SE1350136A1 - Värmeväxlare - Google Patents

Abstract

En värmeväxlare (1) som har en kärna (2) innefattande ett flertal platta rör (3), som har första och andra ändar som är tätt förbundna med långsträckta ändplåtar (4, 5) av metall av en första respektive andra samlingstank (6, 7). För att möjliggöra tät anslutning av nämnda platta rör (3) till nämnda ändplåtar (4, 5) innefattar dessa avlånga öppningar (12) som passar de platta rörens (3) ändar och har en huvudaxel i huvudsak i linje med en tvärgående axel av nämnda ändplåtar (4, 5). Varje avlång öppning (12) har en krage (13) som skjuter ut från respektive ändplåt (4, 5) på en kärnsida av denna och helt omsluter ett rör (3) som är infört däri, varvid åtminstone en del av en kortsida av nämnda krage (13) invändigt ligger i linje med en insida av en kontinuerlig längsgående fläns (10, 11) hos respektive ändplåt (4, 5) på en tanksida av denna.Publiceringsbild: fig 3

Description

15 20 25 30 Uppfinninqens ändamål Mot ovanstående bakgrund är ändamålet med föreliggande uppfinning att åstadkomma en värmeväxlare som är kompakt och potentiellt lätt, är enkel att tillverka och dessutom tålig.

Kort beskrivninq av uppfinningen Enligt uppfinningen uppnås detta vid en värmeväxlare enligt ingressen genom att nämnda ändplåtar för att möjliggöra tät anslutning av nämnda plat- ta rör innefattar avlånga öppningar, som passar de platta rörens ändar och har en huvudaxel i huvudsak i linje med en tvärgående axel av nämnda änd- plåtar, och genom att varje avlång öppning har en krage, som skjuter ut från respektive ändplåt på en kärnsida av denna och helt omsluter ett rör som är infört däri, varvid åtminstone en del av en kortsida hos nämnda krage invän- digt ligger i linje med en insida av en första kontinuerlig längsgående fläns hos respektive ändplåt på en tanksida av denna.

Fackmannen på området är medveten om att en kompakt lättviktsvär- meväxlare bl a kräver användning av tunnväggiga rör. Dessa är relativt svaga och har stor nytta av ett yttre stöd som hjälper dem att stå emot inre tryck i en arbetande värmeväxlare. Till skillnad från den kompakta värmeväxlaren som nämnts ovan, åstadkommes i värmeväxlaren enligt föreliggande uppfinning ett sådant stöd med hjälp av nämnda kragar, och detta utan behov av att öka storlek och/eller vikt. Kragarna möjliggör tät sammankoppling av rör och änd- plåtar på ett enklare sätt än i den kompakta värmeväxlaren som nämnts ovan, eftersom rören och ändplåtarna kan sammankopplas innan resterande delar av samlingstankarna anbringas.

Enligt en föredragen utföringsform ligger i värmeväxlaren enligt förelig- gande uppfinning åtminstone en del av den motsatta kortsidan hos nämnda krage invändigt i linje med en insida av en andra längsgående fläns hos re- spektive ändplåt på en tanksida av denna. Denna lösning gäller för en värme- växlare med en enda rad av platta rör och resulterar i en enhet, som har en plan framsida och baksida, det vill säga en enhet som är mycket kompakt och potentiellt lätt. 10 15 20 25 30 Enligt föreliggande uppfinning är i värmeväxlaren de platta rören och ändplåtarna företrädesvis gjorda av aluminium och pläterade i syfte att möj- liggöra tät anslutning genom hårdlödning. Tack vare möjligheten att förmonte- ra de platta rören och ändplåtarna till en separat monteringsenhet, som kan hårdlödas i en ugn, kan produktionen förenklas och göras flexiblare än för den kompakta ovan nämnda värmeväxlaren.

