WO2012059231A1 - Wärmetauscher - Google Patents

Wärmetauscher Download PDF

Info

Publication number
WO2012059231A1
WO2012059231A1 PCT/EP2011/005551 EP2011005551W WO2012059231A1 WO 2012059231 A1 WO2012059231 A1 WO 2012059231A1 EP 2011005551 W EP2011005551 W EP 2011005551W WO 2012059231 A1 WO2012059231 A1 WO 2012059231A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
pipe
exchanger according
adhesive
section
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/005551
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Laurentino Oskar Cabero
Original Assignee
Cabero Wärmetauscher Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabero Wärmetauscher Gmbh & Co. Kg filed Critical Cabero Wärmetauscher Gmbh & Co. Kg
Priority to EP11782057.1A priority Critical patent/EP2635389A1/de
Publication of WO2012059231A1 publication Critical patent/WO2012059231A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/04—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
    • F16L13/10—Adhesive or cemented joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
    • F16L13/10—Adhesive or cemented joints
    • F16L13/103—Adhesive joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
    • F16L13/10—Adhesive or cemented joints
    • F16L13/11—Adhesive or cemented joints using materials which fill the space between parts of a joint before hardening
    • F16L13/116—Adhesive or cemented joints using materials which fill the space between parts of a joint before hardening for socket pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger having a plurality of heat exchanger tubes through which at least substantially parallel to each other and are preferably connected at its surface with heat transfer elements, wherein each two heat exchanger tubes end by means of a
  • flow-through pipe bend are fluidly connected together.
  • the heat exchanger tubes and the pipe bends are usually made of copper, wherein the heat exchanger tubes and the pipe bends are typically soldered together.
  • Such a kind of construction generic
  • Heat exchanger has proven in practice in the sense, as in this way durable solid and dense connections of the
  • Heat exchanger tubes and pipe bends can be produced with each other. However, such heat exchangers are due to the
  • Plug-in part of the pipe joint forms.
  • a viscous adhesive is forced through the applicator, which is the
  • Adhesive ström limited and directed to predetermined, located on the surface of the pipe sections bodies. The pipe section is then removed from the applicator and that with adhesive
  • Heat exchanger tubes connected by means of an adhesive connection
  • each of the pipe bend and the heat exchanger tube overlap each other by immersing an inner pipe section in an outer pipe section;
  • Pipe section and the outer pipe section an annular, at least predominantly filled with adhesive cavity executed; the cavities are axially limited by areas in which the respective inner and outer pipe sections abut each other.
  • the Heat exchanger tubes can be made of a less expensive material than copper (especially aluminum), without this, the effect on the function and life of the heat exchanger adversely affected.
  • copper especially aluminum
  • the effect on the function and life of the heat exchanger adversely affected.
  • the longevity and reliability is of importance that between the respective parts to be joined together, ie the heat exchanger tube and the pipe bend, in the overlap region, an annular cavity, the
  • Heat exchanger tube and elbow after the mating of the two parts it is also possible in particular numerous parts from which the heat exchanger in question is constructed,
  • Adhesive are filled.
  • Heat exchanger before - by subsequent bonding taking place - fixation can be made, manufacturing tolerances of the items (including those of the heat transfer plates or other heat transfer elements) are taken into account or compensated only in mated, not yet bonded structure, so that the bonds caused by the subsequent filling of the
  • heat exchangers can be realized in which the heat exchanger tubes and pipe elbows, without being soldered together, are permanently sealed together. This in turn allows the use of a difficult or impossible solderable material, in particular for the heat exchanger tubes, which in the context of the present invention is preferably used in that the heat exchanger tubes are made of aluminum.
  • the inner and the outer tube section are free of play in the two abutment regions axially delimiting the respective annular cavity, preferably with a defined fit against one another. This is because it ensures the exact positioning of the pipe sections to each other during assembly, in manufacturing technology
  • the outer tube section has two conical sections which widen in the direction of the center of the annular cavity
