verlaufen ebenfalls spiralförmig, bilden eine Flachbandspirale und werden gleich dem ersten und zweiten Flachband 7,8 hergestellt. Das dritte 9 und vierte Flachband 10 werden nun in die Zwischenräume zwischen den Windungen des ersten Fluidkanales 1 eingesetzt,. derart, dass das dritte Flachband 9 mit dem ersten Flachband 7, und das vierte Flachband 10 mit dem zweiten Flachband 8 fluchtet und darauf, gemäss der Fig. 3, bei ihren Längsrändern ebenfalls angeschweisst. Damit sind nun auch die zweiten Fluidkanäle 2 gebildet. Es ist offensichtlich, dass der oben beschriebene Vorgang ein kontinuierlicher ist und das Herstellen des ersten 1 und zweiten 2 Fluidkanales, welche Fluidkanäle einen spiralförmigen Wärmetauscher bilden, äusserst einfach durchführbar ist. Die Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Aufsicht auf einen derart hergestellten Wärmetauscher.Reference is now made to FIG. 1. Two metal strips 3, 4, which consist of any suitable, highly thermally conductive metal or metal alloy, for example copper, are deformed in a roller or rolling machine in such a way that they are profiled in a wave shape and at the same time are deformed into a spiral. The waves run in the longitudinal direction of the respective metal strip 3, 4. At the same time, two metal flat strips 7, 8 are cold-deformed in such a way that they form a flat strip spiral, the windings of which describe a common plane. Then the profiled metal strips 3, 4 are brought together with the spiral flat strips 7, 8 and the strips and strips are connected to one another along their longitudinal edges 5, 6. This connection can be carried out by means of welding, brazing or soldering, depending on the respective metal be performed. For example, a roller seam welding machine is used to establish the connection. Thereafter, the structure shown in FIG. 1 is present, namely a spiral-shaped first fluid channel 1, which has wavy profiled side walls 3, 4, a flat cover band 7 and a flat bottom band 8. 2 shows a simplified section through this first spiral fluid channel 1. The distance X between the turns is now selected depending on the width of a third 9 or fourth flat strip 10. These flat strips 9, 10 likewise run in a spiral, form a flat strip spiral and are produced in the same way as the first and second flat strips 7, 8. The third 9 and fourth flat strip 10 are now inserted into the spaces between the turns of the first fluid channel 1. such that the third ribbon 9 is aligned with the first ribbon 7 and the fourth ribbon 10 with the second ribbon 8 and, according to FIG. 3, is also welded to it at its longitudinal edges. The second fluid channels 2 are now also formed. It is obvious that the process described above is a continuous one and the production of the first 1 and second 2 fluid channels, which fluid channels form a spiral heat exchanger, can be carried out extremely easily. 4 shows a simplified top view of a heat exchanger produced in this way.

