DE3106075A1 - "waermetauscher mit flachrohren" - Google Patents

Description

Im Schönenbühl, CH 9050 Stcinegg-Appenzell

Schweiz

Wärmetauscher mit Flachrohren

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6. Frebruar 1981 487375 bts

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit Flachrohren, die aus paarweise angeordneten Blechplatten bestehen, die in einem den Durchflußraum des Flachrohres bildenden Abstand voneinander durch Leisten gehalten sind, die zwischen 5 zwei einander gegenüberliegenden Rändern der Platten angeordnet sind.

Wärmetauscher dieser Art sind bereits bekannt. Derartige Wärmetauscher haben den Vorteil, daß sie sehr einfach hergestellt werden können, indem lotplattierte Blechplatten 10 unter Zwischenfügung der als Abstandhalter vorgesehenen Leisten übereinandergestapelt und in diesem zusammengostapelten Zustand dann in eine Lötbad oder in einen Lötofen eingeführt werden, wo die Teile dann "zusammenbacken".

Wärmetauscher dieser Art finden, wenn sie beispielsweise 15 als Luft-Luft-Kühler ausgebildet sind, bevorzugte Anwendung als Zwischen- und Nachkühler für Kompressoren oder als Ladeluftkühler für aufgeladene Motoren. Bei einer Ausbildung als Öl-Luft-Kühler kommt die Verwendung als ölkühler für Schraubenkompressoren, Hydraulikanlagen oder dergleichen 20 in Frage sowie als Schmierstoffölkühler für Verbrennungs-

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motoren oder andere Geräte mit einem thermisch belasteten Schmierstoffkreislauf. Bei sämtlichen der vorstehend genannten Anwendungsfälle ist es wünschenswert, daß der betreffende Kühler eine möglichst geringe Masse besitzt. Insbesondere ist dies dann ausschlaggebend, wenn es sich um einseitig auf dem zugeordneten Motorblock angeflanschte Kühler handelt, deren Schwungmasse einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vergleichsweise leichtgewichtigen Wärmetauscher zu schaffen.

Bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Leisten Formteile vorgesehen sind, die eine einseitig offene, längsverlaufende Vertiefung aufweisen. Durch diese wannenförmige Gestaltung der erfindungsgemäßen Leisten wird gegenüber den bekannten massiven Leisten eine wesentliche Gewichtseinsparung erzielt. Insbesondere bei Durchflußräumen verhältnismäßig großen Querschnitts, wie sie beispielsweise für den Durchstrom von Luft vorgesehen sind, wo die als Abstandhalter dienenden Leisten dementsprechend verhältnismäßig große Abmessungen besitzen, lassen sich dadurch, vorglichen mit Massivleisten, bis zu 80 % des Leistengewichts einsparen, ohne daß die Gefahr bestünde, den an die Festigkeit der Struktur zu stellenden Anforderungen nicht mehr zu genügen.

Bei Ausführungsbeispielen, bei denen die Formteile aus Leichtmetall fließgepreßt sind, ergibt sich neben dem erstrebten Vorteil der Gewichtsersparnis eine wesentliche Verringerung der Herstellungskosten durch die entsprechende Materialersparnis, die bei dem teueren Werkstoff Leichtmetall besonders stark zu Buche schlägt.

Besonders gute Festigkeitseigenschaften der Struktur ergeben sich, wenn die wannenförmigen Formteile so gestaltet

sind, daß die Endwände der Formteile wesentlich dicker sind als die übrigen Wände dieser Formteile, wenn also die äußersten Endabschnitte der Formteile massiv sind.

Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn in bekannter Weise bei einem Wärmetauscher, der für ein erstes Fluid ein erstes Flachrohrpaket sowie für ein zweites Fluid ein zweites Flachrohrpaket aufweist, dessen Durchflußräume die benachbarten Durchflußräume des ersten Pakets in einem Abstand voneinander halten und senkrecht zu diesen gerichtet sind, an den beiden Enden der Durchflußräume mindestens des einen Paketes Sammelkästen angeschweißt sind, in die die Durchflußräume dieses Pakets münden. In diesem Fall bilden die massiven Endabschnitte breite Randflächen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß die den wannenförmig ausgehöhlten Leisten parallelen äußersten Leisten massiv ausgebildet sind, so daß sie die von den massiven Endabschnitten gebildeten Randflächen zu einem Rahmen ergänzen, an den ein Sammelkasten leicht angeschweißt oder angelötet werden kann.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbcispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine abgebrochen gezeichnete, perspek

tivische Ansicht der Flachrohrpakete eines Ausführungsbeispiels des Wärmetauschers ohne seitliche Sammelkasten;

Fig. 2 eine abgebrochen und in größerem Maßstab gezeichnete Draufsicht einer als

wannenförmiges Formteil ausgebildeten Leiste des Ausführungsbeispicls und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 2.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Wärmetauscher zwei Außenwandplatten 1 und 2 auf, zwischen denen ein erstes Flachrohrpakot mit Flachrohren, die vertikal verlaufende Durchflußräume 3 bilden, und ein zweites Flachrohrpaket angeordnet sind, dessen Flachrohre horizontal verlaufende Durchflußräume 4 bilden. Die Durchflußräume 3 des ersten Pakets weisen eine kleinere Querschnittsfläche für den Durchtritt eines flüssigen Mediums auf als die Durchflußräume 4 des zweiten Pakets, die für den Durchstrom von Kühlluft vorgesehen sind. Im Innern der Durchflußräume 3 und 4 sind Blechlamellen 5 bzw. 6 angeordnet, die die Durchflußräume in einzelne Durchflußkanäle unterteilen.

Die Außenwandplatton 1 und 2 bilden die äußeren Soitcnwandflüchen für die jeweils äußersten Durchflußräumc 4 des zweiten Flachrohrpakots. Zur Bildung der übrigen Seiten-

wandflachen, die sowohl die Durchflußräume 3 des ersten Pakets als auch die Durchflußräume 4 des zweiten Pakets an den Breitseiten begrenzen, sind gleich ausgebildete Blechplatten 7 vorgesehen, die sich in zu den Ebenen der Außenwandplatten 1 und 2 parallelen Ebenen erstrecken. Die Begrenzung der Durchflußräuine an deren Schmalseiten erfolgt durch als Abstandhalter zwischen die Blechplatten 7 einoelegte Leisten 8, 9, 10 und 11 aus metallischem Werkstoff, beim Ausführungsbeispiel aus Aluminiumwerkstoff. Die Leisten 8 für die Begrenzung der schmalen Durchflußräume 3 sind einander gleich und massiv ausgebildet. Von den die breiteren Durchflußräume 4 begrenzenden Leisten sind lediglich diejenigen der beiden außen liegenden Durchflußräume 4 als Massivleisten 9 und 10 ausgebildet. Die Leisten 11 der übrigen Durchflußräume 4 sind dagegen als Formteile ausgebildet, deren Gestaltung unter besonderem Bezug auf die Fig. 2 und 3 unten näher erläutert wird.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 zu ersehen ist/ weisen die die Leisten 11 bildenden Formteile eine sich fast über die ganze Länge dieser Leisten erstreckende Vertiefung 12 auf, die an der dem Durchflußraum 4 gegenüberliegenden Außenseite geöffnet ist, so daß sich für dieses Formteil eine wannenförmige Gestaltung ergibt. Die Vertiefung 12 endigt beidseits in einem Abstand von den äußeren Endflächen 13 und des Formtoils. Dieser Abstand ist wesentlich größer als die Stärke der die Vertiefung 12 seitlich begrenzenden Wände 15 und 16 und die Stärke des Bodens 17 der Vertiefung 12, so daß sich im Bereich beider Endflächen 13 und 14 dicke Endwände mit entsprechend breiten Randflächen 18 bzw. 19 bilden.