  • the cavities serving to receive the adhesive are formed by the special shape of the respective outer tube section, while the respective inner tube sections can be made cylindrical in the overlapping region. This is advantageous in terms of flow, wherein at the same time the conical design of the outer pipe section on both sides in the overlapping area is advantageous with regard to a durable mechanical strength and tightness of the adhesive bond.
  • At least one opening provided in the outer pipe section opens into the cavity.
  • openings that can each other in particular substantially diametrically opposite.
  • the opening facing the adhesive-filling opening serves to control the filling and the discharge of air and excess adhesive; this comes Namely because the risk of air bubbles is significantly reduced, the quality of the adhesive joints benefit.
  • the adhesive is filled from below, through a lower opening in said cavity and the air initially in the cavity by an opposite, that is. overhead
  • a cylindrical tube section whose axial length particularly preferably at least 25% of the diameter of the
  • cylindrical pipe section amounts. Again, this is an advantageous aspect in terms of production engineering, because the cylindrical pipe section when mating the two
  • the function-specific optimization can relate both to the design of the adhesive material to be filled annulus, as well as the selection of adhesives.
  • the respective outer pipe sections of the connecting portions are formed on the heat exchanger tubes, it proves to be advantageous both in terms of cost-effective production of the components as well as in terms of ease of installation, if the pipe bends each two outer
  • each end are inserted into the associated pipe bends.
  • the heat exchanger tubes are made of aluminum, particularly preferably also made of aluminum. This is advantageous because in this case the heat exchanger tubes and the tube bends have the same thermal expansion properties, which benefits the life of the bonds.
  • the pipe bends may well also be made of a different material, for example of plastic. This is advantageous if in the area of the pipe bends targeted heat transfer to the environment should be prevented as much as possible.
  • Heat exchangers according to the present invention can be with
  • Heat exchanger tubes achieve cost advantages over the prior art. Also, the greater flexibility in terms of the materials used to make the heat exchanger tubes and bends is an important aspect. Because the inventive design of the compounds of the heat exchanger tubes and the pipe bends with each other leaves specific, f-optimized
  • the heat exchanger shown in the drawing comprises a
  • Heat exchanger tubes 1 arranged heat transfer elements 2 in the form of heat transfer plates 3. The latter are connected in a manner known as such with the heat exchanger tubes 1 at the surface of heat-conducting. In each case two heat exchanger tubes 1 are at the end by means of a flow-through pipe bend. 4
  • the existing aluminum pipe bends 4 are associated with the two respectively, also made of aluminum
  • Heat exchanger tubes 1 by means of an adhesive connection 5 tightly and mechanically firmly connected. For this purpose, each overlap the pipe bend 4 and the heat exchanger tube 1 in the region of their connection to each other by an inner pipe section 6, in this
  • Embodiment is carried out on the relevant heat exchanger tube 1, in an outer tube section 7, the
  • Overlap area 8 executed. This is followed by a cavity 10 limiting, widening first cone portion 13, which merges into a more or less cylindrical central portion 14. The latter is followed by a further limiting the cavity 10 second, tapered cone portion 15, which merges into a cylindrical guide portion 16, whose
  • Heat exchanger tube 1 corresponds. Finally, the outer tube section 7, i. in this case, the pipe bend 4 at the end of a widening 17.
  • Heat exchanger tubes Filling the between the heat exchanger tubes 1 and the pipe bends 4 in the respective overlapping areas 8 existing cavities 10 with adhesive.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Bei einem Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von durchströmbaren Wärmetauscherrohren (1), die zueinander zumindest im Wesentlichen parallel verlaufen sind jeweils zwei Wärmetauscherrohre endseitig mittels eines durchströmbaren Rohrbogens (4) strömungstechnisch miteinander verbunden. Dabei sind die Rohrbögen (4) mit den beiden jeweils zugeordneten Wärmetauscherrohren (1) mittels einer Klebeverbindung (5) verbunden, wobei in Bereich der ihrer Verbindung jeweils der Rohrbogen (4) und das Wärmetauscherrohr (1) einander überlappen, indem ein innerer Rohrabschnitt (6) in einen äußeren Rohrabschnitt (7) eintaucht. Im jeweiligen Überlappungsbereich (8) ist zwischen dem inneren Rohrabschnitt (6) und dem äußeren Rohrabschnitt (7) ein ringförmiger, zumindest überwiegend mit Klebstoff (9) gefüllter Hohlraum (10) ausgeführt, wobei die Hohlräume (10) axial durch Bereiche begrenzt werden, in denen der jeweilige innere und äußere Rohrabschnitt (6; 7) aneinander anliegen.

