EP1036296B1 - Flat tube with transversally offset u-bend section and heat exchanger configured using same - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flachrohr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf einen Flachrohr-Wärmeübertrager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The invention relates to a flat tube according to the preamble of claim 1 and a flat tube heat exchanger according to the preamble of claim 5.

Ein Flachrohr und ein Wärmeübertrager mit einem aus diesem Flachrohrtyp aufgebauten Rohrblock dieser Art sind in der Offenlegungsschrift EP 0 659 500 A1 beschrieben. Zur Herstellung des dortigen Flachrohres wird ein geradliniger Flachrohr-Rohling zunächst U-förmig aus der Flachrohrebene herausgebogen, bis die Flachrohrschenkel zueinander parallel verlaufen, wonach letztere um jeweils 90° gegenüber dem U-Bogenbereich tordiert werden. Das dadurch entstehende Flachrohr besitzt somit zwei in einer Ebene liegende, plane Rohrabschnitte, deren Mündungsenden auf der gleichen, dem Umkehrbogenabschnitt entgegengesetzten Seite liegen. Der Winkel, den die Flachrohrquerachse entlang des Umkehrbogenabschnitts mit der Ebene einschließt, in welcher die geradlinigen Rohrschenkel liegen, nimmt zunächst über den einen Torsionsbereich hinweg von null auf den am Kopfende des Umkehrbogenabschnitts vorliegenden Wert von 90° zu, um dann über den anderen Torsionsbereich hinweg wieder auf 0° abzunehmen. Mithin entspricht die Ausdehnung des Flachrohrs senkrecht zur Ebene der planen Rohrschenkel im Kopfbereich des Umkehrbogenabschnitts der Flachrohrbreite. Im dortigen Wärmeübertrager-Rohrblock sind mehrere solcher Flachrohre in der Richtung senkrecht zur Ebene der geradlinigen Flachrohrschenkel übereinandergestapelt, wobei wegen der in dieser Richtung der Breite der Flachrohre entsprechenden Ausdehnung der Umkehrbogenabschnitte der Stapelabstand zwischen den geradlinigen Rohrschenkeln benachbarter Flachrohre größer als die Flachrohrbreite gehalten werden muß. Die in Einkammerbauweise ausgeführten Flachrohre des Rohrblocks münden in einen an einer Seite des Rohrblocks angeordneten Sammler, der durch eine Längstrennwand in zwei Sammelräume unterteilt ist, in welche die Flachrohre jeweils mit ihrem einen bzw. mit ihrem anderen Ende münden.A flat tube and a heat exchanger with one out of it Flat tube type constructed tube block of this type are in the published patent application EP 0 659 500 A1. For the production the flat tube there becomes a straight flat tube blank first bent out of the flat tube plane in a U-shape, until the flat tube legs run parallel to each other, after which the latter by 90 ° with respect to the U-bend area be murdered. The resulting flat tube thus has two flat pipe sections lying in one plane, the ends of their mouths are on the same, the reversing arc section opposite side. The angle, the flat tube transverse axis along the reverse bend section with the plane in which the straight pipe legs lie initially over one torsion area from zero to that at the top of the reverse arc section present value of 90 ° to then over the other Torsional range again to decrease to 0 °. therefore corresponds to the expansion of the flat tube perpendicular to the plane the flat pipe leg in the head area of the reversing bend section the flat tube width. In the heat exchanger tube block there are several such flat tubes in the direction stacked vertically to the plane of the straight flat tube legs, being because of in this direction the Width of the flat tubes corresponding expansion of the reversing bend sections the stack distance between the straight lines Pipe legs of adjacent flat tubes larger than the flat tube width must be kept. The one-chamber design Flat tubes of the tube block open into one on one Side of the pipe block arranged by a collector Longitudinal partition is divided into two collection rooms, in which the flat tubes with one or the other End at the end.

In der Offenlegungsschrift DE 39 36 109 A1 ist ein Wärmeübertrager mit einem Rohrblock offenbart, der aus einem Stapel von Rundrohren gebildet ist, die unter Verwendung eines einzelnen Umkehrbogenabschnitts U-förmig oder unter Verwendung mehrerer aufeinanderfolgender Umkehrbogenabschnitte als Rohrschlange ausgebildet sind, wobei die Rohrabschnitte zwischen den Umkehrbogenabschnitten geradlinig verlaufen und abgeplattet sind. Die abgeplatteten Rohrabschnitte des Rundrohres liegen querversetzt in einer Ebene, während der bzw. die Umkehrbogenabschnitte sowie die beiden, auf derselben Seite mündenden Rohrendbereiche den kreisrunden Rohrquerschnitt beibehalten. Das Abplatten der geradlinigen Rohrabschnitte erfolgt mittels Flachpressen. Die Rohre münden mit ihren runden Endbereichen in einen Sammel- bzw. Verteilerraum, die von je einem Sammel- und Verteilerrohr oder von einem längsgeteilten Sammel- und Verteilerkasten gebildet sind. Der Abstand der abgeplatteten Rohrabschnitte benachbarter Rohre im Rohrblockstapel muß zwangsläufig größer als der Durchmesser der verwendeten Rundrohre sein.In the published patent application DE 39 36 109 A1 there is a heat exchanger disclosed with a pipe block made from a stack is formed by round tubes using a single Reverse curve section U-shaped or using several successive reversing bend sections as a coil are formed, the pipe sections between the reversal curve sections run straight and flattened are. The flattened pipe sections of the round pipe are offset in one plane during the reversing arc section or sections as well as the two, on the same side the circular pipe cross-section maintained. The flattening of the straight pipe sections done by means of flat presses. The pipes open with their round End areas in a collection or distribution room by one collector and one distributor pipe or one longitudinally divided pipe Collection and distribution box are formed. The distance the flattened pipe sections of neighboring pipes in the Pipe block stack must necessarily be larger than the diameter of the round tubes used.

In der Patentschrift US 3.416.600 ist ein Wärmeübertrager in Serpentinenbauweise offenbart, der einen Rohrrippenblock mit mehreren serpentinenförmigen gewundenen Flachrohren beinhaltet, die im Block in der Serpentinenwindungsrichtung übereinandergestapelt sind. Der Rohr-/Rippenblock besitzt in der Ebene senkrecht zur Rohrstapelrichtung eine U-Form, wobei jedes Serpentinenflachrohr mit je einem Ende an den beiden freien U-Enden in ein jeweiliges, parallel zur Stapelrichtung verlaufendes Sammelrohr einmündet. Dabei sind die beiden Enden jedes Flachrohres um 90° tordiert, und die beiden Sammelrohre weisen korrespondierende, voneinander beabstandete Durchsteckschlitze auf, in denen die tordierten Rohrenden fluiddicht aufgenommen sind. Zusätzlich ist jedes Serpentinenflachrohr in einem seitlichen Blockbereich in der Nähe einer Serpentinenwindung um 180° tordiert, so daß jeder Strömungskanal der verwendeten Mehrkammer-Flachrohre zu einem Teil einer Blockvorderseite und zum anderen Teil der gegenüberliegenden Blockrückseite zugewandt ist.In the patent US 3,416,600 a heat exchanger is in Serpentine construction reveals that with a tube fin block includes several serpentine, spiral flat tubes, which are stacked one on top of the other in the serpentine winding direction are. The tube / fin block has in the Plane perpendicular to the pipe stacking direction a U-shape, each Serpentine flat tube with one end on each of the two free U ends in a respective, parallel to the stacking direction running manifold opens out. Here are the two ends each flat tube twisted by 90 °, and the two header tubes have corresponding, spaced apart Through slots in which the twisted pipe ends are recorded in a fluid-tight manner. In addition, each serpentine flat tube in a side block area near one Serpentine turn twisted by 180 ° so that each flow channel of the multi-chamber flat tubes used into one Part of a block front and the other part of the opposite Block back is facing.

In der Offenlegungsschrift FR 2 712 966 A1 ist ein Wärmeübertrager mit einem Rohr-/Rippenblock offenbart, der einen Stapel geradliniger Mehrkammer-Flachrohre beinhaltet, die an ihren beiden gegenüberliegenden Enden um einen Winkel von höchstens 45° tordiert sind und in zugeordnete Sammelrohre münden, die an ihrem Umfang mit korrespondierenden, in Sammelrohrlängsrichtung beabstandet aufeinanderfolgenden Schrägschlitzen versehen sind.In the published patent application FR 2 712 966 A1 there is a heat exchanger disclosed with a tube / finned block containing a stack includes straight multi-chamber flat tubes attached to their both opposite ends at an angle of at most Are twisted at 45 ° and open into assigned manifolds, which correspond to their circumference in the longitudinal direction of the collecting tube spaced consecutive oblique slots are provided.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Flachrohres der eingangs genannten Art, das sich relativ einfach herstellen läßt und sich zum Aufbau sehr druckstabiler Wärmeübertrager mit geringem innerem Volumen und hohem Wärmeübertragungswirkungsgrad eignet, sowie eines aus solchen Flachrohren aufgebauten Wärmeübertragers zugrunde.The invention is a technical problem of providing a flat tube of the type mentioned, which itself relatively easy to manufacture and very easy to build pressure-stable heat exchanger with low internal volume and high heat transfer efficiency, as well as one heat exchanger constructed from such flat tubes.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Flachrohres mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eines Wärmeübertragers mit den Merkmalen des Anspruchs 5. The invention solves this problem by providing it a flat tube with the features of claim 1 and one Heat exchanger with the features of claim 5.