Eine weitere Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird nun anhand der Fig. 5-7 beschrieben. Wie in der Fig. 5 dargestellt ist, wird ein flacher Metallstreifen derart verformt, dass er einen flachen Längsmittelabschnitt 11 aufweist, an welchem beidseitig je ein wellenförmig profilierter Längsabschnitt 12,13 anschliesst. An jedem profilierten Längsabschnitt 12,13 schliesst ein wieder flacher Längsrandabschnitt 14 bzw. 15 an. Die Breite des flachen Längsmittelabschnittes 11 ist dabei derart gewählt, dass er gleich der Breite jeweiliger zur Flachbandspirale verformten Flachbändern 17,18 ist. Die Breite der flachen Längsrandabschnitte 14,15 ist derart gewählt, dass sie zusammen, wenn miteinander metallurgisch verbunden, dieselbe Breite des Längsmittelabschnittes 11 aufweisen. Das derart vorliegende Metallband wird dann bei den Uebergangsbereichen 16 zwischen den flachen und wellenförmigen Längsabschnitten rechtwinklig umgebogen, so dass das in der Fig. 6 gezeigte Hohlprofil gebildet ist. Dabei liegen sich die Längsränder der Längsrandabschnitte 14,15 unmittelbar gegenüber und können miteinander verbunden-werden, so dass wieder ein erster spiralförmiger Fluidkanal 1 gebildet ist. Der Ordnung halber soll noch bemerkt werden, dass beim Umbiegen der einzelnen Abschnitte gleichzeitig die Verformung zur Bildung des spiralförmigen Fluidkanales durchgeführt wird. Somit liegt wieder ein Gebilde vor, das abgesehen von den Schweissstellen gleich dem in der Fig. 1 gezeigten Gebilde, nämlich einem ersten spiralförmig verlaufenden Fluidkanal 1 ist. Zwischen den Windungen werden nun wieder zur Flachbandspirale verformte Flachbänder 17,18 eingesetzt und bei den Biegestellen des zum ersten Fluidkanals 1 verformten Metallbandes 5 mit diesem metallurgisch verbunden, so dass der zweite Fluidkanal 2 gebildet ist. Aus der Fig. 7 geht insbesondere hervor, dass die Querschnittsfläche des ersten Fluidkanales von derjenigen der Fig. 2 verschieden ist. Diese Querschnittsflächen werden offensichtlich abhängig von den Fluiden gewählt, welche die jeweiligen Kanäle durchströmen sollen.A further embodiment of the method according to the invention will now be described with reference to FIGS. 5-7. As shown in FIG. 5, a flat metal strip is deformed in such a way that it has a flat longitudinal central section 11, to each of which a wave-shaped profiled longitudinal section 12, 13 adjoins. A flattened longitudinal edge section 14 or 15 adjoins each profiled longitudinal section 12, 13. The width of the flat The longitudinal center section 11 is selected such that it is equal to the width of the respective flat strips 17, 18 deformed to form the flat strip spiral. The width of the flat longitudinal edge sections 14, 15 is selected such that, when metallurgically connected to one another, they have the same width of the longitudinal central section 11. The metal strip present in this way is then bent at right angles at the transition regions 16 between the flat and undulating longitudinal sections, so that the hollow profile shown in FIG. 6 is formed. The longitudinal edges of the longitudinal edge sections 14, 15 lie directly opposite one another and can be connected to one another, so that a first spiral fluid channel 1 is again formed. For the sake of order, it should also be noted that when the individual sections are bent, the deformation to form the spiral fluid channel is carried out at the same time. Thus there is again a structure which, apart from the welding points, is identical to the structure shown in FIG. 1, namely a first spiral fluid channel 1. Between the windings, flat ribbons 17, 18 are now used to form the flat ribbon spiral, and are metallurgically connected at the bending points of the metal ribbon 5 deformed to the first fluid channel 1, so that the second fluid channel 2 is formed. FIG. 7 shows in particular that the cross-sectional area of the first fluid channel is different from that of FIG. 2. These cross-sectional areas are obviously chosen depending on the fluids that are to flow through the respective channels.