Description

Wärmetauscher
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von durchströmbaren Wärmetauscherrohren, die zueinander zumindest im Wesentlichen parallel verlaufen und bevorzugt an ihrer Oberfläche mit Wärmeübertragungselementen verbunden sind, wobei jeweils zwei Wärmetauscherrohre endseitig mittels eines
durchströmbaren Rohrbogens strömungstechnisch miteinander verbunden sind .
Derartige Wärmetauscher sind in einer Vielzahl von Ausführungen allgemein bekannt und in diversen unterschiedlichen Anwendungen im Einsatz .
Aufgrund günstiger Eigenschaften insbesondere hinsichtlich
Dauerhaftigkeit, Verarbeitbarkeit und Wärmeübertragung bestehen die Wärmetauscherrohre und die Rohrbögen üblicherweise aus Kupfer, wobei die Wärmetauscherrohre und die Rohrbögen typischerweise miteinander verlötet sind. Eine solche Art des Aufbaus gattungsgemäßer
Wärmetauscher hat sich in der Praxis in dem Sinne bewährt, als sich auf diese Weise langlebig feste und dichte Verbindungen der
Wärmetauscherrohre und die Rohrbögen untereinander herstellen lassen. Allerdings sind solche Wärmetauscher aufgrund des
Rohstoffpreises für Kupfer mit Herstellungskosten verbunden, die zu Anstrengungen auf der Suche nach kostengünstigeren, technisch indessen zumindest im Wesentlichen gleichwertigen Lösungen führen.
In diesen Sinne wird in der DE 1525743 A vorgeschlagen, auf dem Gebiet der Kühltechnik eingesetzte Rohrschlangen durch Verkleben von aus Aluminium bestehenden Rohrstücken und Rohrbögen herzustellen. Dabei kommt eine Klebstoffaufbringvorrichtung zum Einsatz, die das Ende des jeweiligen Rohrabschnitts aufnimmt, welches das
Einsteckteil der Rohrverbindung bildet. Ein viskoser Klebstoff wird durch die Aufbringvorrichtung hindurchgedrückt, die den
Klebstoff ström begrenzt und auf vorherbestimmte, auf der Oberfläche des Rohrstücks befindliche Stellen richtet. Das Rohrstück wird dann von der Aufbringvorrichtung abgenommen und das mit Klebstoff
BESTÄTIGUNGSKOPIE überzogene Ende in den Aufnahmeteil oder Muffenteil der
Rohrverbindung gesteckt. Nach dem Zusammenbau der Kühlschlange und bei noch nicht gehärtetem Klebstoff wird ein Saugzug auf die
Kühlschlange zur Einwirkung gebracht.
In der Praxis hat sich diese Art der Herstellung von gattungsgemäßen Wärmetauschern nicht bewährt; denn die Verbindungen zwischen den Rohrabschnitten und den Rohrbögen halten den hohen Anforderungen an die mechanische Festigkeit und Dichtigkeit insbesondere auch bei stark wechselnden Temperaturen nicht hinreichend dauerhaft stand.
Hieraus resultiert die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung, die darin besteht, einen vergleichsweise
kostengünstigen, hinsichtlich der Leistungsmerkmale dem etablierten Stand der Technik mit gelöteten Kupferrohren zumindest im
Wesentlichen gleichwertigen Wärmetauscher der eingangs genannten Art bereitzustellen .
Gelöst wird die vorstehend angegebene Aufgabenstellung durch einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art mit den folgenden
Merkmalen :
die Rohrbögen sind mit den beiden jeweils zugeordneten
Wärmetauscherrohren mittels einer Klebeverbindung verbunden;
in Bereich der ihrer Verbindung überlappen jeweils der Rohrbogen und das Wärmetauscherrohr einander, indem ein innerer Rohrabschnitt in einen äußeren Rohrabschnitt eintaucht;
im jeweiligen Überlappungsbereich ist zwischen dem inneren
Rohrabschnitt und dem äußeren Rohrabschnitt ein ringförmiger, zumindest überwiegend mit Klebstoff gefüllter Hohlraum ausgeführt; die Hohlräume werden axial durch Bereiche begrenzt, in denen der jeweilige innere und äußere Rohrabschnitt aneinander anliegen.
In Kombination miteinander gewährleisten die vorstehend angegebenen Merkmale die Möglichkeit der Herstellung eines leistungsfähigen, langlebig zuverlässigen Wärmetauschers der gattungsgemäßen Art zu äußerst attraktiven Kosten, wozu beiträgt, dass infolge der
spezifischen erfindungsgemäßen Gestaltung der Verbindungen der Wärmetauscherrohre und der Rohrbögen untereinander, die Wärmetauscherrohre aus einem kostengünstigeren Material als Kupfer (insbesondere Aluminium) hergestellt sein können, ohne dass, dies auf die Funktion und Lebensdauer des Wärmetauschers sich nachteilig auswirkt. Im Hinblick auf die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit ist dabei von Bedeutung, dass zwischen den jeweils miteinander zu verbindenden Teilen, d.h. dem Wärmtauscherrohr und dem Rohrbogen, im Überlappungsbereich ein ringförmiger Hohlraum besteht, der