Beim Flachrohr nach Anspruch 1 ist der Umkehrbogenabschnitt so gebildet, daß in diesem Bereich die Querachse des Flachrohres höchstens einen Winkel von 45° mit den Ebenen einschließt, die zu einer Längs- und einer Querrichtung parallel sowie zu einer Stapelrichtung senkrecht sind. Die Längsrichtung ist dabei durch den Verlauf der Längsachsen der planen Rohrabschnitte definiert, während die Stapelrichtung diejenige Richtung angibt, in welcher mehrere Flachrohre bei der Bildung eines Wärmeübertrager-Rohrblocks aufeinanderfolgend angeordnet werden. Die Querrichtung stellt die zu dieser Längsrichtung und zur so definierten Stapelrichtung senkrechte Richtung dar. Im allgemeinen ist die so definierte Querrichtung parallel zur Querachsenrichtung der planen Rohrabschnitte, dies ist jedoch nicht zwingend, da alternativ die planen Rohrabschnitte gegenüber dieser Querrichtung bei Bedarf auch geneigt sein können.In the flat tube according to claim 1, the reverse bend section formed so that the transverse axis of the flat tube in this area encloses at most an angle of 45 ° with the planes, which are parallel to a longitudinal and a transverse direction and perpendicular to a stacking direction. The longitudinal direction is the plan through the course of the longitudinal axes Pipe sections defined while the stacking direction is one Direction indicates in which several flat tubes in the Formation of a heat exchanger tube block in succession to be ordered. The transverse direction represents that to this Longitudinal direction and perpendicular to the stacking direction defined in this way Direction represents. In general, the transverse direction so defined parallel to the transverse axis direction of the flat pipe sections, however, this is not mandatory, as the alternative plan pipe sections against this transverse direction if necessary can also be inclined.

Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung des Umkehrbogenab-Schnitts wird erreicht, daß dessen Ausdehnung in der Stapelrichtung deutlich kleiner als die Flachrohrbreite gehalten werden kann. Dementsprechend brauchen die Zwischenräume zwischen benachbarten Flachrohren beim stapelförmigen Aufbau eines Rchrblocks aus diesen Flachrohren nicht so groß oder größer als die Flachrohrbreite gehalten werden, sondern können deutlich enger sein, was die Herstellung eines kompakten und druckstabilen Wärmeübertragers begünstigt. Zudem läßt sich der Umkehrbogenabschnitt durch relativ einfache Rohrbiegevorgänge realisieren. Das Flachrohr kann dabei einmal oder mehrmals in dieser Weise umgebogen sein, wobei sich seine Tiefenausdehnung, d.h. seine Ausdehnung in der wie oben definierten Querrichtung, mit jeder Umbiegung vergrößert. Dadurch läßt sich mit verhältnismäßig schmalen, druckstabilen Flachrohren ein beliebig tiefer, d.h. sich in der Querrichtung ausdehnender Rohrblock bilden, wobei diese Quer- oder Tiefenrichtung üblicherweise diejenige Richtung derstellt, in welcher ein zu kühlendes oder erwärmendes Medium außen an den Flachrohrflächen vorbei durch den Wärmeübertrager hindurchgeleitet wird. Dabei sind meist zusätzliche Wärmeleitrippen zwischen den in Stapelrichtung aufeinanderfolgenden Rohrblockabschnitten zur Verbesserung der Wärmeübertragung vorgesehen. Da wie gesagt die Rohrzwischenräume sehr eng gehalten werden können, lassen sich auch entsprechend niedrige wärmeleitende Wellrippen einsetzen, was gleichfalls die Kompaktheit und Stabilität eines so gebildeten Rohr-Rippenblocks verbessert.Through this inventive design of the reverse sheet section it is achieved that its expansion in the stacking direction kept significantly smaller than the flat tube width can be. Accordingly, the spaces between need adjacent flat tubes when stacking a Rchrblocks from these flat tubes are not as large or larger than the flat tube width can be kept, but can be significantly narrower as to what makes a compact and pressure-stable heat exchanger favors. In addition, the reverse bend section through relatively simple tube bending processes realize. The flat tube can be used once or several times be bent in this way, its depth, i.e. its extent in the as defined above Transverse direction, enlarged with every bend. This leaves with relatively narrow, pressure-stable flat tubes an arbitrarily lower, i.e. expanding in the transverse direction Form tube block, this transverse or depth direction usually the direction in which one closes Cooling or heating medium on the outside of the flat tube surfaces is passed through the heat exchanger. There are usually additional thermal fins between the in Stack direction of successive pipe block sections for Improvement in heat transfer provided. As I said the pipe gaps can be kept very narrow use correspondingly low heat-conducting corrugated fins, which is also the compactness and stability of a tube-fin block thus formed improved.

Ein nach Anspruch 2 weitergebildetes Flachrohr ist derart umgebogen, daß die über einen jeweiligen Umkehrbogenabschnitt verbundenen, planen Rohrabschnitte in derselben oder verschiedenen, zueinander parallelen oder gegeneinander um einen vorgebbaren Kippwinkel geneigten Längsebenen liegen, und zwar in jedem Fall vorzugsweise mit einem gegenseitigen Abstand in Querrichtung zwischen 0,2mm und 20mm. Bei Verwenden von einmalig dergestalt umgebogenen Flachrohren läßt sich somit ein Rohrblock mit einer Tiefe bilden, die der doppelten Flachrohrbreite zuzüglich des besagten Abstandes zwischen den planen Rohrabschnitten entspricht. Mit mehrmals so umgebogenen Flachrohren erhöht sich die Rohrblocktiefe pro Umkehrbogenabschnitt um die Flachrohrbreite zuzüglich des besagten Querabstands der planen Rohrabschnitte. Durch die Belassung des Querabstands bilden sich entsprechende Spalte in einem mit solchen Flachrohren aufgebauten Rohrblock, was z.B. im Anwendungsfall eines Verdampfers einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage die Kondenswasserabscheidung erleichtert. Gegebenenfalls vorgesehene Wärmeleitrippen können sich bei Bedarf durchgängig über die ganze Rohrblocktiefe hinweg und auch etwas darüber hinaus erstrecken.A flat tube developed according to claim 2 is bent over in such a way that the over a respective reverse arc section connected, flat pipe sections in the same or different, parallel to each other or against one another Predeterminable tilt angle inclined longitudinal planes, namely in any case preferably with a mutual distance in Cross direction between 0.2mm and 20mm. When using once thus bent flat tubes can be a Form a tube block with a depth that is twice the flat tube width plus the said distance between the plans Corresponds to pipe sections. With bent over several times Flat tubes increase the tube block depth per reversing bend section by the flat tube width plus the said transverse distance of the flat pipe sections. By leaving the Corresponding gaps are formed in a column with tube block constructed of such flat tubes, which e.g. in use an evaporator of a motor vehicle air conditioning system the condensation removal is facilitated. Where applicable Thermal fins can be continuous if necessary across the entire pipe block depth and also slightly above extend out.

Ein nach Anspruch 3 weitergebildetes Flachrohr bildet ein Seraentinenflachrohr, indem mindestens der eine der beiden über einen Umkehrbogenabschnitt verbundenen Flachrohrteile in der Stapelrichtung zu einer Rohrserpentine gebogen ist, d.h. er besteht aus in Stapelrichtung aufeinanderfolgenden Serpentinenwindungen. Mit so gestalteten Flachrohren läßt sich ein sogenannter Serpentinen-Wärmeübertrager mit einer beliebigen Anzahl an in Tiefenrichtung aufeinanderfolgenden Serpentinenblockteilen aufbauen.A further developed according to claim 3 flat tube Seraentine flat tube by at least one of the two Flat tube parts connected via a reversing bend section in the stacking direction is bent to a tubular serpentine, i.e. it consists of serpentine turns which follow one another in the stacking direction. With flat tubes designed in this way, one can so-called serpentine heat exchanger with any Number of successive serpentine block parts in the depth direction build up.

