DE8105233U1 - "HEAT EXCHANGER WITH FLAT TUBES" - Google Patents

Description

DiG Erfindung betrifft einen Wärmetauscher nit Flachrohrcn, die aus paarweise anoeordneten Blechplatten sowie leistenartigen Abstandhaltern bestehen, die die Blechplatten in einen den Durchflußraum des Flachrohres bildenden Abstand 5 voneinander halten und zwischen den einander gegenüberliegenden Rändern der Blechplatten angeordnet sind, und mit in Innern der Durchflußräume angeordneten Metallamellcn zur Vergrößerung der am VJärmeaustausch beteiligten Oberflache des Wärmetauschers.The invention relates to a heat exchanger with flat tubes, the sheet metal plates arranged in pairs and strip-like ones There are spacers that place the sheet metal plates at a distance that forms the flow space of the flat tube 5 hold each other and are arranged between the opposite edges of the sheet metal plates, and with Metal lamellae arranged in the interior of the flow spaces to enlarge the surface involved in the heat exchange of the heat exchanger.

10 Wärmetauscher dieser Art sind bereits bekannt. Derartige Wärmetauscher haben den Vorteil, daß sie sehr einfach hergestellt werden können, indem lotplattiertc Diechplattcn unter Zwischenfügung der als Abstandhalter vorgesehenen leistenartincn Teile sowie der Metallamellen übereinandcr-10 heat exchangers of this type are already known. Such Heat exchangers have the advantage that they can be manufactured very easily by solder-plated die-cutting plates with the interposition of the strip-type parts provided as spacers as well as the metal lamellae on top of one another.

15 cestapelt und in diesen zusammengestapelten Zustand dann in ein Lötbad oder in einen Lötofen eingeführt werden, wo die Teile dann"zusammenbacken". Dabei werden nicht nur Lötverbindungen zwischen den Blechplatten und den die Schmalseiten der Durchflußräume der Flachrohre begrenzenden seit-15 stacked and then in this stacked state be introduced into a solder bath or into a soldering furnace, where the parts then "bake together". This is not just about soldering connections between the sheet metal plates and the side delimiting the narrow sides of the flow spaces of the flat tubes

20 liehen Abstandhalterleisten hergestellt, sondern auch Löt-20 borrowed spacer strips produced, but also soldered

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verbindungen an den sich ergebenden Berührungsstellen zwischen den Blechplatten und den im Innern der DurchflußrHume befindlichen Metallamellen. Diese sind bei den bekannten Wärmetauschern als dünne, wellblechartig gefaltete Blechstreifen ausgebildet, wobei sich an den Außenseiten der Wellenberge Berührungsstellen und somit Lötstellen ergeben, durch die die Blechlamellen in ihrer Lage innerhalb dor Durchflußräume gesichert werden.Connections at the resulting points of contact between the sheet metal plates and the inside of the flow spaces located metal slats. In the known heat exchangers, these are in the form of thin sheet metal strips folded in the manner of corrugated sheet metal formed, whereby contact points and thus solder points result on the outside of the wave crests, through which the sheet metal lamellas in their position within the flow spaces secured.

Wärmetauscher dieser Art weisen gewöhnlich ein erstes Flachrohrpaket für den Durchstrom eines ersten Fluids sowie für den Durchstrom eines zweiten Fluids ein zweites Flachrohrpaket auf, dessen Durchflußräume die benachbarten Durchflußräume des ersten Pakets in einem Abstand voneinander halten und üblicherweise senkrecht zu diesen gerichtet sind.Heat exchangers of this type usually have a first flat tube package a second flat tube package for the flow of a first fluid and for the flow of a second fluid on, the flow spaces of which the adjacent flow spaces of the first package at a distance from each other hold and are usually directed perpendicular to them.