Anhand der Fig. 8-10 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens beschrieben. Dabei werden zwei Metallstreifen derart profiliert, dass sie einen wellenförmig profilierten Längsmittelabschnitt 19 aufweisen, an welchem beidseitig je ein flacher Längsrandabschnitt 20,21 anschliesst. Beide derart profilierte Metallstreifen werden darauf bei den Uebergangsbereichen 16 zwischen dem Längsmittelabschnitt 19 und den Längsrandabschnitten 20,21 rechtwinklig umgebogen und zu der in der Fig. 9 gezeigten Form, um also wieder einen ersten Fluidkanal 1 zu bilden und dann miteinander verbunden. Dieses Verformen erfolgt wieder gleichzeitig mit der Verformung zur Spirale. Dabei ist zu bemerken, dass beim einen Metallstreifen das Umbiegen der flachen Längsrandabschnitte 20,21 derart erfolgt, dass diese Längsrandabschnitte 20,21 gegen das Zentrum der Spirale weisen und offensichtlich beim anderen Metallstreifen diese von diesem Zentrum der Spirale weg weisen. Somit liegt wieder das in der Fig. 1 gezeigte Gebilde vor. Zwischen den Windungen der vom Fluidkanal 1 beschriebenen Spirale werden nun wieder zur Flachbandspirale verformte Flachbänder 17,18 angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Windungen des spiralförmigen Fluidkanales 1 gleich der Breite der Flachbänder 17,18 ist. Darauf werden diese Flachbandspiralen 17,18 an den Biegestellen der den ersten Fluidkanal 1 bildenden Metallbändern verbunden und somit ist wieder der zweite Fluidkanal 2 gebildet.Another exemplary embodiment of the method according to the invention is described with reference to FIGS. 8-10. In this case, two metal strips are profiled in such a way that they have a wave-shaped longitudinal central section 19, to each of which a flat longitudinal edge section 20, 21 adjoins. Both metal profiled in this way strips are then bent at right angles at the transition regions 16 between the longitudinal center section 19 and the longitudinal edge sections 20, 21 and into the shape shown in FIG. 9, so that again to form a first fluid channel 1 and then connected to one another. This deformation takes place again at the same time as the deformation into a spiral. It should be noted that in the case of one metal strip the flat longitudinal edge sections 20, 21 are bent in such a way that these longitudinal edge sections 20, 21 point towards the center of the spiral and obviously on the other metal strip they point away from this center of the spiral. Thus, the structure shown in FIG. 1 is again available. Between the turns of the spiral described by the fluid channel 1, flat tapes 17, 18 deformed to form the flat tape spiral are again arranged, the distance between the turns of the spiral fluid channel 1 being equal to the width of the flat tapes 17, 18. These flat ribbon spirals 17, 18 are then connected at the bending points of the metal strips forming the first fluid channel 1, and the second fluid channel 2 is thus formed again.

Betrachtet man nun die Ausführung des Wärmetauschers gemäss den Fig. 3,7 und 10, ist ersichtlich, dass durch die profilierten Seitenwände z.B. 3,4, ein ausgezeichneter Wärmetausch stattfindet, jedoch die Fluidkanaldecken bzw. Fluidkanalböden einen Wärmeverlust (abgesehen von irgendwelchen Isolierungen) verursachen.If one now considers the design of the heat exchanger according to FIGS. 3.7 and 10, it can be seen that the profiled side walls e.g. 3,4, an excellent heat exchange takes place, however, the fluid channel ceilings or fluid channel floors cause heat loss (apart from any insulation).

Um diesen Nachteil zu beheben und die Wärmetauschfläche eines gegebenen Wärmetauschers als solches zu vergrössern, werden nun mehrere Gebilde gemäss Fig. 3,7 und 10 aufeinandergeschichtet, so dass ein mehrschichtiger, spiralförmiger Wärmetauscher vorliegt, wie in der Fig. 11 vereinfacht dargestellt ist. Von den äussersten Fluidkanälen 1,2 abgesehen ist jeder Fluidkanal 1 von Fluidkanälen 2 umgeben bzw. jeder Fluidkanal 2 von Fluidkanälen 1 umgeben, so dass einerseits die Wärmetauschfläche des Wärmetauschers verhältnismässig gross ist und andererseits die einen Wärmeverlust erzeugenden Flächen verhältnismässig klein sind. Die Fluidkanäle 1 und Fluidkanäle 2 jedes Schichtkörpers dieses mehrschichtigen Wärmetauschers werden dann jeweils mit einem Verteiler miteinander verbunden, so dass ein äusserst gedrängter Wärmetauscher vorliegt.In order to remedy this disadvantage and to increase the heat exchange surface of a given heat exchanger as such, several structures according to FIGS. 3, 7 and 10 are now stacked on top of one another, so that a multilayer, spiral-shaped heat exchanger is present, as is shown in simplified form in FIG. 11. Apart from the outermost fluid channels 1, 2, each fluid channel 1 is surrounded by fluid channels 2 or each fluid channel 2 is surrounded by fluid channels 1 give, so that on the one hand the heat exchange surface of the heat exchanger is relatively large and on the other hand the surfaces generating heat loss are relatively small. The fluid channels 1 and fluid channels 2 of each laminated body of this multilayer heat exchanger are then connected to one another by a distributor, so that an extremely compact heat exchanger is present.