Bei einem nach Anspruch 4 weitergebildeten Flachrohr liegen die Mündungsenden auf der gleichen oder auf gegenüberliegenden Seiten, wobei wenigstens ein Ende vorzugsweise beide Enden gegenüber dem anschließenden Mittenbereich tordiert sind. Durch diese Tordierung wird die Flachrohrquerachse in Richtung Mündungsende zur Stapelrichtung hin gedreht, so daß die Ausdehnung der Flachrohrenden in der Querrichtung kleiner als die Flachrohrbreite gehalten werden kann. Maximal erfolgt die Tordierung um 90°, so daß dann bei senkrecht zur Stapelrichtung verlaufenden planen Rohrabschnitten die Rohrenden parallel zur Stapelrichtung liegen und ihre Ausdehnung in der Querrichtung nur noch so groß wie die Flachrohrdicke ist. Dies ermöglicht eine in Tiefenrichtung eines damit aufgebauten Rohrblocks vergleichsweise enge Anordnung zugehöriger, sich an der betreffenden Rohrblockseite in Stapelrichtung erstreckender Sammel- und Verteilerkanäle.In a further developed according to claim 4 flat tube the mouth ends on the same or on opposite Sides, with at least one end preferably both ends are twisted in relation to the subsequent central area. This twisting turns the flat tube transverse axis in the direction End of mouth turned towards the stacking direction so that the Expansion of the flat tube ends in the transverse direction less than the flat tube width can be kept. The maximum takes place Twisting by 90 °, so that then perpendicular to the stacking direction running pipe sections plan the pipe ends in parallel to the stack direction and their expansion in the The transverse direction is only as large as the flat tube thickness. This enables a so constructed in the depth direction Pipe blocks comparatively close arrangement of associated, extending in the stacking direction on the relevant tube block side Collection and distribution channels.

Der Wärmeübertrager gemäß Anspruch 5 ist durch die Verwendung eines oder mehrerer der erfindungscemäßen Flachrohre im Aufbau eines entsprechenden Rohrblocks charakterisiert, mit den oben erwähnten Eigenschaften und Vorteilen eines solchen Rohrblockaufbaus. Insbesondere läßt sich in dieser Weise ein kompakter, hoch druckstabiler Verdampfer mit relativ niedrigem Gewicht, geringem innerem Volumen und guter Kondenswasserabscheidung für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges realisieren, wobei vorzugsweise Mehrkammer-Flachrohre eingesetzt werden. Der Wärmeübertrager ist sowohl in einlagiger Bauweise, bei denen die Flachrohrabschnitte zwischen zwei Umkehrbogenabschnitten bzw. zwischen einem Umkehrbogenabschnitt und einem Flachrohrende aus einem planen, geradlinigen Rohrabschnitt bestehen, als auch in Serpentinenbauweise ausführbar, bei welcher diese Flachrohrabschnitte zu einer Rohrschlange gebogen sind. The heat exchanger according to claim 5 is by use one or more of the flat tubes according to the invention under construction characterized a corresponding pipe block, with the above-mentioned properties and advantages of such Tube block construction. In particular, one can in this way compact, high pressure stable evaporator with relatively low Weight, low internal volume and good condensation removal for an air conditioning system of a motor vehicle realize, preferably multi-chamber flat tubes used become. The heat exchanger is both in single layer Construction in which the flat tube sections between two reversing bend sections or between a reverse arc section and a flat tube end made of a flat, straight tube section exist, as well as in serpentine construction, in which these flat tube sections to a coil are bent.

Bei einem nach Anspruch. 6 weitergebildeten Wärmeübertrager befinden sich die Rohrenden der verwendeten Flachrohre und damit auch die zugehörigen Sammel- und Verteilerkanäle, nachfolgend der Einfachkeit halber einheitlich als Sammelkanäle bezeichnet, auf gegenüberliegenden Rohrblockseiten. Die Sammelkanäle können dann von je einem Sammelkasten oder Sammelrohr gebildet sein, die an der betreffenden Rohrblockseite entlang der Stapelrichtung, auch als Blockhochrichtung bezeichnet verlaufen und der parallelen Zuführung bzw. Abführung des durch das Rohrinnere geleiteten Temperiermediums zu den bzw. aus den einzelnen Flachrohren dienen.With one according to claim. 6 trained heat exchangers are the tube ends of the flat tubes and used hence the associated collection and distribution channels, below uniformly as collection channels for the sake of simplicity designated, on opposite sides of the pipe block. The collecting channels can then from a collecting box or collecting pipe be formed on the relevant tube block side along the stacking direction, also referred to as the block vertical direction run and the parallel feed or discharge of the tempering medium passed through the inside of the pipe serve or from the individual flat tubes.

In einer dazu alternativen Weiterbildung der Erfindung münden gemäß Anspruch 7 die Flachrohrenden sämtlich auf derselben Rohrblockseite. Bedingt durch die Gestaltung der Flachrohre sind dabei die beiden Rohrenden eines jeden Flachrohres zueinander in der Blocktiefenrichtung versetzt, so daß ihnen zwei entsprechend in Blocktiefenrichtung nebeneinanderliegende Sammelkanäle zugeordnet werden kennen. Dementsprechend erfolgen Zu- und Abführung des durch das Rohrinnere geleitete Temperiermediums an derselben Wärmeübertragerseite.This leads to an alternative development of the invention according to claim 7, the flat tube ends all on the same Tube block side. Due to the design of the flat tubes are the two tube ends of each flat tube to each other offset in the block depth direction so that they two correspondingly adjacent to each other in the block depth direction Known collection channels. To be done accordingly Inlet and outlet of the piped through the interior of the pipe Temperature control medium on the same heat exchanger side.

In weiterer Ausgestaltung dieses Wärmeübertragertyps mit zwei nebeneinanderliegenden Sammelkanälen auf derselben Rohrblockseite ist gemäß Anspruch 8 vorgesehen, diese Sammelkanäle durch zwei getrennte Sammelrohre bzw. Sammelkästen, nachfolgend der Einfachkeit halber einheitlich als Sammelrohre bezeichnet, oder durch ein gemeinsames Sammelrohr zu bilden. Letzteres läßt sich dadurch realisieren, daß ein zunächst einheitlicher Sammelrohrinnenraum mit einer Längstrennwand in die beiden Sammelkanäle abgeteilt wird, oder dadurch, daß das Sammelrohr als extrudiertes Rohrprofil mit zwei getrennten, die Sammelkanäle bildenden Hohlkammern gefertigt wird.In a further embodiment of this type of heat exchanger with two side-by-side collecting channels on the same tube block side is provided according to claim 8, these collecting channels through two separate header pipes or header boxes, below For the sake of simplicity, they are referred to as manifolds, or to form through a common manifold. The latter can be realized in that a first uniform manifold interior with a longitudinal partition in the two collecting channels is divided, or in that the Collecting tube as an extruded tube profile with two separate, the hollow chambers forming the collecting channels is manufactured.

Bei einem nach Anspruch 9 weitergebildeten Wärmeübertrager ist wenigstens eines der beiden Sammelrohre bzw. wenigstens eine der beiden Hohlkammern eines längsgeteilten Sammelrohres durch Quertrennwände in mehrere, in Blockhochrichtung voneinander getrennte Sammelkanäle unterteilt. Dadurch wird eine gruppenweise serielle Durchströmung der Flachrohre im Rohrblock erzielt, indem das dem Rohrblock über einen ersten Sammelkanal des quergeteilten Sammelrohres bzw. der quergeteilten Hohlkammer zugeführte Temperiermedium zunächst nur in den dort mündenden Teil aller Flachrohre eingespeist wird. Der Sammelkanal, in den dieser Teil der Flachrohre mit dem anderen Rohrende mündet, fungiert dann als Umlenkkanal, in welchem das Temperiermedium von den dort mündenden Flachrohren in einen weiteren, ebenfalls dort mit einem Ende mündenden Teil aller Flachrohre umgelenkt wird. Anzahl und Lage der Quertrennwände bestimmen die Einteilung der Flachrohre in nach einander durchströmte Gruppen von parallel durchströmten Flachrohren. In a further developed according to claim 9 heat exchanger is at least one of the two manifolds or at least one of the two hollow chambers of a longitudinally divided manifold through transverse partition walls in several, in the vertical direction from each other separate collection channels divided. This will make one serial flow through the flat tubes in the tube block achieved by the tube block via a first collecting channel of the cross-divided manifold or the cross-divided Cavity medium supplied initially only in the part of all of the flat tubes opening there is fed. The Collecting channel in which this part of the flat tubes with the other Pipe end opens, then acts as a deflection channel in which the temperature control medium from the flat pipes opening there in another, also ending there with one end Part of all flat tubes is deflected. Number and location of the Cross partitions determine the division of the flat tubes into successive groups of parallel flows Flat tubes.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1

eine Draufsicht auf ein Flachrohr mit einem Umkehrbogenabschnitt und tordierten Rohrenden,

Fig. 2

eine Seitenansicht längs des Pfeils II von Fig. 1,

Fig. 3

eine ausschnittsweise Seitenansicht eines aus Flachrohren gemäß den Fig. 1 und 2 aufgebauten Rohr/Rippenblocks eines Verdampfers,

Fig. 4

eine Seitenansicht längs des Pfeils IV von Fig. 3,

Fig. 5

eine ausschnittsweise Seitenansicht eines Rohr/Rippenblocks eines Verdampfers mit serpentinenförmigen Flachrohren,

Fig. 6

eine Seitenansicht längs des Pfeils VI von Fig. 5,

Fig. 7

eine schematische Darstellung eines Flachrohres mit zwei Umkehrbogenabschnitten und

Fig. 8

eine Querschnittsansicht durch ein z.B. für den Verdampfer von Fig. 5 verwendbares Zweikammer-Sammelrohr.