Im Fall der Anwendung als Luft-Ölkühler handelt es sich bei dem einen Fluid um unter erhöhtem Druck stehendes öl und bei dem zweiten Fluid um Kühlluft. Es kann sich auch bei beiden Fluiden um Luft handeln, wenn es sich um den Anwendungsfall eines Luft-Luft-Kühlers für Luftkompressoren handelt. Bei beiden dieser Anwendungsfälle treten sehr hohe Differenzdrücke zwischen der Kühlluft, die normalerweise atmosphärischen Druck besitzt, und dem zu kühlenden Drucköl oder der zu kühlenden Druckluft auf. Insbesondere bei einer Verwendung des Luft-Luft-Kühlers in Verbindung mit Hochdruckkompressoren oder der Verwendung des Luft-Öl-Kühlers in Verbindung mit Hydraulikanlagen lassen sich die auftretenden hohen Differenzdrücke bei den in Rede stehenden Wärmetauschern üblicher Art nicht oder nicht mit ausreichender Betriebssicherheit beherrschen.In the case of application as an air-oil cooler, it is one fluid is oil under increased pressure and the second fluid is cooling air. It can also apply to both Fluids are air when it comes to the application of an air-to-air cooler for air compressors. at In both of these applications there are very high differential pressures between the cooling air, which is normally atmospheric Has pressure, and the pressure oil to be cooled or the compressed air to be cooled. Especially when used the air-to-air cooler in conjunction with high-pressure compressors or the use of the air-to-oil cooler in conjunction with Hydraulic systems can handle the high differential pressures that occur in the case of the heat exchangers of the usual type in question, or not with sufficient operational reliability dominate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wämretauscher der in Rede stehenden Art zu schaffen, dessen Bauweise eine besonders hohe Drucksicherheit der Flachrohre gewährleistet.The invention is based on the object of creating a heat exchanger of the type in question, the construction of which is a Particularly high pressure security of the flat tubes is guaranteed.

Bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lamellen alsIn a heat exchanger of the type mentioned, this object is achieved according to the invention in that the lamellae as

stranggepreßte Profile ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung der im Innern der Durchflußräume angeordneten Lamellen wird erreicht, daß diese zur Festigkeit der Struktur der Flachrohre bcitraaen, indem sio einer Aufweitung der Flachrohre durch vom Innendruck bewirktes Auseinanderdrücken der Plcchplatten entgegenwirken. Während die üblichen Lamellen in Form gewellter Blechstreifen, obwohl sie mit den Blechplatten an den Scheitclbereichen der VJellenbcrge verlötet sind, einem Aufweiten nur geringen Widerstand entgegensetzen, weil die Wellen des betreffenden Blechstreifens beim Aufweiten des Flachrohrs sehr leicht gerade gezogen werden können und bei höheren Drücken im Zwischenraum zwischen den nlcchplatten reißen, bildet das orfindungsgemäß im Durchflußraun vorgesehene stranggepreßte Profil ein mit der angrcnzenden Blechplatte verbundenes starres Bauteil, das zur erstrebten Vorfestigung der Ftruktur beiträgt.extruded profiles are formed. Through this training the lamellae arranged in the interior of the flow spaces ensure that these reinforce the strength of the structure the flat tubes bcitraaen by sio an expansion of the Counteract flat tubes by pushing the plate apart due to the internal pressure. While the usual slats in the form of corrugated sheet metal strips, although they are soldered to the sheet metal plates at the apex areas of the wall oppose only slight resistance to expansion, because the waves of the sheet metal strip in question when expanding of the flat tube can be easily pulled straight and at higher pressures in the space between the If the plates tear, this forms in accordance with the invention in the flow-through room provided extruded profile a rigid component connected to the adjoining sheet metal plate, which is aimed at Pre-consolidation of the structure contributes.

Pci einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das einstückig stranagepreßtc Profil mehrere, einander parallele, miteinander verbundene, in Längsrichtung der Durchflußräumc verlaufende gerade Rippen auf, von denen jode mit mindestens einer Auflagefläche an der benachbarten Blechplatte anliegt. Durch Has Vorhandensein von Rippen, die an definierten Anlageflächen mit dor betreffenden Blechplatte verbunden sind, ergibt sich eine besonders wirksame Versteifung. Beide Blechplatten jedes Flachrohres sind dabei an jeder Rippe über diese miteinander fest verbunden, so daß selbst bei sehr hohen Innendrücken keinerlei Gefahr der Aufweitung des betreffenden Flachrohres besteht.In a preferred embodiment, this has one piece stranagepreßtc profile several, mutually parallel, with each other connected, extending in the longitudinal direction of the Durchflußräumc straight ribs, of which iode rests with at least one bearing surface on the adjacent sheet metal plate. By having it of ribs, which are connected to defined contact surfaces with the sheet metal plate in question, results in a particularly effective stiffening. Both sheet metal plates of each flat tube are connected to each other on each rib firmly connected, so that even with very high internal pressures there is no risk of expansion of the flat tube in question.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, daß das Profil an seinen beiden Längsrändern Rippen aufweist, die die leistenartigen Abstandhalter bilden.In a particularly preferred embodiment, provision can be made be that the profile has ribs on its two longitudinal edges that form the strip-like spacers.

