DE4012820A1 - HEAT EXCHANGER - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit einer Vielzahl parallel verlaufender Flachrohre der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Ein solcher Wärmetauscher ist beispielsweise aus der EP-A- 02 55 513 bekannt. Bei diesem zum Stand der Technik zäh lenden Wärmetauscher sind die Enden von extrudierten Flachrohren in längliche Schlitze eines rohrförmigen Anschlußkastens geführt und mit dem Anschlußkasten ver lötet. Bei einer derartigen Fertigung müssen die Enden der Flachrohre exakt dem Maß der Schlitze entsprechen, damit die Dichtheit der Lötstelle erreicht wird. Die Wellrippen sind mit einer Lotschicht versehen, um an den Flachrohren, die kein Lot aufweisen, angelötet zu werden. Bei der bekannten Anordnung ist es notwendig, für unterschiedliche Rohrquerschnitte auch unterschied liche Anschlußkästen zu fertigen, ein universeller Ein satz eines einheitlichen Typs von Anschlußkästen für unterschiedliche Rohrquerschnitte ist daher nicht mög lich.The invention relates to a heat exchanger a large number of parallel flat tubes in the Preamble of claim 1 specified genus. A such heat exchanger is for example from EP-A- 02 55 513 known. In this tough to the state of the art The heat exchangers are the ends of extruded Flat tubes in elongated slots of a tubular Connection box led and ver with the connection box solder. With such a production, the ends the flat tubes correspond exactly to the dimensions of the slots, so that the tightness of the solder joint is achieved. The Corrugated fins are provided with a solder layer in order to soldered to the flat tubes that have no solder will. In the known arrangement, it is necessary also different for different pipe cross sections Liche junction boxes to manufacture, a universal one set of a uniform type of junction boxes for different pipe cross sections is therefore not possible Lich.
In der US-A-36 89 972 ist ein Verfahren beschrieben, durch das bei einem Flachrohrwärmetauscher nach dem Anlöten der Rohre in die Anschlußkästen eine Verformung der Anschlußkästen zu einer gewünschten Querschnitts form erfolgt. Da das Einlöten von Flachrohren in ent sprechende Schlitze von Anschlußkästen, insbesondere im Bereich der parallelen Flachseiten, mit Problemen be haftet ist, wurde in der EP-A-01 98 581 vorgeschlagen, den Boden der Anschlußkästen mit Wölbungen zu versehen, wodurch sich eine bessere Verlötung der Flachrohre mit den Anschlußkästen ergeben soll.In US-A-36 89 972 a method is described by the in a flat tube heat exchanger after Brazing the pipes into the junction boxes a deformation the junction boxes to a desired cross section form takes place. Since the soldering of flat tubes in ent speaking slots of junction boxes, especially in Area of parallel flat sides, with problems is proposed in EP-A-01 98 581, to provide the bottom of the junction boxes with arches, which results in better soldering of the flat tubes the connection boxes should result.
Darüberhinaus ist es aus der US-A-38 57 151 bekannt, bei einem Flachrohrwärmetauscher die Rohrenden auf ei nen runden Querschnitt umzuformen, um das Rohr lötlos in einem Rohrboden zu befestigen. Für eine derartige Rohr/Boden-Verbindung ist es jedoch erforderlich, daß ein entsprechend langes Übergangsstück zwischen Rohr und Boden vorhanden ist, um die erforderliche Festig keit und Dichtheit zu gewährleisten. Dadurch steht ein Teil des Bauraumes nicht für einen effizienten Wärme tausch zur Verfügung.Furthermore, it is known from US-A-38 57 151 in the case of a flat tube heat exchanger, the tube ends on egg to shape a round cross-section to solder the tube to fix in a tube sheet. For such a Pipe-to-floor connection, however, requires that a correspondingly long transition piece between the pipe and soil is present to the required strength to ensure tightness and tightness. This means Part of the build space does not provide efficient heat exchange available.