Fig. 9

Fallvarianten 1 bis 3 zur Gestaltung des Umkehrbogenabschnittes in der Draufsicht

Fig. 10

Fallvarianten 1 bis 3 zur Gestaltung des Umkehrbogenabschnittes in der Seitenansicht

Advantageous embodiments of the invention are shown in the drawings and are described below. Here show:

Fig. 1

a plan view of a flat tube with a reverse bend section and twisted tube ends,

Fig. 2

2 shows a side view along arrow II of FIG. 1,

Fig. 3

2 shows a partial side view of a tube / fin block of an evaporator constructed from flat tubes according to FIGS. 1 and 2,

Fig. 4

3 shows a side view along the arrow IV of FIG. 3,

Fig. 5

a partial side view of a tube / fin block of an evaporator with serpentine flat tubes,

Fig. 6

3 shows a side view along arrow VI of FIG. 5,

Fig. 7

is a schematic representation of a flat tube with two reversing bend sections and

Fig. 8

a cross-sectional view through a usable for the evaporator of FIG. 5 two-chamber manifold.

Fig. 9

Case variants 1 to 3 for the design of the reversing arch section in plan view

Fig. 10

Case variants 1 to 3 for the design of the reversing arch section in side view

Das in Fig. 1 in einer Draufsicht gezeigte Flachrohr 1 ist einstückig aus einem geradlinigen Mehrkammerprofil unter Verwendung geeigneter Biegevorgänge gefertigt. Es beinhaltet zwei plane, geradlinige Rohrabschnitte 2a, 2b, die über einen Umkehrbogenabschnitt 3 miteinander verbunden sind und entgegengesetzte Durchströmungsrichtungen für ein durch die mehreren parallelen Kammern im Inneren des Flachrohres 1 hindurchgeleitetes Temperiermedium, z.B. ein Kältemittel einer Kraffahrzeug-Klimaanlage aufweisen. Einer der beiden möglichen Strömungsverläufe ist in Fig. 1 durch entsprechende Strömungspfeile 4a, 4b dargestellt. Die parallel zu den Durchströmungsrichtungen 4a, 4b verlaufenden Längsachsen 5a, 5b der beiden planen, geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b definieren eine Längsrichtung x und sind in einer dazu senkrechten Querrichtung y gegeneinander versetzt. Wie insbesondere aus der Seitenansicht von Fig. 2 ersichtlich, liegen beide planen Rohrabschnitte 2a, 2b in einer gemeinsamen xy-Ebene, die senkrecht zu einer Stapelrichtung z ist, in welcher mehrere solche Flachrohre zur Bildung eines Wärmeübertrager-Rohrblocks aufeinandergestapelt werden, wie unten anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert. Zur besseren Orientierung sind in den Fig. 1 bis 6 jeweils die entsprechenden Koordinatenachsen x, y, z eingezeichnet.The flat tube 1 shown in a top view in FIG. 1 is made in one piece from a straight multi-chamber profile using suitable bending processes manufactured. It contains two flat, straight pipe sections 2a, 2b, which over a reverse arc section 3 are connected to each other and opposite Flow directions for one through the several parallel chambers tempering medium passed through inside the flat tube 1, e.g. have a refrigerant of a vehicle air conditioner. One of both potential Flow profiles is in Fig. 1 by corresponding flow arrows 4a, 4b. The parallel to the flow directions 4a, 4b longitudinal axes 5a, 5b of the two plan, define straight pipe sections 2a, 2b a longitudinal direction x and are perpendicular to it Transverse direction y offset from each other. How in particular from the side view of Fig. 2, both are plan pipe sections 2a, 2b in a common xy plane, which is perpendicular to a stacking direction z, in which several such flat tubes to form a heat exchanger tube block can be stacked on top of each other as shown below using the 3 and 4 explained in more detail. For better orientation 1 to 6 in each case the corresponding coordinate axes x, y, z shown.

Der Umkehrbogenabschnitt 3 wird dadurch erhalten, daß das anfängliche, geradlinige Flachrohrprofil einer gewünschten Breite b auf seiner halben Länge gehalten und beide Rohrhälften jeweils in einem 90° Winkel umgeschlagen werden, so daß sie parallel zueinander senkrecht zu ihrer ursprünglichen Längsrichtung verlaufen und auf diese Weise die beiden geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b des fertigen Flachrohres 1 bilden. Der Biegevorgang erfolgt dergestalt, daß sich die beiden geradlinigen, in einer Ebene liegenden Rohrabschnitte 2a, 2b mit einem je nach Anwendungsfall wählbaren Abstand a gegenüberliegen, der vorzugsweise zwischen etwa 0,2mm und 20mm beträgt, während die Flachrohrbreite b typischerweise zwischen einem und einigen wenigen Zentimetern beträgt.The reversing sheet section 3 is obtained by the fact that the initial rectilinear flat tube profile of a desired Width b held at half its length and both tube halves are each turned at a 90 ° angle so that they are parallel to each other perpendicular to their original Run longitudinally and in this way the two straight lines Form tube sections 2a, 2b of the finished flat tube 1. The bending process takes place in such a way that the two rectilinear pipe sections 2a, 2b lying in one plane with a distance a that can be selected depending on the application, which is preferably between about 0.2 mm and 20 mm, while the flat tube width b is typically between one and a few centimeters.

Während die geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b auf der einen Seite über den Umkehrbogenabschnitt 3 miteinander verbunden sind, münden sie beide auf der gegenüberliegenden Seite in Form von tordierten Rohrenden 6a, 6b aus. Die Tordierung erfolge um die jeweilige Längsmittelachse 5a, 5b, alternativ auch um eine dazu parallele Längsachse, d.h. mit einem Querversatz bezüglich der Längsmittelachse, um einen beliebigen Winkel zwischen 0° und 90°, wobei im gezeigten Fall der Torsionswinkel ca. 60° beträgt, wie besonders deutlich aus Fig. 4 ersichtlich.While the straight pipe sections 2a, 2b on one Side connected to each other via the reverse arch section 3 are both on the opposite side Form of twisted pipe ends 6a, 6b. The killing takes place alternatively about the respective longitudinal central axis 5a, 5b also about a parallel longitudinal axis, i.e. with a transverse offset with respect to the longitudinal central axis, around any one Angle between 0 ° and 90 °, in the case shown the torsion angle is approximately 60 °, as is particularly clear from FIG. 4 can be seen.

Aus Fig. 2 wird deutlich, daß aufgrund der geschilderten Bildung des Umkehrbogenabschnitts 3 die Flachrohrquerachse in diesem Bereich im wesentlichen parallel zur Ebene der geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b bleibt, wie explizit anhand der gestrichelten Querachse 7 deutlich wird, welche die Quermittelachse des anfänglichen Flachrohr-Rohlings und damit auch des gefertigten, umgebogenen Flachrohrs 1 bildet und sich genau in der Mitte des Umkehrbogenabschnitts 3 befindet. Dies resultiert in einer nur geringen Höhe c, d.h. der Ausdehnung in der Stapelrichtung z, des Umkehrbogenabschnitts 3. Insbesondere bleibt diese Höhe c des Umkehrbogenabschnitts 3 deutlich kleiner als die Flachrohrbreite b. Dadurch können mehrere solche Flachrohre in einem Wärmeübertrager-Rohrblock mit einer Stapelhöhe übereinandergeschichtet werden, die deutlich kleiner gehalten werden kann als die Flachrohrbreite, wie die nachfolgend beschriebenen Wärmeübertragerbeispiele zeigen. From Fig. 2 it is clear that due to the described education of the reversing bend section 3 the flat tube transverse axis in this area essentially parallel to the plane of the rectilinear Pipe sections 2a, 2b remains, as explicitly based on the Dashed transverse axis 7 is clear, which is the transverse central axis of the initial flat tube blank and thus also of the manufactured, bent flat tube 1 forms and exactly is located in the middle of the reversing sheet section 3. This results in only a small height c, i.e. of expansion in the stacking direction z, the reversing sheet section 3. In particular this height c of the reversing arch section 3 remains clear smaller than the flat tube width b. This allows several with such flat tubes in a heat exchanger tube block stacked one on top of the other, that clearly can be kept smaller than the flat tube width, like that Show heat exchanger examples described below.