beidseitig axial durch Bereiche, in denen das Wärmtauscherrohr und der Rohrbogen aneinander anliegen, begrenzt ist und in den Klebstoff eingefüllt werden kann, nachdem die beiden besagten Teile ineinander gesteckt worden sind. Auf diese Weise ist nämlich ausgeschlossen, dass Klebstoff, der - gemäß dem Stand der Technik - vor dem
Zusammenstecken oberflächlich auf eines der beiden Teile aufgetragen wurde, beim Zusammenstecken abgesteift wird, was zu einer
Schwachstelle in der Verklebung führt. Aufgrund der Befüllung des jeweiligen ringförmigen Hohlraumes im Überlappungsbereich von
Wärmtauscherrohr und Rohrbogen nach dem Zusammenstecken der beiden Teile ist es insbesondere auch möglich, zunächst zahlreiche Teile, aus denen der betreffende Wärmetauscher aufgebaut ist,
zusammenzustecken, bevor anschließend, besonders bevorzugt für alle betreffenden Steckverbindungen gleichzeitig, die ringförmigen
Hohlräume im Bereich der Vielzahl von Steckverbindungen mit
Klebstoff befüllt werden. Indem bei einer solchen Vorgehensweise zahlreiche - ggf. sogar sämtliche - Steckverbindungen des
Wärmetauschers vor deren - durch anschließende Verklebung erfolgende - Fixierung hergestellt werden können, werden Fertigungstoleranzen der Einzelteile (einschließlich derer der Wärmeübertragungsplatten oder sonstigen Wärmeübertragungselemente) im lediglich gesteckten, noch nicht geklebten Gefüge berücksichtigt bzw. kompensiert, so dass die Verklebungen, die durch das anschließende Befüllen der
ringförmigen Hohlräume mit Klebstoff gebildet werden, selbst spannungsfrei sind. Auf diese Weise lassen sich Wärmetauscher realisieren, bei denen die Wärmtauscherrohre und Rohrbögen, ohne miteinander verlötet worden zu sein, dauerhaft dicht miteinander verbunden sind. Dies hinwiederum gestattet die Verwendung eines nicht oder nur schwer lötbaren Werkstoffs insbesondere für die Wärmtauscherrohre, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt dadurch genutzt wird, dass die Wärmtauscherrohre aus Aluminium bestehen.
Gemäß einer ersten bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegen der innere und der äußere Rohrabschnitt in den beiden den jeweiligen ringförmigen Hohlraum axial begrenzenden Anlagebereichen spielfrei, bevorzugt mit einer definierten Passung aneinander an. Dies ist, weil es die exakte Positionierung der Rohrabschnitte zueinander während der Montage sicherstellt, in herstellungstechnischer
Hinsicht von Vorteil. Es ist überdies aber auch günstig im Hinblick auf die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Wärmetauschers, weil sich auf diese Weise besonders homogene, konzentrische Verklebungen der Rohrabschnitte mit gleichmäßigen Klebefugen realisieren lassen, die auch bei in einem erheblichen Umfang wechselnden Temperaturen spannungsfrei bleiben.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem Überlappungsbereich der äußere Rohrabschnitt zwei sich in Richtung auf die Mitte des ringförmigen Hohlraumes hin erweiternde konische Abschnitte
aufweist. Bei dieser Ausführungsform werden die der Aufnahme des Klebstoffes dienenden Hohlräume durch die besondere Formgebung des jeweiligen äußeren Rohrabschnitts gebildet, während die jeweiligen inneren Rohrabschnitte im Überlappungsbereich zylindrisch ausgeführt sein können. Dies ist strömungstechnisch von Vorteil, wobei zugleich die beidseitig konische Ausführung des äußeren Rohrabschnitts im Überlappungsbereich von Vorteil ist im Hinblick auf eine dauerhafte mechanische Festigkeit und Dichtheit der Klebeverbindung.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung mündet in den Hohlraum mindestens eine in dem äußeren Rohrabschnitt vorgesehene Öffnung. Durch diese hindurch kann bei
zusammengesteckten Rohrabschnitten Klebstoff in den vorstehend beschriebenen Hohlraum eingefüllt werden. Besonders bevorzugt münden in den Hohlraum zwei derartige in dem äußeren Rohrabschnitt