Es ist ferner aus der FR-A-26 05 726 ein Wärmetauscher bekannt, bei dem die Enden von Ovalrohren in einem Rohrboden befestigt sind und der Deckel des Anschlußka stens unter Zwischenschaltung einer Dichtschnur auf dem Boden des Anschlußkastens befestigt ist. Eine solche Anordnung ist jedoch nicht für hohe Drücke geeignet, was nicht zuletzt von der langen Nahtstelle von An schlußkastendeckel und Anschlußkastenboden herrührt.It is also a heat exchanger from FR-A-26 05 726 known, in which the ends of oval tubes in one Tube bottom are attached and the cover of the connecting box with the interposition of a sealing cord on the Bottom of the junction box is attached. Such However, the arrangement is not suitable for high pressures, not least of the long seam from An terminal box cover and junction box bottom.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Gattung der art weiterzubilden, daß die Länge der Dichtnähte auf ein Minimum reduziert wird und der Wärmetauscher auch hoher Druckbelastung standhält.It is therefore the object of the present invention a heat exchanger of the type mentioned art to further develop that the length of the sealing seams a minimum is reduced and so does the heat exchanger withstands high pressure loads.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Wärmetau scher durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die wesentlichen Vorteile der Erfindung wer den insbesondere darin gesehen, daß eine große Ferti gungssicherheit erreicht wird und durch die vom Maß des Flachrohres unabhängigen Querschnitte der Rohrenden Anschlußkästen mit einheitlichen Anschlußstutzen bzw. Öffnungen verwendet werden können. Aufgrund der gerin gen Länge abzudichtender Nähte und der großen Anlage flächen zwischen dem Boden des Anschlußkastens und der Anschlußplatte hält der Wärmetauscher auch hohen Druck beanspruchungen stand.This task is performed with a generic heat rope sher by the characterizing features of the claim 1 solved. The main advantages of the invention who seen in particular in that a large ferti security is achieved and by the degree of Flat tube independent cross sections of the tube ends Junction boxes with uniform connection pieces or Openings can be used. Because of the gerin the length of the seams to be sealed and the large system surfaces between the bottom of the junction box and the Connection plate, the heat exchanger also holds high pressure stresses stood.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungs gegenstandes sind die Enden der Flachrohre durch radia le Pressung in den Durchzügen gehalten, wobei die ra diale Pressung durch Aufweiten des Rohrendes oder durch Einschnüren des Durchzugs erzeugt ist. Dadurch werden Toleranzen in dem Abschnitt mit radialer Pressung völ lig beseitigt.According to an advantageous development of the invention the object is the ends of the flat tubes through radia le pressure in the passages, the ra diale pressing by widening the pipe end or by Constriction of the draft is generated. This will Tolerances in the section with radial pressure vol lig eliminated.
Der Anschlußkasten ist zweckmäßigerweise auf die An schlußplatte gelötet, wobei diese Lötverbindung gleich zeitig mit dem Löten des Wärmetauscherblocks erfolgt. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, daß das Flachrohr, die Anschlußplatte und/oder der Anschlußkasten aus einer Leichtmetall-Legierung bestehen und diese Teile lotplattiert sind. Alternativ dazu können die aus einer Leichtmetall-Legierung bestehenden Flachrohre an den Rohrenden, die Anschlußplatte und gegebenenfalls auch der Anschlußkasten an den zu verbindenden Stellen mit einer Lotfolie belegt sein.The junction box is expedient to the end plate soldered, this solder connection is the same done early with the soldering of the heat exchanger block. For this purpose it is advantageous that the flat tube, the connection plate and / or the connection box a light metal alloy and these parts are solder plated. Alternatively, you can use a Light metal alloy existing flat tubes on the Pipe ends, the connection plate and possibly also the junction box at the points to be connected be covered with a solder foil.
Eine alternative Ausführung zum aufgelöteten Anschluß kasten besteht darin, daß der Boden des Anschlußkastens auf der Anschlußplatte unter Zwischenschaltung eines Dichtungsmittels meachnisch befestigt ist. Dieses Dich tungsmittel ist vorzugsweise eine Gummiplatte mit einer der Anzahl der Flachrohre entsprechenden Zahl von Öff nungen, wobei die Öffnungen dem Außenumfang der Durch züge angepaßt sind. Es ergibt sich dadurch eine groß flächige Abdichtung zwischen der Anschlußplatte und dem Boden des Anschlußkastens, die eine zuverlässige Dicht heit garantiert. Zur mechanischen Befestigung des An schlußkastens auf der Anschlußplatte können Profillei sten dienen, die seitlich über den Rand der Anschluß platte und des Anschlußkastens greifen und diese beiden Teile aufeinander pressen. Die Profilleisten sind vor zugsweise gegeneinander spannbar.An alternative version to the soldered connection box is that the bottom of the junction box on the connection plate with the interposition of a Sealant is mechanically attached. This you is preferably a rubber plate with a the number of open tubes corresponding to the number of flat tubes openings, the openings the outer circumference of the through trains are adapted. This results in a large one flat seal between the connection plate and the Bottom of the junction box, which is a reliable seal guaranteed. For mechanical attachment of the An terminal box on the connection plate can Profillei Most serve the side over the edge of the connector grasp plate and the junction box and these two Press parts together. The profile strips are in front can be tensioned against each other.