Dieser Vorteil wird in geringer werdendem Maße auch noch erreicht, wenn die Flachrohrquerachse über den Bereich des Umkehrbogenabschnitts 3 hinweg einen gewissen, spitzen Winkel mit der von den planen Rohrabschnitten 2a, 2b definierten Ebene einschließt, solange dieser Schrägwinkel einen Wert von ca. 45° nicht überschreitet. Eine weitere Modifikation des Flachrohres der Fig. 1 und 2 kann darin bestehen, daß die beiden planen Rohrabschnitte 2a, 2b nicht wie gezeigt in einer Ebene, sondern in zwei zueinander versetzten xy-Ebenen liegen oder aber der eine gegenüber dem anderen Rohrabschnitt um seine Längsachse um einen vorgebbaren Kippwinkel verdreht ist. In jedem Fall ist die Querrichtung y dadurch definiert, daß sie sowohl zur Längsrichtung x der geradlinigen Rohrabschnitte als auch zur Rohrblock-Stapelrichtung z senkrecht ist.This advantage is also achieved to a lesser extent, if the flat tube transverse axis over the area of the reverse bend section 3 a certain, acute angle with that defined by the flat pipe sections 2a, 2b Plane includes as long as this helix angle has a value of does not exceed approx. 45 °. Another modification of the 1 and 2 may consist in that the both plan pipe sections 2a, 2b not as shown in one Level, but in two mutually offset xy planes lie or one opposite the other pipe section rotated about its longitudinal axis by a predeterminable tilt angle is. In any case, the transverse direction y is defined by that they are both to the longitudinal direction x of the straight pipe sections and perpendicular to the pipe block stacking direction z is.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Anwendungsfall für den Flachrohrtyp der Fig. 1 und 2 in Form eines Rohr-/Rippenblocks eines Verdampfers, wie er insbesondere in Kraftfahrzeug-Klimaanlagen verwendbar ist. Es versteht sich, daß sich der ausschnittweise gezeigte Wärmeübertrager je nach Auslegung auch für beliebige andere Wärmeübertragungszwecke einsetzen läßt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, beinhaltet dieser Verdampfer zwischen zwei endseitigen Deckblechen 9, 10 einen Stapel mehrerer Flachrohre 1 gemäß Fig. 1 und 2 mit zwischenliegenden, wärmeleitfähigen Wellrippen 8. Die Höhe der Wärmeleitrippen 8 entspricht ungefähr der Höhe c der Flachrohr-Umkehrbogenabschnitte 3 und ist damit deutlich kleiner als die Flachrohrbreite b.3 and 4 show an application for the flat tube type 1 and 2 in the form of a tube / fin block Evaporator, as used in particular in automotive air conditioning systems is usable. It is understood that the Sectional heat exchangers shown depending on the design can also be used for any other heat transfer purposes leaves. As can be seen from FIG. 3, this contains an evaporator a stack between two end cover plates 9, 10 several flat tubes 1 according to FIGS. 1 and 2 with intermediate, heat-conducting corrugated fins 8. The height of the heat-conducting fins 8 corresponds approximately to the height c of the flat tube reversing bend sections 3 and is therefore significantly smaller than the flat tube width b.

Wie deutlicher aus Fig. 4 zu erkennen, wird durch die Verwendung des Flachrohres der Fig. 1 und 2 ein Rohr-Rippenblock mit in der Tiefe, d.h. in y-Richtung, zweiteiliger Struktur gebildet, wobei in jedem der beiden Blockteile jeweils die Rohrabschnitte mit gleicher Durchströmungsrichtung in der Stapelrichtung z übereinanderliegen. Zwischen den beiden Blockteilen ist ein dem Abstand a der beiden geradlinigen Rohrabschnitte 2a, 2b eines jeden Flachrohres 1 entsprechender Spalt gebildet. Die Wellrippen 8 erstrecken sich einteilig über die gesamte Flachrohrtiefe und damit auch über diesen Spalt hinweg, wobei sie zu beiden Seiten, d.h. an der Vorder- und an der Rückseite des Blocks, nach Bedarf überstehen können. Die Blockvorderseite ist hierbei dadurch definiert, daß sie von einem außenseitig über die Verdampferoberflächen hinweggeleiteten, zweiten Temperiermedium, z.B. zu kühlende Zuluft für einen Fahrzeuginnenraum, in der Rohrquerrichtung y, d.h. in Blocktiefenrichtung, angeströmt wird.As can be seen more clearly from FIG. 4, the use 1 and 2 a tube-fin block with in depth, i.e. in the y direction, two-part structure formed, with in each of the two block parts Pipe sections with the same flow direction in the Stack direction z one above the other. Between the two Block parts is the distance a between the two straight lines Pipe sections 2a, 2b corresponding to each flat tube 1 Gap formed. The corrugated ribs 8 extend in one piece over the entire flat tube depth and thus also over this Gap, being on both sides, i.e. at the Survive front and back of the block as needed can. The block front is defined here that they are from an outside over the evaporator surfaces conducted away second temperature control medium, e.g. to cooling supply air for a vehicle interior, in the pipe transverse direction y, i.e. in the depth direction of the block.

Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich, ist die Quererstreckung d der Flachrohrmündungsenden aufgrund ihrer Tordierung geringer als die Flachrohrbreite b. Dies erleichtert den Anschluß zweier zugehöriger, in den Fig. 3 und 4 nicht gezeigter Sammelkanäle. Denn diese können z.B. jeweils von einem Sammelkasten bzw. Sammelrohr gebildet sein, dessen Quererstreckung in y-Richtung nicht größer als die Flachrohrbreite b zu sein braucht und in seinem Durchmessser bei einem Torsionswinkel der Flachrohrenden von ca . 90° sogar nur noch wenig größer als die Flachrohrdicke zu sein braucht. Es ist daher problemlos möglich, zwei Sammelrohre auf der betreffenden Rohrblockseite nebeneinanderliegend in Stapelrichtung z verlaufend anzuordnen, um jeweils eines der beiden Enden jedes Flachrohres 1 aufzunehmen. Alternativ kann ein gemeinsames Sammelrohr für beide Stapelreihen der Rohrenden 6a, 6b vorgesehen sein, das mittels einer Längstrennwand in die zwei benötigten, getrennten Sammelkanäle unterteilt ist. Die im Beispiel gezeigte Tordierung der Rohrenden um ca. 60° ermöglicht es, daß das relativ enge Aufeinanderfolgen der einlagigen Flachrohre 1 im Stapel mit der besagten, gegenüber der Flachrohrbreite b geringeren Stapelhöhe c nicht behindert wird.As can further be seen from FIG. 4, the transverse extent d the flat tube ends are less due to their twisting than the flat tube width b. This makes connection easier two associated collecting channels, not shown in FIGS. 3 and 4. Because these can e.g. each from a collection box or manifold, the transverse extent of which is formed y direction should not be larger than the flat tube width b needs and in its diameter at a torsion angle the flat tube ends of approx. 90 ° even a little bigger than the flat tube thickness needs to be. It is therefore easy possible, two header pipes on the relevant pipe block side to be arranged side by side in the stacking direction z around one of the two ends of each flat tube 1 record. Alternatively, a common manifold for Both stack rows of the tube ends 6a, 6b may be provided by means of a longitudinal partition into the two required, separate ones Collection channels is divided. The one shown in the example Twisting the pipe ends by approx. 60 ° enables that relatively close succession of the single-layer flat tubes 1 in Stack with the said, compared to the flat tube width b smaller Stack height c is not hindered.