vorgesehene Öffnungen, die einander insbesondere im Wesentlichen diametral gegenüberliegen können. Die der Klebstoff -Einfüllöffnung gegenüberliegende Öffnung dient dabei der Kontrolle der Füllung und dem Austritt von Luft und überschüssigem Klebstoff; dies kommt, namentlich weil die Gefahr von Lufteinschlüssen maßgeblich reduziert wird, der Qualität der Klebeverbindungen zugute. In
verfahrenstechnischer Hinsicht ist dabei besonders günstig, wenn der Klebstoff von unten her, durch eine unten liegende Öffnung in den besagten Hohlraum eingefüllt wird und die zunächst in dem Hohlraum befindliche Luft durch eine gegenüber, d.h. oben liegende
Kontrollöffnung hindurch verdrängt.
Gemäß einer abermals anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der äußere Rohrabschnitt endseitig eine
Aufweitung aufweist. Diese ist hinwiederum von besonderem Vorteil im Hinblick auf eine einfache Montage der - in einem zweiten Schritt zu verklebenden - Steckverbindungen. Bevorzugt besteht dabei in dem äußeren Rohrabschnitt zwischen der Aufweitung und dem Beginn des Hohlraumes ein zylindrischer Rohrabschnitt, dessen axiale Länge besonders bevorzugt mindestens 25% des Durchmessers des
zylindrischen Rohrabschnitts beträgt. Auch dies ist wieder ein in fertigungstechnischer Hinsicht vorteilhafter Aspekt, weil der zylindrische Rohrabschnitt beim Zusammenstecken der beiden
Rohrabschnitte den inneren führt.
Für bestimmte Anwendungen (z. B. Hochdruckanwendungen) kann im Einzelfall vorteilhaft sein, wenn jeweils in den
Überlappungsbereichen von Wärmetauschrohren und Rohrbögen zwei oder noch mehr mit Klebstoff gefüllte ringförmige Hohlräume der
vorstehend erläuterten Gestaltung in axialer Abfolge vorgesehen sind. Eine solche Aneinanderreihung von mehreren Klebekammern eröffnet dabei die Möglichkeit diese individuell funktionsspezifisch zu optimieren, so dass die Klebekammern insbesondere nicht
untereinander identisch ausgeführt sein müssen. Im Gegenteil ist insoweit durchaus günstig, eine Klebekammer im Hinblick auf die Abdichtung zwischen Wärmetauscherrohr und Rohrbogen zu optimieren, die anderen Klebekammern demgegenüber im Hinblick auf die
mechanische Fertigkeit der Verbindung der genannten Teile. Die funktionsspezifische Optimierung kann dabei sowohl die Gestaltung der mit Klebestoff zu füllenden Ringraumes betreffen, als auch die Auswahl der Klebstoffe. Wenngleich im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich auch in Betracht kommt, dass die jeweils äußeren Rohrabschnitte der Verbindungsbereiche an den Wärmetauscherrohren ausgebildet sind, so erweist sich sowohl in Hinblick auf eine kostengünstige Herstellung der Komponenten wie auch im Hinblick auf eine einfache Montage als vorteilhaft, wenn an den Rohrbögen jeweils zwei äußere
Rohrabschnitte ausgeführt sind, d.h. die Wärmetauscherrohre
endseitig jeweils in die zugeordneten Rohrbögen eingesteckt sind.
Was die Materialwahl für die Rohrbögen angeht, so bestehen diese namentlich dann, wenn die Wärmeaustauscherrohre aus Aluminium bestehen, besonders bevorzugt ebenfalls aus Aluminium. Günstig ist dies deshalb, weil in diesem Falle die Wärmetauscherrohre und die Rohrbögen die selben Wärmedehnungseigenschaften aufweisen, was der Lebensdauer der Verklebungen zugute kommt. Indessen können die Rohrbögen im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchaus auch aus einem anderen Material bestehen, beispielsweise aus Kunststoff. Dies ist dann von Vorteil, wenn im Bereich der Rohrbögen gezielt eine Wärmeübertragung an die Umgebung möglichst weitgehend unterbunden werden soll .
Wärmetauscher nach der vorliegenden Erfindung lassen sich mit
Vorteil auf einer großen Breite von Anwendungen einsetzen. Zum Tragen kommen die vorstehend dargelegten günstigen Eigenschaften dabei in besonderer Weise bei der Verwendung der entsprechenden Wärmetauscher als Rückkühler für Wasser, Wasser-Glykol sowie Öl wie auch als Verflüssiger für diverse Kältemittel einschließlich NH3.
Durch die vorliegende, vorstehend erläuterte Erfindung lassen sich nicht nur - insbesondere die Verwendung entsprechend
kostengünstigere Werkstoffe für die Herstellung der
Wärmetauscherrohre - Kostenvorteile gegenüber dem Stand der Technik erzielen. Auch die größere Flexibilität hinsichtlich der für die Herstellung der Wärmetauscherrohre und der Rohrbögen verwendeten Materialien ist ein bedeutender Aspekt. Denn die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindungen der Wärmetauscherrohre und der Rohrbögen untereinander lässt spezifische, f nktionsoptimierte