Företrädesvis är ändplåtarna av värmeväxlaren enligt föreliggande uppfinning tillverkade av ett plätmaterial och de avlånga öppningarna och de- ras kragarformade genom stansning. I detta sammanhang utgör stansning av ett plätmaterial den vanligaste produktionsmetoden, varvid skillnaden mot tidigare ligger i att åtminstone en del av en kortsida på varje krage invändigt ligger i linje med en insida av en kontinuerlig längsgående fläns på en änd- plåt. I praktiken kräver det att den längsgående flänsen formas samtidigt med eller innan själva stansningen utförs.

Enligt en föredragen utföringsform har i värmeväxlaren enligt förelig- gande uppfinning varje ändplåt två motstående, kontinuerliga, längsgående flänsar, som utgör en del av ett gränssnitt till resterande delar av respektive samlingstank. Fackmannen på området inser att två sådana motstående, kontinuerliga flänsar gör tankenheten mycket lättare än exempelvis utskott på en tankkåpa, vilket är fallet vid den kompakta ovan nämnda värmeväxlaren.

Företrädesvis utgörs i värmeväxlaren enligt föreliggande uppfinning nämnda gränssnitt av en svetskonstruktion som förbinder nämnda flänsar med nämnda resterande delar. Fackmannen på området förstår att nämnda svetskonstruktion kan innefatta en enda svetssöm, som sträcker sig runt hela samlingstanken i fråga, och att en sådan svetssöm är lätt att åstadkomma på ett läckagesäkert och varaktigt sätt.

Enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen utgörs i värmeväxla- ren enligt föreliggande uppfinning nämnda gränssnitt av en falsningskonstruk- tion som förbinder nämnda flänsar med nämnda resterande delar. Den alter- nativa lösningen enligt föreliggande uppfinning används t ex om de resteran- de delarna av samlingstankarna, det vill säga andra delar än ändplåtarna, i huvudsak är tillverkade av plastmaterial. Den så kallade falsningskonstruktio- nen innefattar då bland annat en perifer rad av flikar, som är vikta (falsade) 10 15 20 25 30 över en fotdel av en samlingstank i syfte att pressa nämnda fotdel mot en tä- tande packning.

Kort beskrivninq av ritninqarna På ritningarna visas en föredragen utföringsform av uppfinningen schematiskt, varvid: fig 1 visar en värmeväxlare bakifrån; fig 2 visar värmeväxlaren från en sida; fig 3 visar det allmänna konceptet av värmeväxlaren i tvärsektion; fig 4 visar nämnda allmänna koncept i längdsektion; fig 5 visar nämnda allmänna koncept i en sidovy; och fig 6 visar en förstorad del av fig 3 för att åskådliggöra en spänningslin- je.

Detalierad beskrivninq av en föredraqen utförrinqsform I det följande beskrivs en föredragen utföringsform av en värmeväxlare 1 enligt uppfinningen under hänvisning till de bifogade ritningarna. Den visade och beskrivna värmeväxlaren 1 är en laddluftkylare (CAC) för en dieselmotor (ej visad), men det uppfinningsenliga konceptet som sådant är naturligtvis inte begränsat till denna specifika typ av värmeväxlare utan kan användas för många olika typer av värmeväxlare, såsom oljekylare och kylvätskekylare.

Värmeväxlaren 1 har en kärna 2, som syns tydligast i fig 1 och 2. Kär- nan 2 innefattar ett flertal platta rör 3, som beskrivs mer i detalj nedan, och mellan dessa rör 3 en ytförstorande struktur, såsom rankor, vilket inte uttryck- ligen visas eller beskrivs då det är allmänt känt inom detta teknikområde.

Kärnans 2 platta rör 3 är tätt anslutna till långsträckta ändplåtar 4, 5, som utgör en del av en första respektive andra samlingstank 6, 7. Det sätt på vilket ändplåtarna 4, 5 är anslutna till de resterande delarna av samlingstan- karna 6, 7 beskrivs också mera detaljerat nedan.

Som illustrerat med hjälp av pilarna i fig 1 och 2 har den nedre av sam- lingstankarna 6 ett inlopp 8 för mottagning av laddluft från t ex en kompressor (ej visad). Och som visat med hjälp av pilarna i fig 1 och 2 har den övre av samlingstankarna 7 ett utlopp 9 för matning av kyld luft till nämnda dieselmo- 10 15 20 25 30 tor, varvid laddluften kyls av ett kylluftsflöde som passerar kärnan 2 från vär- meväxlarens 1 framsida (till vänster i fig 2) till dess baksida (till höger i fig 2).