Es zeigt sich, daß der Verdampfer mit dem so gebildeten Rohr-/Rippenblock in kompakter Bauform und sehr druckstabil realisierbar ist und dabei einen hohen Wärmeübertragungs-Wirkungsgrad aufweist. Durch das Umbiegen der Flachrohre zu zwei in der Blocktiefe versetzten Rohrabschnitten 2a, 2b kann mit relativ schmalen' Flachrohren eine Wärmeübertragungsleistung erzielt werden, für die ansonsten mindestens etwa doppelt so breite, nicht gebogene Flachrohre erforderlich wären. Gleichzeitig wird durch die einmalige Flachrohrumlenkung erreicht, daß das durch das Rohrinnere hindurchzuführende Temperiermedium auf ein und derselben Rohrblockseite zu- und abgerührt werden kann, was in manchen Anwendungsfällen vorteilhaft ist.It turns out that the evaporator with the tube / fin block thus formed in a compact design and very pressure-stable and has a high heat transfer efficiency having. By bending the flat tubes too two pipe sections 2a, 2b offset in the block depth with relatively narrow 'flat tubes a heat transfer performance are achieved for the otherwise at least about twice so wide, not bent flat tubes would be required. At the same time, the unique flat tube deflection means that that the tempering medium to be passed through the tube interior fed in and out on one and the same tube block side can be, which is advantageous in some applications is.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel in Serpentinenbauweise gezeigt. Die Ausschnittsansicht von Fig. 5 zeigt dabei eines von mehreren Serpentinen-Flachrohren 11, die zur Bildung des dortigen Serpentinenrohrblocks in beliebiger, gewünschter Anzahl übereinandergestapelt sind. Das hierfür verwendete Serpentinen-Flachrohr 11 ist weitgehend baugleich mit demjenigen der Fig. 1 und 2, mit der Ausnahme, daß sich beidseits des zu demjenigen der Fig. 1 und 2 gleichartigen Umkehrbogenabschnitts 3' jeweils nicht nur ein geradliniger, einlagiger Rohrabschnitt, sondern ein mehrfach serpentinenförmig gewundener Rohrschlangenabschnitt 12a, 12b anschließt, die sich somit wiederum in Blocktiefenrichtung um einen entsprechenden Spalt versetzt gegenüberstehen, wie aus Fig. 6 deutlicher zu ersehen. Die Serpentinenwindungen 13 des jeweiligen Rohrschlangenabschnitts 12a, 12b sind wie üblich durch Umbiegen des Flachrohrs an der betreffenden Stelle um die dortige Rohrquerachse um einen Winkel von 180° gebildet. Zwischen den einzelnen Rohrschlangenwindungen 13 sowie zwischen aufeinanderfolgenden Serpentinen-Flachrohren 11 sind wärmeleitfähige Wellrippen 14 durchgehend von der Blockvorderseite bis zur. Blockrückseite mit optionalem Überstand eingebracht. Es versteht sich, daß hier wie auch im Beispiel der Fig. 3 und 4 stattdessen je eine Wellrippenreihe für jeden der beiden in Blocktiefenrichtung versetzten Rohrblockreihen vorgesehen sein kann, wobei in diesem Fall auch der Spalt zwischen den beiden Blockreihen frei bleiben kann. Statt dieser hälftigen Teilung mit zwei gleich breiten Wellrippen können über die Rohrblocktiefe hinweg in jeder Wellrippenschicht selbstverständlich eine beliebige andere Anzahl von Wellrippen und/oder Wellrippen mit unterschiedlicher Breite eingesetzt werden, z.B. eine erste, sich über zwei Drittel der Rohrblocktiefe erstreckende und eine zweite, sich über das restliche Drittel der Rohrblocktiefe erstreckende Wellrippe. In jedem Fall begünstigt der Spalt die Kondenswasserabscheidung des Verdampfers.5 and 6 is an embodiment in a serpentine construction shown. 5 shows the detail view thereby one of several serpentine flat tubes 11, which for Formation of the serpentine tube block there in any desired Number are stacked. The one used for this Serpentine flat tube 11 is largely identical to that of FIGS. 1 and 2, with the exception that on both sides of the same as that of FIGS. 1 and 2 reversing arc section 3 'not just a straight line, single-layer pipe section, but a multiple serpentine convoluted coil section 12a, 12b connects, which in turn is a corresponding one in the block depth direction Face the gap offset, as in FIG. 6 can be seen more clearly. The serpentine turns 13 of each Pipe sections 12a, 12b are through as usual Bend the flat tube at the relevant point around the pipe transverse axis formed there by an angle of 180 °. Between the individual coils 13 and between successive serpentine flat tubes 11 are thermally conductive Corrugated ribs 14 continuously from the block front to. Block back introduced with optional overhang. It goes without saying that here as well as in the example in FIG. 3 and 4 instead a row of corrugated ribs for each of the two pipe block rows offset in the block depth direction are provided can be, in which case the gap between the two rows of blocks can remain free. Instead of this half Division with two corrugated ribs of the same width can over the pipe block depth in every corrugated fin layer as a matter of course any other number of corrugated fins and / or corrugated fins with different widths used e.g. a first, over two thirds of the pipe block depth extending and a second, covering the rest Corrugated fin extending third of the pipe block depth. In in any case, the gap promotes condensation removal of the evaporator.

Wie aus den Fig. 5 und 6 zu erkennen, entspricht auch in diesem Beispiel die Höhe der Wärmeleitrippen 14 und damit der Stapelabstand benachbarter, geradliniger Flachrohrabschnitte sowohl innerhalb eines Serpentinen-Flachrohres 11 als auch zwischen zwei benachbarten Seroentinen-Flachrohren in etwa der gegenüber der Flachrohrbreite b deutlich geringeren Höhe c des Umkehrbogenabschnitts 3'. Die in diesem Fall gewählte Tordierung der wiederum auf derselben Blockseite mündenden Flachrohrenden 15a, 15b von 90° kollidiert mit dieser geringen Stapelhöhe nicht, da die Serpentinen-Flachrohre aufgrund ihrer Rohrschlangenabschnitte 12a, 12b insgesamt jeweils eine gegenüber der Flachrohrbreite größere Höhe in Stapelrichtung z aufweisen. Die rechtwinklige Tordierung der Enden 15a, 15b um 90° ermöglicht, wie erwähnt, die Verwendung besonders schmaler Sammelkanäle bzw. diese bildende Sammelrohre. In Fig. 5 ist ein solches vorderseitiges Sammelrohr 16 dargestellt, in das die vordere Reihe der Flachrohrenden einmündet, während dieses sowie das parallel danebenliegende Sammelrohr für die hintere Reihe der Flachrohrenden in Fig. 6 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.As can be seen from FIGS. 5 and 6, this also corresponds to this Example, the height of the thermal fins 14 and thus the Stack spacing between adjacent, straight flat tube sections both within a serpentine flat tube 11 as well approximately between two neighboring seroentine flat tubes the significantly lower height than the flat tube width b c of the reverse arc section 3 '. The one chosen in this case Twisting of those which in turn lead to the same side of the block Flat tube ends 15a, 15b of 90 ° collide with this small one Stack height not because of the serpentine flat tubes a total of one of their coil sections 12a, 12b greater height in the stacking direction compared to the flat tube width z. The right-angled twisting of the ends 15a, 15b around 90 °, as mentioned, enables the use in particular narrow collecting channels or collecting tubes forming these. In 5 shows such a collecting tube 16 on the front, into which the front row of flat tube ends opens, during this as well as the parallel collecting tube for the rear row of flat tube ends in FIG. 6 are not shown for the sake of clarity.

Im Unterschied zum Verdampfer in einlagiger Flachrohrbauweise gemäß den Fig. 3 und 4 befindet sich beim Verdampfer in Serpentinenbauweise der Fig. 5 und 6 der Umkehrbogenabschnitt 3' auf derselben Rohrblockseite wie die tordierten Rohrenden 15a, 15b. Durch die zwischenliegenden Serpentinenrohrschlangenwindungen 13 behindern sich die in Stapelrichtung aufeinanderfolgenden tordierten Rohrenden 15a, 15b und Umkehrbogenabschnitte 3' nicht.In contrast to the evaporator in single-layer flat tube construction 3 and 4 is the serpentine evaporator 5 and 6 the reversing arc section 3 ' on the same tube block side as the twisted tube ends 15a, 15b. Through the serpentine coils 13 impede the successive ones in the stacking direction twisted pipe ends 15a, 15b and reverse bend sections 3 'not.

Zu den beiden gezeigten Flachrohrgestaltungen sind zahlreiche weitere Alternativen möglich. So kann das Flachrohr zwei oder mehr Umkehrbogenabschnitte und dementsprechende Umlenkungen aufweisen. Ein Beispiel mit zwei aufeinanderfolgenden Umkehrbogenabschnitten 17, 18 ist schematisch anhand des zugehörigen Durchströmungspfades in Fig. 7 dargestellt. Vom einen Flachrohrende 19 erstreckt sich ein erster geradliniger Rohrabschnitt 20 zum gegenüberliegenden ersten Umkehrbogenabschnitt 17, wo er in einen zurückkehrenden, zweiten geradlinigen Flachrohrabschnitt 21 übergeht, der am wiederum gegenüberliegenden zweiten Umkehrbogenabschnitt 18 in einen dritten geradlinigen Rohrabschnitt 22 übergeht, der sich zum anderen Flachrohrende 23 erstreckt. Dieses Flachrohr eignet sich somit zum Aufbau eines in der Blocktiefe dreiteiligen Wärmeübertrager-Rohrblocks in einlagiger Bauweise, d.h. die geradlinigen Rohrabschnitte 20, 21, 22 befinden sich im wesentlichen in einer Blockebene. Die beiden Enden 19, 23 jedes Flachrohrs münden dabei an gegenüberliegenden Blockseiten, an denen somit je ein Sammelrohr anzuordnen ist. Pro weiterem, möglichem Umkehrbogenabschnitt kommt ein zusätzlicher geradliniger Flachrohrabschnitt in der Blocktiefenrichtung hinzu, und außerdem wechselt jeweils die Lage des einen zum anderen Flachrohrende und damit die Positionierung der beiden zugehörigen Sammelkanäle zwischen einer gleichseitigen und einer sich gegenüberliegenden Position.There are numerous to the two flat tube designs shown other alternatives possible. So the flat tube can be two or more turnaround sections and corresponding diversions exhibit. An example with two consecutive reverse arc sections 17, 18 is schematic based on the associated Flow path shown in Fig. 7. From one Flat tube end 19 extends a first straight tube section 20 to the opposite first reverse arc section 17, where he is returning to a second rectilinear Flat tube section 21 merges with the opposite one second reversing arc section 18 into a third rectilinear pipe section 22 passes over to the other Flat tube end 23 extends. This flat tube is suitable thus building a three-part block depth Heat exchanger tube blocks in single-layer construction, i.e. the rectilinear pipe sections 20, 21, 22 are essentially in a block level. The two ends 19, 23 each Flat tubes open on opposite sides of the block which must therefore each be arranged with a manifold. Per further, possible reverse arc section comes an additional straight line Flat tube section added in the block depth direction, and in addition the position of the one changes to the other Flat tube end and thus the positioning of the two associated Collection channels between an equilateral and an opposite position.