Die Erfindung ist ia der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.The invention is ia the following description of a in the embodiment illustrated in the drawing explained in detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine abgebrochen gezeichnete, perspektivische Ansicht der beiden Flachrohrpakete eines Ausführungsbeispiels des Wärmetauschers ohne an diesem angebrachte seitliche Sammelkästen und1 shows a broken away, perspective view of the two flat tube stacks an embodiment of the heat exchanger without attached to this side Collection boxes and

Fig. 2 einen perspektivisch, abgebrochen undFig. 2 is a perspective, broken off and

abgestuft gezeichneten Querschnitt eines Flachrohrs des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.stepped cross-section of a flat tube of the embodiment according to FIG Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist der Wärmetauscher zwei Außenwandplatten 1 und 2 auf, zwischen denen ein erstes Flachrohrpaket mit Flachrohren, die vertikal verlaufende Durchflußräume 3 bilden, und ein zweites Fl?chrohrpaket angeordnet sind, dessen Flachrohre horizontal verlaufende Durchflußräume 4 bilden. Die Durchflußräume 3 des ersten Pakets sind für den Durchstrom eines flüssigen Mediums vorgesehen und weisen eine kleinere Querschnittsfläche auf als die Durchflußräume 4 des zweiten Pakets, die für den Durchstrom von Kühlluft vorgesehen sind.As can be seen from Fig. 1, the heat exchanger has two Outer wall panels 1 and 2, between which a first flat tube package with flat tubes, the vertically extending Form flow spaces 3, and a second flat tube package is arranged are, the flat tubes of which form horizontally extending flow spaces 4. The flow spaces 3 of the first package are intended for the flow of a liquid medium and have a smaller cross-sectional area than the flow spaces 4 of the second package, which are intended for the flow of cooling air.

Die Außenwandplatten 1 und 2 begrenzen die jeweils äußersten Durchflußräume 4 des zweiten Flachrohrpakets an der außen liegenden Breitseite. Zur Bildung der übrigen Seitenwandflächen, die sowohl die Durchflußräume 3 des ersten Flachrohrpakets als auch die Durchflußräume 4 des zweiten Flachrohrpakets an den Breitseiten begrenzen, sind gleich ausgebildete Blechplatten 5 vorgesehen, die sich in zu den Ebenen der Außenwandplatten 1 und 2 parallelen Ebenen erstrecken. Die Begrenzung der Durchflußräume 4 an deren SchmalseitenThe outer wall panels 1 and 2 delimit the outermost flow spaces 4 of the second flat tube package on the outside lying broadside. To form the remaining side wall surfaces, which are both the flow spaces 3 of the first flat tube package and also limit the flow spaces 4 of the second flat tube package on the broad sides, are of the same design Sheet metal plates 5 are provided which extend in planes parallel to the planes of the outer wall plates 1 and 2. The limitation of the flow spaces 4 on their narrow sides

erfolgt durch als Abstandhalter zwischen die Blechplatten 5 eingelegte Leisten 6, die beim Ausführungsbeispiel aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt sind.takes place as a spacer between the sheet metal plates 5 strips 6, which in the embodiment of a Aluminum material are made.

Im Innenraum der Durchflußräume 4 des zweiten Flachrohrpakets befinden sich Lamellen üblicher Bauart in Form von wellblechartig gefalteten Blechstreifen 7, die mit ihren Scheitelberc-ichen an den Blechplatten 5 bzw. - im Fall der beiden äußersten Durchflußräume 4 - an den Außcnwandplatten 1 und 2 anliegen. In the interior of the flow spaces 4 of the second flat tube package there are lamellae of conventional design in the form of corrugated sheet-like folded sheet metal strips 7, which with their apex areas on the sheet metal plates 5 or - in the case of the two outermost flow spaces 4 - on the outer wall plates 1 and 2.