Materialpaarungen zu, bei denen auf Metalle (NE-Metalle, Eisen, Stähle, einschließlich Edelstahl) und auf nicht-metallische Werkstoffe zurückgegriffen werden kann.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die Zeichnung den Randbereich eines Wärmetauschers nach der vorliegenden Erfindung im Ausschnitts-Bereich mit vier endseitig aus einem Paket von Wärmeübertragungsplatten
herausragenden, mittels zweier Rohrbögen miteinander verbundenen Wärmetauscherrohren zeigt.
Der in der Zeichnung dargestellte Wärmetauscher umfasst eine
Vielzahl von parallel zueinander angeordneten durchströmbaren Wärmetauscherrohren 1, von denen in der Zeichnung allerdings lediglich vier gezeigt sind, sowie eine Vielzahl von - ebenfalls parallel mit Abstand zueinander - orthogonal zu den
Wärmetauscherrohren 1 angeordneten Wärmeübertragungselementen 2 in Form von Wärmeübertragungsplatten 3. Letztere sind in als solches bekannter Weise mit den Wärmetauscherrohren 1 an deren Oberfläche wärmeleitend verbunden. Jeweils zwei Wärmetauscherrohre 1 sind endseitig mittels eines durchströmbaren Rohrbogens 4
strömungstechnisch miteinander verbunden. Da der Wärmetauscher nach der Zeichnung insoweit dem hinlänglich bekannten Stand der Technik (vgl. DE z.B. DE 1525743, Fig. 1) entspricht, sind weitere
Erläuterungen entbehrlich.
Die aus Aluminium bestehenden Rohrbögen 4 sind mit den beiden jeweils zugeordneten, ebenfalls aus Aluminium bestehenden
Wärmetauscherrohren 1 mittels einer Klebeverbindung 5 dicht und mechanisch fest verbunden. Dazu überlappen jeweils der Rohrbogen 4 und das Wärmetauscherrohr 1 in Bereich ihrer Verbindung einander, indem ein innerer Rohrabschnitt 6, der bei diesem
Ausführungsbeispiel an dem betreffenden Wärmetauscherrohr 1 ausgeführt ist, in einen äußeren Rohrabschnitt 7, der
dementsprechend vorliegend an dem Rohrbogen 4 ausgebildet ist, eintaucht. Im jeweiligen Überlappungsbereich 8 ist zwischen inneren Rohrabschnitt 6 und dem äußeren Rohrabschnitt 7 ein ringförmiger, zumindest überwiegend mit Klebstoff 9 gefüllter Hohlraum 10 ausgeführt, der axial beidseitig durch Bereiche begrenzt wird, in denen der jeweilige innere Rohrabschnitt 6 und äußere Rohrabschnitt 7 spielfrei aneinander anliegen. im Hinblick darauf, dass jeweils das Wärmetauscherrohr 1 (auch) in dem Überlappungsbereich 8 mit seinen Nennabmessungen zylindrisch ausgeführt ist, werden die Hohlräume 10 durch eine spezifische, nachstehend im Einzelnen erläuterte endseitige Aufweitung des
Rohrbogens 4 definiert. Hierzu vergrößert sich zunächst der
Durchmesser des Rohrbogens 4 jeweils in einem Übergangsbereich 11 dergestalt, dass sein Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Wärmetauscherrohres 1 entspricht. Mit diesen Anmessungen ist ein erster zylindrischer Abschnitt 12 des Rohrbogens im
Überlappungsbereich 8 ausgeführt. Hieran schließt sich ein den Hohlraum 10 begrenzender, sich erweiternder erster Konusabschnitt 13 an, der in einen mehr oder weniger zylindrischen Zentralabschnitt 14 übergeht. An letzteren schließt sich ein den Hohlraum 10 weiterhin begrenzender zweiter, sich verjüngender Konusabschnitt 15 an, der in einen zylindrischen Führungsabschnitt 16 übergeht, dessen
Innendurchmesser wiederum dem Außendurchmesser des
Wärmetauscherrohres 1 entspricht. Schließlich weist der äußere Rohrabschnitt 7, d.h. vorliegend der Rohrbogen 4 endseitig eine Aufweitung 17 auf .
In den Hohlraum 10 münden jeweils zwei in dem äußeren Rohrabschnitt 7 vorgesehene, einander im Wesentlichen diametral gegenüberliegende Öffnungen, nämlich eine - während der Montage des Wärmetauschers unten liegende - Einfüllöffnung 18 und eine - während der Montage oben liegende - Kontrollöffnung 19.
Die wesentlichen Schritte bei der Herstellung des in der Zeichnung veranschaulichten Wärmetauschers sind:
Zusammenfügen der Wärmeübertragungsplatten 3 und der
Wärmtauscherrohre 1 zu einem Wärmetauscherblock;
Aufsetzen der Rohrbögen 4 auf die jeweiligen freien Enden der
Wärmetauscherrohre ; Befüllen der zwischen den Wärmtauscherrohren 1 und den Rohrbögen 4 in den jeweiligen Überlappungsbereichen 8 bestehenden Hohlräume 10 mit Klebstoff 9.