In entsprechender Weise kann auch das Serpentinen-Flachrohr 11 von Fig. 5 dahingehend modifiziert werden, daß durch mindestens eine weitere Serpentinenwindung im einen und/oder im anderen Serpentinenrohrabschnitt das betreffende Flachrohrende auf der dem Umkehrbogenabschnitt gegenüberliegenden Blockseite zu liegen kommt. In einer weiteren Realisierung kann ein Serpentinen-Flachrohr der Art von Fig. 5, jedoch mit einem oder mehreren zusätzlichen Umkehrbogenabschnitten vorgesehen sein, um damit analog z.B. von Fig. 7 einen in Blocktiefenrichtung mindestens dreiteiligen Rohrblock für einen Serpentinen-Wärmeübertrager aufzubauen. Je nach Anwendungsfall können die Flachrohrenden auch untordiert belassen werden.The serpentine flat tube can also be used in a corresponding manner 11 of Fig. 5 are modified so that by at least another serpentine turn in one and / or in other serpentine pipe section the relevant flat pipe end on the block side opposite to the reversing arch section comes to rest. In a further realization can a serpentine flat tube of the type of Fig. 5, but with a or several additional reversing arc sections are provided to be analogous to e.g. 7 in the block depth direction at least three-part pipe block for one To build serpentine heat exchangers. Depending on the application the flat tube ends can also be left undetected.

In denjenigen Ausführungsbeispielen, in denen die Flachrohrenden auf derselben Blockseite ausmünden, kann statt zweier Sammelrohre oder eines gemeinsamen Sammelrohrs, in das bei der Herstellung eine Längstrennwand separat eingebracht wird, ein Zweikammer-Sammelrohr verwendet werden, welches bereits im Fertigungsstadium zwei getrennte, längsverlaufende Hohlkammern aufweist. Ein solches Sammelrohr 24 ist im Querschnitt in Fig. 8 dargestellt. Es ist aus einem extrudierten Profil gefertigt und beinhaltet integral zwei voneinander getrennte Längskammern 25, 26, welche die Sammelkanäle für den betreffenden Wärmeübertrager bilden. Dazu sind, wie auch in den anderen Sammelrohrausführungen, geeignete umfangsseitige Schlitze in das Sammelrohr 24 einzubringen, in welche die Flachrohrenden dicht eingefügt werden.In those embodiments in which the flat tube ends can open out on the same side of the block instead of two Manifolds or a common manifold into which a longitudinal partition is produced separately during manufacture, a two-chamber manifold can be used, which already in the production stage, two separate, longitudinal hollow chambers having. Such a manifold 24 is in cross section shown in Fig. 8. It is extruded from one Profile manufactured and integrally includes two separate Longitudinal chambers 25, 26, which are the collecting channels for the form the relevant heat exchanger. As in the other manifold designs, suitable circumferential Introduce slots in the manifold 24, in which the Flat tube ends are inserted tightly.

Je nach Wärmeübertragertyp können zudem Sammelrohre verwendet werden, die mittels entsprechender Querwände mehrere, in der Blockhochrichtung z voneinander getrennte Sammelkanäle beinhalten. Dadurch werden die Flachrohre im Rohrblock zu mehreren Gruppen derart zusammengefaßt, daß die Rohre einer Gruppe parallel und die verschiedenen Rohrgruppen seriell durchströmt werden. Ein zugeführtes Temperiermedium strömt von einem eintrittsseitigen Sammelkanal in die Gruppe der dort mündenden Flachrohre und gelangt dann an deren anderem Ende in einen als Umlenkraum fungierenden Sammelkanal, in den neben dieser ersten Gruppe eine zweite Flachrohrgruppe einmündet, in die das Temperiermedium dann umgelenkt wird. Dies kann durch entsprechende Positionierung der Querwände in einem oder beiden Sammelrohren in beliebiger Weise bis zu einem austrittsseitigen Sammelkanal fortgesetzt werden, über den das Temperiermedium dann den Rohrblock verläßt.Depending on the type of heat exchanger, manifolds can also be used be, the several by means of appropriate transverse walls, in the Block vertical direction z contain separate collecting channels. As a result, the flat tubes in the tube block become several Groups combined in such a way that the pipes of a group flows in parallel and flows through the various tube groups in series become. A supplied tempering medium flows from one inlet-side collecting channel into the group of those opening there Flat tubes and then gets in at their other end a collecting duct that acts as a deflection space, into which a second flat tube group opens in addition to this first group, into which the temperature control medium is then deflected. This can be done by appropriate Position the cross walls in one or both header pipes be continued in any way up to an outlet-side collecting channel, through which the temperature control medium then leaves the tube block.

Die obige Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele zeigt, daß sich mit den erfindungsgemäßen Flachrohren sehr kompakte, druckstabile Flachrohrblöcke in einlagiger Bauweise oder Serpentinenbauweise mit hohem Wärmeübertragungsvermögen herstellen lassen. Damit hergestellte Wärmeübertrager eignen sich z.B. auch für mit vergleichsweise hohem Druck arbeitende CO₂-Klimaanlagen, wie sie zunehmend für Kraftfahrzeuge in Betracht gezogen werden.The above description of various exemplary embodiments shows that the flat tubes according to the invention can be used to produce very compact, pressure-stable flat tube blocks in a single-layer construction or serpentine construction with a high heat transfer capacity. Heat exchangers produced in this way are also suitable, for example, for CO ₂ air conditioning systems operating at comparatively high pressure, as are increasingly being considered for motor vehicles.

In Fig. 9 und Fig. 10 wird die Ausgestaltung des Umkehrbogenabschnittes zur Verdeutlichung in Draufsicht und Seitenansicht dargestellt.In FIG. 9 and FIG. 10, the configuration of the reversing arch section becomes Clarification shown in top view and side view.

Es wird klargestellt, wo und wie der Winkel im Bereich des Umkehrbogenabschnitts (3) zur Flachrohrquerachse (7) gemessen werden soll.It clarifies where and how the angle in the area of the reversing curve section (3) to the flat tube transverse axis (7) to be measured.

Die Darstellung des Umkehrbogenabschnitts (3) aus Fig. 1 wird in den Figuren 9 und 10 technisch exakt präzisiert. Insbesondere ist klarzustellen, dass die Flachrohrquerachse im Bereich des Umkehrbogenabschnitts (3) einer geraden Linie entspricht.The illustration of the reversing arch section (3) from FIG. 1 is shown in FIGS. 9 and 10 technically precise. In particular, it must be made clear that the Flat tube transverse axis in the area of the reversing bend section (3) of a straight line equivalent.

Im Folgenden wird zur Veranschaulichung des Bereichs des erfindungsgemäßen Gegenstandes dieser in den zwei Extremdarstellungen, einmal mit einem Winkel a1 von 0° und einmal mit einem Winkel a3 von 45° sowie einer Darstellung bei einem Winkel a2 von ca. 30°, dargestellt. The following is used to illustrate the scope of the invention Object of this in the two extreme representations, once with an angle a1 of 0 ° and once with an angle a3 of 45 ° and a representation at one Angle a2 of approximately 30 °.

In Fig. 9 und Fig. 10 sind diese drei Fallvarianten jeweils durch die Indizierung 1 bis 3 angezeigt. Die Fallvariante 1 stellt dabei die bereits in Fig. 1 und Fig. 2 skizzierte Lösung dar, nach welcher der Winkel a1 = 0° beträgt.In FIG. 9 and FIG. 10, these three case variants are each by the indexing 1 to 3 displayed. Case variant 1 represents the one already outlined in FIGS. 1 and 2 Solution according to which the angle a1 = 0 °.

Bei dieser ersten Realisierung der Erfindung wird das Flachrohr durch Biegung entlang einer Geraden (G1) mit einem Winkel von 45° zur Längsachse (5) des Flachrohres und im rechten Winkel mit Bezug auf die Längsachse (5) umgelenkt, und nach einer abermaligen Umlenkung im Winkel von 90° mit Bezug auf die Längsachse (5) verläuft das Flachrohr dann in entgegengesetzter Richtung aus dem Umkehrbogenabschnitt (3) heraus.In this first implementation of the invention, the flat tube is bent along a straight line (G1) at an angle of 45 ° to the longitudinal axis (5) of the Flat tube and deflected at a right angle with respect to the longitudinal axis (5), and after another redirection at an angle of 90 ° with respect to the longitudinal axis (5) the flat tube then runs in the opposite direction from the Reverse arc section (3) out.

Die sich ergebende Außenkontur ist charakterisiert durch den Winkel von 45°, mit welchem sich in der Draufsicht gemäß Fig. 9 die Biegekante (G1) im Verhältnis zur Längsachse (5) darstellen lässt.The resulting outer contour is characterized by the angle of 45 °, with which in the top view according to FIG. 9 shows the bending edge (G1) in relation to Longitudinal axis (5) can be represented.

Folgt man der Außenkante des Flachrohres, so verläuft diese zunächst waagerecht und anschließend im rechten Winkel dazu senkrecht nach unten, um wiederum waagerecht dazu in entgegengesetzter Richtung aus dem Umkehrbogenabschnitt (3) herauszulaufen.If you follow the outer edge of the flat tube, it initially runs horizontally and then at right angles to it vertically down to turn again horizontally in the opposite direction from the reversing arch section (3) out run.