TO Jede Lamelle für die vertikalen Durchflußräume 3 ist in spezieller Art gestaltet, v/as nachstehend unter besonderem Bezug auf die Fig. 2 erläutert wird. Wie aus den Fig. zu ersehen ist,handelt es sich un ein einteiliges, stranggepreßtes Profil S, das beim Ausführungsbeispiel aus einem Aluminiumwerkstoff einstückig mit seitlichen Abstandhalterleisten 9 und 10 ausgebildet ist, die die Durchflußräume 3 an den Schmalseiten nach außen begrenzen. Das Profil 8 weist mehrere gerade Rippen 11 auf, die in gleichen Abständen voneinander sich im Durchflußraum 3 parallel zur Längsachse desselben erstrecken. Die Rippen 11 haben einen rechteckigen Querschnitt und sind so bemessen, daß ihre Schmalseiten Anlageflächen 12 und 13 bilden, die an der einen bzw. der anderen Blechplatte 5 des betreffenden Flachrohrs anliegen. Die zentralen Bereiche der Breitseiten der Rippen 11 gehen einstückig in Profilstege 14 über. V7ie aus Fig. 2 zu ersehen ist, bilden diese Stege 14 mit den zentralen Bereichen der Rippen 11 eine Platte, die sich zu den Blechplatten 5 des betreffenden Flachrohres parallel in dessen Durchflußraum 3 mittig erstreckt und diesen zwischen zwei benachbarten Rippen 11 in je zwei gleiche Durchflußkanälc 15 und 16 unterteilt. Dementsprechend bilden die Abstandhaltorleisten 9 und 10 sich an den Längsrändern der genannten Platten erstreckende Rippen, die sich von den anderen Rippen 11 durch eine größere Breite unterscheiden.TO Each lamella for the vertical flow spaces 3 is special Art designed, v / as will be explained below with particular reference to FIG. As can be seen from the figures is, it is a one-piece, extruded Profile S, which in the exemplary embodiment is made of an aluminum material is integrally formed with lateral spacer strips 9 and 10, which the flow spaces 3 to the Limit the narrow sides to the outside. The profile 8 has a plurality of straight ribs 11, which are equidistant from one another extend in the flow space 3 parallel to the longitudinal axis of the same. The ribs 11 have a rectangular cross section and are dimensioned so that their narrow sides contact surfaces 12 and 13, which rest against one or the other sheet metal plate 5 of the flat tube in question. The central areas the broad sides of the ribs 11 merge in one piece with profile webs 14. V7ie can be seen from Fig. 2, these form Web 14 with the central areas of the ribs 11 a plate, which extends parallel to the sheet metal plates 5 of the flat tube in question in the center of the flow space 3 and this divided between two adjacent ribs 11 into two equal flow channels 15 and 16 each. Form accordingly the spacer strips 9 and 10 on the longitudinal edges of said plates extending ribs which differ from the other ribs 11 by a greater width.

Die Ausbildung der im Innern der Durchflußräume 3 angeordneten Lamellen in Form von Profilen S ergibt eine wesentliche Verfestiaung der Struktur aegenüber der Verwenduna üblicher aewellter Blechlamellen. Beim Erhitzen der den Wärmetauscher bildenden Teile im Lötbad oder im Lötofen werden die Blechplatten 5 mit den als Abstandhalter dienenden Leisten 6 der Durchflußräume 4,den Abstandhalterleisten 9 und 10 der Durchflußräume 3 und mit den im Innern der Durchflußräume 3 und angeordneten Lamellen verlötet. Bei der Ausbildung dieser Lamellen in Form dos Profils 3, das an joder Rippe 11 nit seinen Anlageflächen 12 und 13 an den gegenüberliegenden Blochplatten 5 anliegt, ergibt sich somit eine Verankerung der Blechplatten 5 durch das volle Profil der Rippen 11, wodurch ein Auseinanderdrücken der Blechplatten 5 selbst bei hohem Innendruck im Durchf^.ußraum 3 sicher verhindert wird.The formation of the arranged in the interior of the flow spaces 3 Slats in the form of profiles S result in a substantial consolidation the structure compared to the use of the usual aewelter Sheet metal lamellas. When the parts forming the heat exchanger are heated in the soldering bath or in the soldering furnace, the sheet metal plates 5 with the strips 6 of the flow spaces 4 serving as spacers, the spacer strips 9 and 10 of the flow spaces 3 and soldered to the lamellae arranged in the interior of the flow spaces 3 and 4. In training this Slats in the form of the profile 3, which is nit on each rib 11 its contact surfaces 12 and 13 on the opposite Bloch plates 5 rests, thus anchoring results of the sheet metal plates 5 through the full profile of the ribs 11, whereby a pressing apart of the sheet metal plates 5 itself high internal pressure in the Durchf ^ .ußraum 3 is reliably prevented.

Anstelle der beim gezeigten Ausführunrrsbeispicl gewählten einstückigen Ausführung des Profils S könnten geteilte Profile Vorwendung finden. Beispielsweise könnten zwei Teile vorgesehen sein, von denen jeder einstückig mit einer der ZO Abstandhaltcrleisten 9 bzw. 10 ausgebildet sein könnte. Es versteht sich, daß die Abstandhalterleiston 9 und 10 auch gesonderte Bauteile darstellen könnten.Instead of the one selected in the example shown one-piece design of the profile S could find split profiles before use. For example, two parts be provided, each of which could be formed in one piece with one of the ZO spacer strips 9 or 10, respectively. It it goes without saying that the spacer strips 9 and 10 could also represent separate components.