Claims

Ansprüche
Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von durchströmbaren
Wärmetauscherrohren (1), die zueinander zumindest im
Wesentlichen parallel verlaufen und an ihrer Oberfläche bevorzugt mit Wärmeübertragungselementen (2) verbunden sind, wobei jeweils zwei Wärmetauscherrohre endseitig mittels eines durchströmbaren Rohrbogens (4) strömungstechnisch miteinander verbunden sind, mit den folgenden Merkmalen:
die Rohrbögen (4) sind mit den beiden jeweils zugeordneten Wärmetauscherrohren (1) mittels einer Klebeverbindung (5) verbunden ;
in Bereich der ihrer Verbindung überlappen jeweils der
Rohrbogen (4) und das Wärmetauscherrohr (1) einander, indem ein innerer Rohrabschnitt (6) in einen äußeren Rohrabschnitt (7) eintaucht ,·
im jeweiligen Überlappungsbereich (8) ist zwischen dem inneren Rohrabschnitt (6) und dem äußeren Rohrabschnitt (7) ein ringförmiger, zumindest überwiegend mit Klebstoff (9) gefüllter Hohlraum (10) ausgeführt;
die Hohlräume (10) werden axial durch Bereiche begrenzt, in denen der jeweilige innere und äußere Rohrabschnitt (6; 7) aneinander anliegen.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere und der äußere Rohrabschnitt (6; 7) in den
Anlagebereichen spielfrei, bevorzugt mit einer definierten Passung aneinander anliegen.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass in dem Überlappungsbereich (8) der äußere Rohrabschnitt (7) zwei sich in Richtung auf die Mitte des Hohlraumes (10) hin erweiternde konische Abschnitte (13; 15) aufweist .
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hohlraum (10) mindestens eine in dem äußeren Rohrabschnitt (7) vorgesehene Öffnung (18) mündet.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hohlraum (10) zwei in dem äußeren Rohrabschnitt (7) vorgesehene Öffnungen (18; 19) münden.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Öffnungen (18, 19) einander im Wesentlichen diametral gegenüberl iegen .
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der äußere Rohrabschnitt (7) endseitig eine Aufweitung (17) aufweist.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem äußeren Rohrabschnitt (7) zwischen der Auf eitung (17) und dem Beginn des Hohlraumes (10) ein zylindrischer Rohrabschnitt (16) besteht.
9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des zylindrischen Rohrabschnitts (16) mindestens 25% des Durchmessers des zylindrischen Rohrabschnitts beträgt.
10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre und/oder die
Rohrbögen (4) aus Aluminium bestehen.
11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass an den Rohrbögen (4) jeweils zwei äußere Rohrabschnitte (7) ausgeführt sind.
12. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass im jeweiligen Überlappungsbereich (8) in axialer Abfolge mehrere ringförmige, zumindest überwiegend mit Klebstoff (9) gefüllte Hohlräume (10) vorgesehen sind.
13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (10) funktionsspezifisch unterschiedlich gestaltet und/oder mit unterschiedlichem
Klebstoff (9) gefüllt sind.
14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Rohrbögen (4) und die Wärmetauschrohre (1) aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
15. Verfahren zu Herstellung eines Wärmetauschers nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte:
Zusammenfügen von Wärmeübertragungselementen (2) und
Wärmtauscherrohren (1) zu einem Wärmetauscherblock;
Aufsetzen von Rohrbögen (4) auf die jeweiligen freien Enden der Wärmetauscherrohre ,·
Befüllen von zwischen den Wärmtauscherrohren (1) und den
Rohrbögen (4) in den jeweiligen Überlappungsbereichen (8) bestehenden Hohlräumen (10) mit Klebstoff (9) .
PCT/EP2011/005551 2010-11-06 2011-11-03 Wärmetauscher WO2012059231A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11782057.1A EP2635389A1 (de) 2010-11-06 2011-11-03 Wärmetauscher

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202010015200U DE202010015200U1 (de) 2010-11-06 2010-11-06 Wärmetauscher
DE202010015200.3 2010-11-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012059231A1 true WO2012059231A1 (de) 2012-05-10

Family

ID=43799202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/005551 WO2012059231A1 (de) 2010-11-06 2011-11-03 Wärmetauscher

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2635389A1 (de)
DE (1) DE202010015200U1 (de)
WO (1) WO2012059231A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140027101A1 (en) * 2011-04-12 2014-01-30 Carrier Corporation Heat exchanger
DE102022201552A1 (de) 2022-02-15 2023-08-17 BSH Hausgeräte GmbH Rohrvorrichtung für ein Haushaltskältegerät mit einer Klebeverbindung aus einem anaeroben, einkomponentigen Klebstoff, Haushaltskältegerät sowie Verfahren