Claims (6)

l. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, der je einen Kanal (1,2) für die ihn durchströmenden Fluide aufweist, wobei jeder Kanal spiralförmig verläuft, von zwei wellenförmig profilierten, metallenen Seitenwandabschnitten sowie die Kanaldecke und den Kanalboden bildenden flachen Metallbandabschnitten beschrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Seitenwände mindestens ein Metallstreifen derart wellenförmig profiliert wird, dass er mindestens einen wellenförmigen Bereich (3,4; 12,13; 19) aufweist, dessen Wellen in Längsrichtung des Metallstreifens verlaufen, welcher Metallstreifen gleichzeitig zu einer Spirale kaltverformt wird, dass zur Bildung mindestens einer Anzahl Kanalböden und Kanaldecken jeweils ein Flachband (9,10; 17,18) zu einer Flachbandspirale kaltverformt wird, deren Windungen eine gemeinsame Ebene beschreiben, und dass der wellenförmig profilierte, spiralförmige Metallstreifen mit dem Längsrand mindestens einer der zur Flachbandspirale verformten Flachbändern (9,10; 17,18) verbunden wird, derart, dass jedes Flachband vom wellenförmig profilierten Metallstreifen absteht und damit Fluidkanäle mit rechteckiger Querschnittsform gebildet sind.l. A method for producing a heat exchanger, each having a channel (1, 2) for the fluids flowing through it, each channel running in a spiral, is described by two corrugated metal side wall sections and flat metal band sections forming the channel ceiling and the channel bottom, characterized in that that in order to form the side walls, at least one metal strip is profiled in an undulating manner such that it has at least one undulating region (3, 4; 12, 13; 19), the waves of which run in the longitudinal direction of the metal strip, which metal strip is simultaneously cold-formed into a spiral that to form at least a number of channel floors and channel ceilings, a flat strip (9, 10; 17, 18) is cold-formed into a flat strip spiral, the windings of which describe a common plane, and that the wavy profiled, spiral-shaped metal strip with the longitudinal edge deforms at least one of the flat strip spirals Fla ch bands (9.10; 17, 18) is connected in such a way that each flat strip protrudes from the wave-shaped profiled metal strip and thus fluid channels with a rectangular cross-sectional shape are formed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Metallstreifen (3,4) wellenförmig profiliert und entlang ihrer Längsränder (5) mit dem jeweiligen Längsrand (6) eines ersten (7), zu einer Flachbandspirale verformten, die Kanaldecke bildenden Flachbandes und eines zweiten, zu einer Flachbandspirale verformten, den Kanalboden bildenden Flachbandes (8) verbunden werden, um einen ersten, spiralförmigen Fluidkanal (1) zu bilden, bei dem der Abstand (X) zwischen den Windungen gleich der Breite eines dritten (9) und eines vierten, zur Flachbandspirale verformten Flachbandes (10) ist, dass die letzteren Flachbänder (9,10)zwischen den Windungen des ersten Fluidkanales (l) derart angeordnet werden, dass das dritte Flachband (9) mit dem ersten (7) und das vierte Flachband (10) mit dem zweiten (8) ausgerichtet ist, und dass die Längsränder des dritten (9) bzw. vierten (10) Flachbandes mit den Längsrändern des ersten (7) bzw. zweiten Flachbandes (8) verbunden werden, um einen zweiten Fluidkanal (2) zu bilden. (Fig. 1-3)2. The method according to claim 1, characterized in that two metal strips (3, 4) have a wavy profile and along their longitudinal edges (5) with the respective longitudinal edge (6) of a first (7), deformed into a flat ribbon spiral, forming the duct ceiling and flat ribbon a second, formed into a flat ribbon spiral, forming the channel bottom flat band (8) to form a first, spiral fluid channel (1), in which the distance (X) between the turns is equal to the width of a third (9) and one fourth flat ribbon (10) deformed into a flat ribbon spiral