Anstelle der in den Durchflußräumen 4 dargestellten Motalllamellen üblicher Art in Form der gefalteten Blechstreifen 7 könnten zur weiteren Erhöhung der Stabilität der Struktur in den Durchflußräumen 4 ebenfalls stranageprcßte Profile vorgesehen sein, die, mit entsprechend angepaßten Abmessungen, ähnlich gestaltet sein könnten wie die Profile R der Durchfluß räumo 3 und die gegebenenfalls mit den als Abstandhalter vorgesehenen Leisten 6 Ginstückig ausgebildet sein könnton.Instead of the motor lamellae shown in the flow spaces 4 The usual type in the form of the folded sheet metal strips 7 could be used to further increase the stability of the structure In the flow spaces 4 also stranageprcßte profiles are provided be, which, with appropriately adapted dimensions, could be designed similarly to the profiles R of the flow raumo 3 and, if applicable, with those provided as spacers Last 6 Ginstückig could be formed.

- 7/Ansprüche -- 7 / Claims -

Claims (7)

AnsprücheExpectations 1. Wärmetauscher mit Flachrohren, die aus paarweise angeordneten Blechplatten sowie leistenartigen Abstandhaltern bestehen, die die Blechplatten in einem den Durchflußraum des Flachrohres bildenden Abstand voneinander halten und zwisehen den einander gegenüberliegenden Rändern der Blechplatten angeordnet sind, und mit im Innern der Durchflußräume angeordneten Metallamellen zur Vergrößerung der am Wärmeaustausch beteiligten Oberfläche des Wärmetauschers, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen als stranggepreßte Profile (8) ausgebildet sind.1. Heat exchangers with flat tubes, which consist of sheet metal plates arranged in pairs and strip-like spacers which hold the sheet metal plates at a distance from each other forming the flow space of the flat tube and are arranged between the opposing edges of the sheet metal plates, and with metal lamellae arranged in the interior of the flow spaces for enlargement the surface of the heat exchanger involved in the heat exchange, characterized in that the lamellae are designed as extruded profiles (8). 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückig stranggepreßte Profil (8) mehrere, einander parallele, miteinander verbundene, in Längsrichtung der Durchflußräume (3) verlaufende gerade Rippen (11) aufweist, von donen jede mit mindestens einer Anlagefläche (12, 13) an der benachbarten Blechplatte (5) anliegt.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that that the one-piece extruded profile (8) several, parallel, interconnected, in the longitudinal direction of the Flow spaces (3) having straight ribs (11), each of which has at least one contact surface (12, 13) rests against the adjacent sheet metal plate (5). 3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (11) im Querschnitt rechteckig sind.3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the ribs (11) are rectangular in cross section. 4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (11) durch Profilstege (14) verbunden sind, die die zentralen Bereiche der Breitseiten der Rippen (11) miteinander verbinden, so daß die Profilstege (14) mit den ?;entralen Bereichen der Rippen (11) eine Platte bilden, die sich zu den Blechplatten (5) der Flachrohre parallel im Durchflußraun (3) mittig erstreckt und diesen zwischen zwei benachbarten Rippen (11) in je zwei gleiche Durchflußkanäle (15 und 16) rechteckförmigen Querschnitts unterteilt,und daß die beiden Schmalseiten jeder Rippe (11) je eine Anlagefläche (12 und 13) für die Berührung je einer der beiden Blechplatten (5) dos zugehörigen Flachrohres bilden.4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the ribs (11) are connected by profile webs (14), which the central areas of the broad sides of the ribs (11) connect with each other so that the profile webs (14) with the?; Entral areas of the ribs (11) form a plate which extends parallel to the sheet metal plates (5) of the flat tubes in the flow chamber (3) in the middle and these between two adjacent ribs (11) in two equal flow channels (15 and 16) divided into rectangular cross-section, and that the two narrow sides of each rib (11) each have a contact surface (12 and 13) form each one of the two sheet metal plates (5) dos associated flat tube for contact. 5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Rippen (11) eines Durchflußraumes (3) an einem einstückigen Profil (8) ausgebildet sind.5. Heat exchanger according to one of claims 2 to 4, characterized in that all the ribs (11) of a flow space (3) are formed on a one-piece profile (8). 6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (8) an seinen beiden Längsrändern Rippen aufweist, die die leistenartigen Abstandhalter (9, 10) bilden.6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the profile (8) on its two longitudinal edges Has ribs which form the strip-like spacers (9, 10). 7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Abstandhalter (9, 10) bildenden Randrippen breiter sind als die anderen Rippen (11).7. Heat exchanger according to claim 6, characterized in that the spacers (9, 10) forming the edge ribs are wider than the other ribs (11). Il Il 1*1Il Il 1 * 1