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1926460A (en) * 1930-05-29 1933-09-12 Fedders Mfg Co Inc Tubing
CH402532A (de) * 1963-07-23 1965-11-15 Arfa Roehrenwerke Ag Rohrverbindung zwischen zwei Rohren
DE1525743A1 (de) 1966-07-19 1969-03-13 Minnesota Mining & Mfg Verfahren und Geraet zum Herstellen geklebter Rohrverbindungen
US3822464A (en) * 1973-03-26 1974-07-09 Gen Electric Method of joining a tube to a roll forged sheet
US3909045A (en) * 1974-10-10 1975-09-30 Gen Electric Tubing joint for adhesive bonding
DE2551066B1 (de) * 1975-11-13 1977-05-05 Vahlbrauk Karl Heinz Verfahren zum verbinden von mit einem kunststoff beschichteten metallteilen, insbesondere zum verbinden von rohrenden
US4696499A (en) * 1980-06-25 1987-09-29 Butler Taper Joint Mechanical pipe joint and method of forming the same
US5211221A (en) * 1991-11-26 1993-05-18 Mccord Heat Transfer Method and apparatus for joining coolant tubes of a heat exchanger

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1926460A (en) * 1930-05-29 1933-09-12 Fedders Mfg Co Inc Tubing
CH402532A (de) * 1963-07-23 1965-11-15 Arfa Roehrenwerke Ag Rohrverbindung zwischen zwei Rohren
DE1525743A1 (de) 1966-07-19 1969-03-13 Minnesota Mining & Mfg Verfahren und Geraet zum Herstellen geklebter Rohrverbindungen
US3822464A (en) * 1973-03-26 1974-07-09 Gen Electric Method of joining a tube to a roll forged sheet
US3909045A (en) * 1974-10-10 1975-09-30 Gen Electric Tubing joint for adhesive bonding
DE2551066B1 (de) * 1975-11-13 1977-05-05 Vahlbrauk Karl Heinz Verfahren zum verbinden von mit einem kunststoff beschichteten metallteilen, insbesondere zum verbinden von rohrenden
US4696499A (en) * 1980-06-25 1987-09-29 Butler Taper Joint Mechanical pipe joint and method of forming the same
US5211221A (en) * 1991-11-26 1993-05-18 Mccord Heat Transfer Method and apparatus for joining coolant tubes of a heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
EP2635389A1 (de) 2013-09-11
DE202010015200U1 (de) 2011-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008007597A1 (de) Herstellungsverfahren Mehrkammer-Flachrohr, Wärmetauscher und Verwendung eines Wärmetauschers
EP0566899B1 (de) Wärmetauscher, insbesondere Verdampfer
DE102014219387A1 (de) Sammler und zugehöriger Wärmeübertrager
WO2000022365A2 (de) Sammelrohreinheit für einen wärmeübertrager
DE102006002932A1 (de) Wärmetauscher und Herstellungsverfahren für Wärmetauscher
DE102007018722A1 (de) Kondensator
DE102009012509A1 (de) Wärmetauscher
WO2012059231A1 (de) Wärmetauscher
DE102009023954A1 (de) Sammelrohr für einen Kondensator
WO2009021838A2 (de) Verfahren zur herstellung von partiell verstärkten hohlprofilen
DE102012023125B3 (de) Herstellungsverfahren gelöteter Plattenwärmetauscher, sowie danach hergestellte Plattenwärmetauscher
EP2167895B1 (de) Wärmetauscher
DE102008007937A1 (de) Zweiteilige Kopfteil/Sammelrohr-Konstruktion für einen Wärmetauscher, welcher abgeflachte Röhren aufweist
DE102015001880A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Kunststoffmatte mit Verstärkung am Kapillarrohr
DE102014110718A1 (de) Wärmeübertrager und Verfahren zur Herstellung des Wärmeübertragers
DE102007042841A1 (de) Anschlussvorrichtung
WO2007028542A1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere gaskühler
DE10121173B4 (de) Rohrverbindungskonstruktion für einen Wärmetauscher
DE10309695C5 (de) Montagesystem und Verfahren zur Verbindung von Kunststoffrohren
EP1229295B1 (de) Wärmeübertrager - Rohrblock mit mehreren geschlitzen Sammelrohren
DE60200574T2 (de) Methode zum Befestigen von Komponenten an ein fluidleitenden Rohr, welches Teil eines Wärmetauschers ist, insbesondere ein Kondensator für Klimaanlage
DE10106510B4 (de) Aluminium-Wärmeübertrager
DE102008045225A1 (de) Wärmetauscher mit einem gelöteten Kühlnetz und Herstellungsverfahren
DE102010003063A1 (de) Wärmetauscherelement
EP1526351B1 (de) Verfahren zur vereinfachten Herstellung einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme sowie danach hergestellte Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11782057

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011782057

Country of ref document: EP