I det följande hänvisas speciellt till de mer detaljerade bilderna i fig 3-6, där delar av en ändplåt 4, 5, av en samlingstank 6, 7 och av platta rör 3 visas (bilderna gäller både den nedre och övre samlingstanken 6, 7, därav de två- siffriga beteckningarna 4, 5 och 6, 7 i fig 3-6). Det framgår att ändplåtarna 4 enligt den föredragna utföringsformen av föreliggande uppfinning 5 är tillver- kade av ett plätmaterial, som har formats till en skålform, i synnerhet så att två motstående, kontinuerliga, längsgående flänsar 10, 11 bildas på en tank- sida av respektive ändplåt 4, 5. Dessa längsgående flänsar 10, 11 och möjli- ga tvärgående motsvarigheter (ej visade) vid kortsidor av ändplåtarna 4, 5 används som en del av ett gränssnitt till resterande delar av respektive sam- lingstank 6, 7, såsom en kåpa. Ett parti av nämnda resterande delar visas i fig 3 och 6 i form av nedåtriktade flänsar, som är betecknade 6 och 7 precis som samlingstankarna som de i själva verket tillhör.

Det ovan nämnda gränssnittet innefattar enligt den föredragna och vi- sade utföringsformen av uppfinningen hopsvetsning av ändplåtarna 4, 5 och de resterande delarna eller samlingstankarna 6, 7, så att en läckagesäker enhet bildas. Enligt en alternativ utföringsform är det dock också möjligt att forma ändplåtarna 4, 5 så att en falsningskonstruktion åstadkommes för an- slutningen. Den alternativa utföringsformen används t ex om de resterande delarna av samlingstankarna huvudsakligen är tillverkade av plast och inne- fattar då bland annat en perifer rad av flikar, som böjs eller viks över en fotdel av en samlingstank för att pressa nämnda fotdel mot en tätande packning.

Utöver de ovan beskrivna flänsarna innefattar ändplåtarna avlånga öppningar 12. Dessa harformats genom stansning, så att varje avlång öpp- ning 12 får en krage 13 som skjuter ut från respektive ändplåt 4, 5 på en kärnsida av denna. De avlånga hålens 12 långsidor syns tydligast i fig 3 och deras kortsidor tydligast i fig 4. Nämnda krage 13 är runtomgående och inne- fattar två motstående långsidor och två motstående kortsidor, varvid åtmin- stone en del av en kortsida hos nämnda krage 11 innefattar en del av en kon- tinuerlig längsgående fläns 10, 11 hos respektive ändplåt 4, 5. Vid den före- dragna utföringsformen av föreliggande uppfinning sträcker sig de avlånga 10 15 20 25 30 hålen 12 i ändplåtarna 4, 5 med andra ord över hela ändplåten 4, 5 i fråga med undantag för två gånger ändplåtens plåttjocklek. Detta framgår tydligast av fig 3, där en komplett ändplåt 4, 5 visas i tvärsektion, men även av fig 6, där endast en del av denna plåt visas.

De platta rören 3 hos värmeväxlaren 1 enligt den föredragna utförings- formen av föreliggande uppfinning är gjorda av aluminium, som är pläterat för att möjliggöra hårdlödning i en ugn på likaledes pläterade ändplåtar av alumi- nium. Detta motsvarar den normala standarden på teknikområdet och är så- ledes väl känt förfackmannen. Även i andra avseenden är de platta rören 3 inte på något sätt speciella eller ovanliga. De har två motstående långsidor, två motstående kortsidor, öppna ändar och är alla raka.