is that the latter is flat bands (9,10) between the turns of the first fluid channel (l) are arranged such that the third flat band (9) is aligned with the first (7) and the fourth flat band (10) with the second (8), and that the longitudinal edges of the third (9) or fourth (10) flat strip are connected to the longitudinal edges of the first (7) or second flat strip (8) in order to form a second fluid channel (2). (Fig. 1-3) 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstreifen derart profiliert wird, dass er einen flachen Längsmittelabschnitt (11) aufweist, dessen Breite gleich der Breite des jeweiligen zur Flachbandspirale verformten Flachbandes (17,18) ist, an welchem Längsmittelabschnitt (11) beidseitig je ein wellenförmig profilierter Längsabschnitt (12,13) anschliesst, an welchem seinerseits je ein flacher Längsrandabschnitt (14,15) anschliesst, dass der Metallstreifen bei den jeweiligen Uebergangsbereichen (16) zwischen flachen Längsabschnitten (11, 14,15) und wellenförmigen Längsabschnitten (12,13) rechtwinklig umgebogen wird, um ein Hohlprofil zu bilden, bei dem sich die Längsränder der Längsrandabschnitte (14,15) unmittelbar gegenüberliegen, dass die Längsränder miteinander verbunden werden, um einen ersten spiralförmigen Fluidkanal (1) zu bilden, bei dem der Abstand zwischen den Windungen gleich der Breite des jeweiligen zur Flachbandspirale verformten Flachbandes (17,18) ist, dass zwischen den Windungen des ersten spiralförmigen Fluidkanales (1) ein erstes (17), mit dem flachen Längsmittelabschnitt (11) ausgerichtetes und ein zweites, mit den flachen Längsrandabschnitten (14,15) ausgerichtetes spiralförmig verlaufendes Flachband (18) eingesetzt wird, welche Flachbänder (17,18) bei ihren jeweiligen Längsrändern mit den Biegestellen (16) des den ersten Fluidkanal (1) bildenden Metallstreifen verbunden werden, um einen zweiten Fluidkanal (2) zu bilden. (Fig. 5-7)3. The method according to claim 1, characterized in that the metal strip is profiled in such a way that it has a flat longitudinal central section (11), the width of which is equal to the width of the respective flat band (17, 18) deformed to form the flat band spiral, on which longitudinal central section (11 ) on both sides is connected to a corrugated longitudinal section (12, 13), to each of which a flat longitudinal edge section (14, 15) connects that the metal strip at the respective transition areas (16) between flat longitudinal sections (11, 14, 15) and undulating Longitudinal sections (12,13) is bent at right angles to form a hollow profile in which the longitudinal edges of the longitudinal edge sections (14,15) are directly opposite, that the longitudinal edges are connected to one another to form a first spiral fluid channel (1) the distance between the turns equal to the width of the respective flat band (17, 18) deformed to form the flat band spiral is that between the turns of the first spiral fluid channel (1) a first (17), aligned with the flat longitudinal central section (11) and a second, with the flat longitudinal edge sections (14, 15) aligned spiral flat ribbon (18) is inserted, which flat strips (17, 18) are connected at their respective longitudinal edges to the bending points (16) of the metal strip forming the first fluid channel (1) in order to form a second fluid channel (2). (Fig. 5-7) 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Metallstreifen derart profiliert werden, dass sie jeweils einen wellenförmig profilierten Längsmittelabschnitt (19) aufweisen, an welchem beidseitig ein flacher Längsrandabschnitt (20,21) anschliesst, dass die Metallstreifen bei den zwei Uebergangsbereichen (16) zwischen dem Längsmittelabschnitt (19) und den Längsrandabschnitten (20,21) rechtwinklig umgebogen werden, wobei bei einem Metallstreifen die umgebogenen Längsrandabschnitte (20, 21) gegen das Zentrum der Spirale und beim anderen Metallstreifen