Wie insbesondere aus Fig. 3 deutlich zu erkennen ist, ist der Boden 17 dachförmig gestaltet, so daß sich an der Außenseite eine Linienberührung zwischen First 20 und Blechlamelle 6 des zugehörigen Durchflußraums 4 ergibt. Die als Massiv-

teile ausgebildeten Leisten 9 und 10 der äußersten Durchflußräume 4 sind in ihrem Umriß entsprechend gestaltet, d.h., sie unterscheiden sich von den Leisten 11 lediglich durch das Fehlen der Vertiefung 12.

Durch das Vorhandensein der Vertiefung 12 ergibt sich eine wesentliche Gewichtsersparnis der Leisten 11, verglichen mit den massiven Leisten 9 und 10. Die Anwendung massiver Leisten 9 und 10 bei den äußersten Durchflußräumen 4 ist jedoch im Hinblick auf das Anbringen von Sammelkästen an der Stirnfläche des ersten Flachrohrpakets zweckmäßig. Derartige Sammelkästen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, sind als Kammern ausgebildet, in die die Durchflußräume 3 münden und die mit Anschlußeinrichtungen für Zufuhr und Abfuhr des durch die Durchflußräume 3 strömenden Mediums versehen sind. Durch Verwendung massiver Leisten 9 und 10 ergibt sich eine durchgehende (da nicht von einer Vertiefung 12 unterbrochene) rahmenförmige Anlagefläche für die Stirnflächen des betreffenden Sammelkastens. Dadurch, daß die Vertiefungen 12 der zwischen den Leisten 9 und 10 angeordneten Leisten 11 nicht bis zu dem unmittelbaren Bereich der Endflächen 13 und 14 ausgearbeitet sind, sondern in einem Abstand davon enden, so daß breite Randflächen und 19 gebildet werden, setzt sich die Anlagefläche auch im Bereich der Leisten 11 ohne Unterbrechung fort. Zwischen den einzelnen Leisten 11 bilden die Endbereiche der Leisten 8 zusammen mit den Randflächen der Blechplatten 7 die Fortsetzung dieser Anlagefläche. Die Stirnfläche des die Durchflußräume 3 bildenden ersten Flachrohrpakets ist daher durch eine durchgehende, einen breiten Einfassungsrahmen bildende, ebene Fläche begrenzt, an der der betreffende Sammelkasten durch Löten oder Schweißen einwandfrei anbringbar ist.

Die Leisten 8 der Durchflußräume 4 des zweiten Flachrohrpakets, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Massivleisten ausgeführt sind, könnten zur weiteren Gewichtsersparnis ebenfalls als wannenförmige Formteile mit eingearbeiteter Vertiefung gestaltet sein.

Leerseite

Claims (5)

Ansprüche

1.j Wärmetauscher mit Flachrohren, die aus paarweise angeordneten Blechplatten bestehen, die in einem den Durchflußraum des Flachrohres bildenden Abstand voneinander durch Leisten gehalten sind, die zwischen zwei einander gegenüberliegenden Rändern der Platten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß als Leisten (11) Formteile vorgesehen sind, die eine einseitig offene, längsverlaufcnde Vertiefung (12) aufweisen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwände der Formteile wesentlich dicker sind als ihre übrigen Wände (15, 16, 17).

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Boden(17) der Vertiefung (2) bildende Wand des Formtoils dachförmig ist.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile aus Leichtmetall fließgepreßt sind.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder nach dem auf diesen rückbezogenen Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Wärmetauscher, der für ein erstes Fluid ein erstes Flachrohrpaket sowie für ein zweites Fluid ein zweites Flachrohrpaket aufweist, dessen Durchflußräume (4) die benachbarten Durchflußräume (3) des ersten Pakets in einem Abstand voneinander halten und senkrecht zu diesen gerichtet sind, und bei dem an den beiden Enden der Durchflußräume (3) mindestens des ersten Paketes Sammelkasten angeordnet sind, in die die Durchflußräume (3) dieses Pakets münden, die Leisten(9 und 10) der äußersten beiden Durchflußräume (4) des zweiten Flachrohrpakets massiv ausgebildet sind.