För att möjliggöra tät anslutning av de platta rören 3 till ändplåtarna 4, 5 genom hårdlödning förs rören 3 först in ide avlånga hålen 10, där de ska passa noga, så att, sett i tvärsektion, de platta rörens 3 längsgående axel vä- sentligen ligger i linje med en tvärgående axel av nämnda ändplåtar 4, 5. Väl på plats är rören 3 helt omslutna av de utskjutande kragarna 13 av de av- långa öppningarna i ändplåtarna 4, 5 och bildar en central del av en värme- växlare 1 som lätt kan placeras i en hårdlödningsugn.

Efter hårdlödningen svetsas nämnda resterande delar av samlingstan- karna 6, 7 fast på respektive ändplåt 4, 5 helt i enlighet med ovanstående beskrivning.

På så sätt kan enligt uppfinningen en mycket kompakt och lätt värme- växlare 1 åstadkommas, som även är robust, inte bara tack vare kragarnas 13 stöd för de platta rören 3 utan också på grund av varje sådan krages 13 inre struktur. Detta illustreras i den sista ritningsfiguren 6, i vilken en spän- ningslinje14 visas, som har en fördelaktig sträckning med avseende på mot- stånd mot höga inre tryck i värmeväxlaren 1.

I den detaljerade beskrivningen ovan har de första och andra samlings- tankarna 6, 7 angetts vara en nedre respektive övre samlingstank. Detta gäll- er uppenbarligen endast den visade situationen, eftersom samlingstankar som är anordnade på annat sätt är väl kända på området och därmed också möjliga.

Vidare ska uttrycket invändigt i linje med, så som det används ovan och i de bifogade patentkraven, tolkas så att gränsytan mellan en kontinuerlig längsgående fläns 10, 11 och en del av en kortsida av en krage 13 bildar en rak linje, som är väsentligen parallell med en huvudriktning av nämnda rör 3.

Claims (7)

10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. Värmeväxlare (1) som har en kärna (2) innefattande ett flertal platta rör (3), som har första och andra ändar som är tätt anslutna till långsträckta ändplåtar (4, 5) av metall av en första respektive andra samlingstank (6, 7), k ä n n e - te c k n a d av att nämnda ändplätar (4, 5) för att möjliggöra tät anslutning av nämnda platta rör (3) innefattar avlånga öppningar (12), som passar de platta rörens (3) ändar och som har en huvudaxel i huvudsak i linje med en tvärgä- ende axel av nämnda ändplåtar (4, 5), och att varje avlång öppning (12) har en krage (13), som skjuter ut från respektive ändplåt (4, 5) på en kärnsida av denna och helt omsluter ett rör (3) som är infört däri, varvid åtminstone en del av en kortsida hos nämnda krage (13) invändigt ligger i linje med en insida av en första kontinuerlig längsgående fläns (10) hos respektive ändplåt (4, 5) på en tanksida av denna.

2. Värmeväxlare (1) enligt krav 1, vid vilken åtminstone en del av den motsat- ta kortsidan hos nämnda krage (13) invändigt ligger i linje med en insida av en andra längsgående fläns (11) hos respektive ändplåt (4, 5) på en tanksida av denna.

3. Värmeväxlare (1) enligt krav 1 eller 2, vid vilken de platta rören (3) och ändplåtarna (4, 5) är gjorda av aluminium och pläterade i syfte att möjliggöra tät anslutning genom hårdlödning _

4. Värmeväxlare (1) enligt något av kraven 1-3, vid vilket ändplåtarna (4, 5) är tillverkade av ett plåtmaterial och de avlånga öppningarna (12) och deras kragar (13) är formade genom stansning.

5. Värmeväxlare (1) enligt något av kraven 1-4, vid vilket varje ändplåt (4, 5) hartvå motstående, kontinuerliga, längsgående flänsar (10, 11), som utgör en del av ett gränssnitt till resterande delar av respektive samlingstank (6, 7).

6. Värmeväxlare (1) enligt krav 5, vid vilken nämnda gränssnitt utgörs av en svetskonstruktion som förbinder nämnda flänsar (10, 11) med nämnda reste- rande delar.

7. Värmeväxlare (1) enligt krav 5, vid vilken nämnda gränssnitt utgörs en fals- ningskonstruktion som förbinder nämnda flänsar (10, 11) med nämnda reste- rande delar.