die Längsrandabschnitte (20,21) vom Zentrum der Spirale weg weisen, dass die zwei Metallstreifen entlang ihrer Längsränder miteinander verbunden werden, um einen ersten spiralförmigen Fluidkanal (1) zu bilden, bei dem der Abstand zwischen den Windungen gleich der Breite der zur Flachbandspirale verformten Flachbänder (17,18) ist, dass zwischen den Windungen des Fluidkanales ein erstes und ein zweites, mit den jeweiligen flachen Längsrandabschnitten ausgerichtetes, spiralförmig verlaufendes Flachband (17,18) eingesetzt wird, welche Flachbänder an ihren jeweiligen Längsrändern mit den Biegestellen (16) des den ersten Fluidkanal (1) bildenden Metallstreifen verbunden werden, um einen zweiten Fluidkanal zu bilden. (Fig. 8-10)4. The method according to claim 1, characterized in that two metal strips are profiled in such a way that they each have a wavy profiled longitudinal central section (19), to which a flat longitudinal edge section (20, 21) adjoins on both sides that the metal strips at the two transition areas ( 16) between the longitudinal center section (19) and the longitudinal edge sections (20, 21) are bent at right angles, the bent longitudinal edge sections (20, 21) against the center of the spiral in the case of one metal strip and the longitudinal edge sections (20, 21) from the center in the other metal strip away from the spiral that the two metal strips are joined together along their longitudinal edges to form a first spiral fluid channel (1), in which the distance between the turns is equal to the width of the flat strips (17, 18) deformed to form the flat ribbon spiral, that between the turns of the fluid channel, a first and a second, with the respective flac hen aligned longitudinal edge sections, spirally extending flat strip (17, 18) is used, which flat strips are connected at their respective longitudinal edges to the bending points (16) of the metal strip forming the first fluid channel (1) in order to form a second fluid channel. (Fig. 8-10) 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere einen ersten und einen zweiten spiralförmigen Fluidkanal enthaltende Gebilde aufeinandergeschichtet werden, derart, dass an keiner Stelle zwei erste oder zwei zweite Fluidkanäle unmittelbar aneinander anliegen, und dass die ersten Fluidkanäle bei beiden Enden mit jeweils einem ersten und die zweiten Fluidkanäle bei beiden Enden mit jeweils einem zweiten Verteilerstück verbunden werden.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of structures containing a first and a second spiral fluid channel are stacked on top of one another in such a way that at no point do two first or two second fluid channels lie directly against one another, and that the first fluid channels at both ends with a first and the second fluid channels are connected at both ends to a second distributor piece. 6. Wärmetauscher, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere, aufeinandergeschichtete, spiralförmige Gebilde, wobei jedes spiralförmige Gebilde einen ersten und einen unmittelbar daneben gelegenen zweiten, spiralförmigen Fluidkanal aufweist, alle ersten Fluidkanäle bei beiden Enden mit jeweils einem ersten und die zweiten Fluidkanäle bei beiden Enden mit jeweils einem zweiten Verteilerstück.verbunden.sind, wobei an keiner Stelle zwei erste oder zwei zweite Fluidkanäle unmittelbar aneinander anliegen.6. Heat exchanger, produced by the method according to claim 1, characterized by several, one on top of the other layered, spiral-shaped structures, wherein each spiral-shaped structure has a first and a directly adjacent second, spiral-shaped fluid channel, all first fluid channels are connected at both ends to a first and the second fluid channels at both ends to a second distributor piece, whereby at no point do two first or two second fluid channels abut each other directly.
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