In Fig. 10 ist dazu die Seitenansicht des Flachrohrs dargestellt, welche der Ansicht des linken Teils von Fig. 2 entspricht. Dabei nimmt der Winkel im Umkehrbogenabschnitt, mit α1 bezeichnet, die Größe von 0° ein. Dies entspricht der Parallelverschiebung durch Biegung und erneuter Parallelverschiebung nach erneuter Biegung in die Ebene des ursprünglichen Flachrohrquerschnitts (7).10 shows the side view of the flat tube, which is the view of the left part of FIG. 2 corresponds. The angle in Reverse arc section, designated α1, the size of 0 °. This corresponds to the Parallel shift by bending and another parallel shift after Another bend in the plane of the original flat tube cross section (7).

Die sich ergebende Höhe C1 ist dabei erfindungsgemäß im Minimum praktisch die doppelte Dicke des Flachrohres.The resulting height C1 is practically the minimum according to the invention double the thickness of the flat tube.

Das andere erfindungsgemäß offenbarte Extrem des in Fig. 10 mit α3 bezeichneten Winkels von 45° wird erreicht, indem der Umkehrbogenabschnitt 3.3 in Fig. 9 vergrößert wird, wobei die Konturlinie U3 im Umkehrbogenabschnitt eine relativ stark gekrümmte Linie ausbildet, im Gegensatz zur als Geraden U1 bei einem Winkel α1 von 0° ausgebildeten Linie. The other extreme disclosed according to the invention of that designated α3 in FIG. 10 Angle of 45 ° is achieved by the reversing arch section 3.3 in FIG. 9 is enlarged, the contour line U3 in the reversing arc section being relatively strong forms curved line, in contrast to the straight line U1 at an angle α1 line formed by 0 °.

Die Darstellung in Fig. 10 zeigt die Seitenansicht und verdeutlicht den Verlauf des Flachrohrs, welches im Unterschied zur Ausführung mit α1 = 0° nicht so stark geknickt wird, was zur Folge hat, dass die Strömungsbeeinflussung in den einzelnen Kanälen des Flachrohres weniger stark ist.The illustration in FIG. 10 shows the side view and clarifies the course of the Flat tube, which in contrast to the version with α1 = 0 ° is not as strong is kinked, which has the consequence that the flow influence in the individual Channels of the flat tube is less strong.

Weniger vorteilhaft ist an dieser Ausgestaltung, dass die Höhe c3 des Umkehrbogenabschnittes nach Fig. 10 damit maximal ist.It is less advantageous in this embodiment that the height c3 of the 10 is thus maximum.

Die Darstellung eines zwischen α1 und α3 liegenden Winkels α2 ist in Fig. 9 mit dem Umkehrbogenabschnitt 3.2 skizziert, wobei die Konturlinie U2 weniger stark gekrümmt ist als die Konturlinie U3, jedoch nicht eine Gerade darstellt, wie die Konturlinie U1. Folglich ist gemäß Fig. 10 die Höhe c2 zwischen der Höhe C1 und der Höhe C3 anzusiedeln.The representation of an angle α2 lying between α1 and α3 is shown in FIG Reversing arc section 3.2 outlines, the contour line U2 being less strong is curved as the contour line U3, but does not represent a straight line like that Contour line U1. 10, the height c2 is between the height C1 and the C3 level.

Betrachtet man nun diese drei erfindungsgemäßen Ausgestaltungen, so wird in der Draufsicht in Fig. 9 deutlich, dass streng genommen, die Konturen in der Draufsicht im Bereich des Umkehrbogenabschnitts 3 jeweils Geraden darstellen, welche klar und eindeutig durch ihren Winkel zu einer Ebene charakterisiert werden können.If one now considers these three configurations according to the invention, the Top view in Fig. 9 clearly shows that strictly speaking, the contours in top view in the area of the reversing arc section 3 each represent straight lines which are clear and can be clearly characterized by their angle to a plane.

Die Darstellung in Fig. 9 folgt der theoretischen Vorstellung, dass beim Formvorgang des Umkehrbogenabschnitts (3) eine torsionsähnliche Verformung um die in Fig. 9 dargestellte innere Konturlinie des Flachrohrs ausgeführt wird. Betrachtet man die entstehende Geometrie differenziell, so bleibt die Flachrohrquerachse (7) immer eine Gerade.The illustration in FIG. 9 follows the theoretical idea that during the molding process of the reversing arch section (3) a torsion-like deformation around that in FIG. 9 shown inner contour line of the flat tube is executed. If you look at that resulting geometry differentially, the flat tube transverse axis (7) always remains one Just.

Der Winkel der Geraden bzw. der Flachrohrquerachse (7) lässt sich somit korrekt jederzeit zur x/y-Ebene (2a, b) bestimmen. Gleichfalls korrekt formuliert lässt sich unter der theoretischen Annahme der Flachrohrquerachse (7) als Geraden der Winkel einer beliebigen differenziellen Flachrohrquerachse (7) exakt zu einer zur Stapelrichtung z senkrechten Ebene in dem angegebenen Winkelbereich von 0 bis 45° bestimmen. The angle of the straight line or the flat tube transverse axis (7) can thus be correct Determine the x / y plane (2a, b) at any time. It can also be formulated correctly under the theoretical assumption of the flat tube transverse axis (7) as the straight line Angle of any differential flat tube transverse axis (7) exactly to one Stack direction z vertical plane in the specified angular range from 0 to Determine 45 °.

Die obige Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele zeigt, daß sich mit den erfindungsgemäßen Flachrohren sehr kompakte, druckstabile Flachrohrblöcke in einlagiger Bauweise oder Serpentinenbauweise mit hohem Wärmeübertragungsvermögen herstellen lassen. Damit hergestellte Wärmeübertrager eignen sich z.B. auch für mit vergleichsweise hohem Druck arbeitende CO₂-Klimaanlagen, wie sie zunehmend für Kraftfahrzeuge in Betracht gezogen werden.The above description of various exemplary embodiments shows that the flat tubes according to the invention can be used to produce very compact, pressure-stable flat tube blocks in a single-layer construction or serpentine construction with a high heat transfer capacity. Heat exchangers produced in this way are also suitable, for example, for CO ₂ air conditioning systems operating at comparatively high pressure, as are increasingly being considered for motor vehicles.

Claims (10)

1. Flat pipe for a heat-exchanging duct especially for an evaporator duct of an automobile air conditioning system with:

   at least one U-bend section (3) bent so that both of its flat pipe-sections (2a, 2b) run lengthwise with opposing through-flow direction (4a, 4b) and with the opposing, at least in transverse direction (y), offset longitude axis (5a, 5b),

   characterised in that,

   the u-bend section (3) is constructed in such a way that this area of the flat pipe transverse axis (7) encloses an angle of at most 45° from a plane parallel to both the longitudinal direction (x) and traverse direction (v) and perpendicular to the stacking direction (z).
2. Flat pipe, according to claim 1, is further characterised in that both of the flat pipe sections (2a, 2b) that connect to the u-bend pipe section (3) are located in the same plane or a parallel that is perpendicular to the stacking direction (z) or twisted against each other, around a predefinable tilt angle, around an axis of longitude, with a preferred gap in the transverse direction (y) of 0.2mm and 20mm.
3. Flat pipe according to claim 1 or 2, further characterised in that at least one of both of its parts, connected to each other via the u-bend section (3'), creates a serpentine coil (12a, 12b) twisted in the stacking direction (z).
4. Flat pipe according to the claims1 to 3, further characterised in that both of its ends lie on the same or opposite sides and at least one of the pipe ends is twisted around an angle between 0° und 90 °.
5. Flat pipe heat exchanger especially an evaporator for the air conditioning system of an automobile with:

   a duct with one or more flat pipes, stacked on top of one another, in one stacking direction (z) and

   collecting channels located on the side of the duct parallel to, the stacking direction, into which, in each case, one end of the flat pipe flows,

   characterised in that

   the duct contains one or more flat pipes (1, 11) according to one of the claims 1 to 4.
6. Flat pipe heat exchanger according to claim 5, further characterised in that the ends (19, 23) of each flat pipe and the corresponding collecting channel lie on opposite sides of the duct.
7. Flat pipe heat exchanger according to claim 5, further characterised in that the ends (6a, 6b 15a, 15b) of each of the flat pipes and the corresponding collecting channels are located on the same side of the duct and are parallel to the direction of the depth of the duct (y).
8. Flat pipe heat exchanger according to claim 7 further characterised in that the collecting channels are constructed of two separate collection pipes, or a common collecting pipe, with a lengthwise separating wall or a common collecting pipe (24), constructed of an extruded pipe profile with two separate hollow chambers (25, 26).
9. Flat pipe heat exchanger according to one of the claims 5 to 8 further characterised in that at least one collecting pipe is subdivided, by transverse separating walls, into several, separate collecting channels mounted in the height direction (z) of the duct.
10. Flat pipe heat exchanger according to one of the claims 5 to 9 further characterised by straight fitted corrugated fins inserted between a straight flat pipe sections (1,11) next to each other in the stacking direction (z), whereby in each corrugated fin layer, there is one corrugated fin that stretches over the entire duct depth or several corrugated fins, laying next to each other in the depth direction of the duct, of same or differing widths.

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