Die Anschlußkästen bestehen vorzugsweise aus einem Strangpreßprofilteil, das im Bereich des Bodens mit entsprechenden Öffnungen zur Aufnahme der Durchzüge der Anschlußplatte versehen ist. Die seitlichen Enden der Anschlußkästen sind mit Verschlußstücken versehen. Die se Verschlußstücke können in besonders günstiger Weise mit Anschlüssen für die Zulauf- oder Rücklaufleitung versehen sein, wodurch ein Anlöten von Anschlüssen an der Mantelfläche des Strangpreßprofils entfällt.The junction boxes preferably consist of a Extruded profile part, which in the area of the floor corresponding openings for receiving the passages of the Connection plate is provided. The side ends of the Junction boxes are provided with locking pieces. The Se fasteners can be particularly cheap with connections for the inlet or return line be provided, thereby soldering connections the outer surface of the extruded profile is eliminated.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Wärmetau schers sind nachstehend anhand der Zeichnung näher er läutert. Embodiments of the heat rope according to the invention schers are below he based on the drawing purifies.
In der Zeichnung zeigt:The drawing shows:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch einen Wärmetauscher, Fig. 1 shows a detail of a longitudinal section through a heat exchanger,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Schnittes entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is an enlarged view of the section along the line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Darstellung des Schnittes ent lang der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 3 is a representation of the cut long ent the line III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine Ansicht gemäß des Schnittes ent lang der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 4 is a view according to the cut long ent the line IV-IV in Fig. 1,
Fig. 5 eine Ausführungsvariante zu Fig. 2, Fig. 5 shows a variant to Fig. 2,
Fig. 6 einen Schnitt durch einen Wärmetau scher mit Dichtung zwischen Anschluß kasten und Anschlußplatte, und Fig. 6 shows a section through a Wärmetau shear with seal between the connection box and connection plate, and
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6. Fig. 7 is a section along the line VII-VII in Fig. 6.
In Fig. 1 ist der Schnitt durch einen Wärmetauscher 10 dargestellt, der mehrere parallel verlaufende Flachroh re 11 und dazwischen angeordnete Wellrippen 12 umfaßt. Die Flachrohre 11 besitzen Enden 13 mit rundem Quer schnitt, die ohne Übergangsbereich direkt an den Flach rohren 11 angeformt sind und in entsprechende Öffnungen 14 einer Anschlußplatte 16 ragen. Die Öffnungen 14 in der Anschlußplatte 16 werden von Durchzügen 17 gebil det, die ihrerseits in entsprechende Öffnungen 18 im Boden 15′′ des Anschlußkastens 15 ragen. Der Anschluß kasten 15 besteht aus einem Strangpreßprofil, das neben dem Boden 15′′ gleichzeitig den Deckel 15′ umfaßt. Das seitliche Ende des Anschlußkastens 15 ist mittels eines Verschlußstückes 20 verschlossen. Zur seitlichen Be grenzung der Stirnfläche des Wärmetauschers 10 und zur Abstützung der jeweils äußeren Wellrippe 12 ist ein Seitenteil 19 angelötet.In Fig. 1 the section through a heat exchanger 10 is shown, which comprises a plurality of parallel flat tubes 11 and corrugated fins 12 arranged therebetween. The flat tubes 11 have ends 13 with a round cross section, which are formed directly on the flat tubes 11 without a transition region and protrude into corresponding openings 14 of a connecting plate 16 . The openings 14 in the connection plate 16 are formed by passages 17 , which in turn protrude into corresponding openings 18 in the bottom 15 '' of the connection box 15 . The connection box 15 consists of an extruded profile, which in addition to the bottom 15 '' includes the cover 15 '. The lateral end of the connection box 15 is closed by means of a closure piece 20 . A side part 19 is soldered on to limit the end face of the heat exchanger 10 and to support the respective outer corrugated fin 12 .
In Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Es ist dar aus ersichtlich, daß der Anschlußkasten 15 aus einem im wesentlichen einen quadratischen Querschnitt aufweisen den Strangpreßprofil besteht, an dessen Ende ein Ver schlußstück 21 mit einem Anschluß 22 für eine Zuleitung des Wärmetauscherfluids vorgesehen ist. Durch die Öff nung 18 im Boden 15′′ ragt der Durchzug 17 der An schlußplatte 16 und durch die vom Durchzug 17 gebildete Öffnung 14 ragt das runde Ende 13 des Flachrohres 11. Das runde Ende 13 wird durch radiales Aufweiten in dem Durchzug 17 befestigt, bevor der Anschlußkasten auf die Anschlußplatte 16 aufgesetzt wird. Die Flachrohre 11, die Anschlußplatte 16 und der Anschlußkasten 15 sind miteinander verlötet. Diese Lötverbindungen sind mit 23 bezeichnet. FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1 on an enlarged scale. It can be seen from that the junction box 15 have a substantially square cross-section, the extruded profile, at the end of which a connecting piece 21 is provided with a connection 22 for a feed line of the heat exchanger fluid. Through the opening 18 in the floor 15 '' protrudes the passage 17 of the circuit board 16 and through the opening 17 formed by the passage 14 , the round end 13 of the flat tube 11th The round end 13 is fastened by radial expansion in the passage 17 before the connection box is placed on the connection plate 16 . The flat tubes 11 , the connection plate 16 and the connection box 15 are soldered together. These solder connections are designated 23 .
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1. Aus dieser Darstellung ist das vollständig ge schlossene Strangpreßprofil, das den Anschlußkasten 15 bildet, ersichtlich. Es wird daraus klar, daß der Boden 15′′ des Anschlußkastens 15 lediglich dort Öffnungen 18 aufweist, wo die Anschlußplatte 16 Durchzüge 17 be sitzt. Im übrigen stimmt diese Darstellung mit derjeni gen in Fig. 2 überein, so daß die Bezugszeichen für gleiche Teile ebenfalls übereinstimmen. Fig. 3 shows a section along the line III-III in Fig. 1. From this illustration, the fully closed extruded profile that forms the junction box 15 can be seen. It is clear from this that the bottom 15 '' of the junction box 15 only has openings 18 where the connecting plate 16 passages 17 sits. Otherwise, this representation agrees with that in Fig. 2, so that the reference numerals for the same parts also match.
Die Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1. Durch diese Darstellung wird deutlich, daß die Enden 13 der Flachrohre 11 rund sind, und ebenfalls ringförmig sind die Durchzüge 17, die durch den Boden 15′′ des Anschlußkastens 15 ragen. An der Seite des Anschlußkastens 15 ist das Verschlußstück 20 befestigt. Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 1. This illustration clearly shows that the ends 13 of the flat tubes 11 are round, and the passages 17 are also annular, which through the bottom 15 '' of Terminal box 15 protrude. On the side of the terminal box 15 , the closure piece 20 is attached.
In Fig. 5 ist gezeigt, daß das Strangpreßprofil auch eine andere Querschnittsform besitzen kann, so daß ein Anschlußkasten 25 mit gewölbtem Deckel 25′, jedoch mit flachem Boden 25′′ entsteht. Im Boden 25′′ sind Öffnun gen 24 vorgesehen, die zur Anschlußkasteninnenseite hin konisch verjüngt ausgebildet sind. Durch diese Form der Öffnung 24 wird beim Aufsetzen des Anschlußkastens 25 auf die Anschlußplatte 16 der Durchzug 17 radial nach innen gedrückt, so daß sich eine Pressung zwischen dem Ende 13 des Flachrohres 11 und dem Durchzug 17 ergibt. Der Anschlußkasten 25 wird selbstverständlich soweit auf die Durchzüge 17 aufgepreßt, bis der Boden 25′′ auf der Anschlußplatte 16 anliegt.In Fig. 5 it is shown that the extruded profile can also have a different cross-sectional shape, so that a connection box 25 with a domed lid 25 ', but with a flat bottom 25 ''is formed. In the bottom 25 '' openings 24 are provided, which are tapered towards the inside of the junction box. Due to this shape of the opening 24 , when the connection box 25 is placed on the connection plate 16, the passage 17 is pressed radially inward, so that there is a pressure between the end 13 of the flat tube 11 and the passage 17 . The junction box 25 is of course pressed so far onto the passages 17 until the bottom 25 '' abuts the connection plate 16 .
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch einen Wärmetauscher 30 - ähnlich demjenigen in Fig. 2 - bei dem ein Flachrohr 31 mit einem runden Ende 32 in einem Durchzug 33 einer Anschlußplatte 34 befestigt ist. Ein Anschlußkasten 35, der einen Deckel 35′ und einen Boden 35′′ umfaßt, be sitzt im Boden 35′′ Öffnungen 36, durch die Durchzüge 33 der Anschlußplatte 34 auf die Innenseite des An schlußkastens 35 ragen. Zwischen dem Boden 35′′ und der Anschlußplatte 34 ist eine Gummiplatte 37 eingelegt, die Öffnungen 38 besitzt, deren Größe so bemessen ist, daß das Dichtungsmaterial auch an dem Durchzug 33 an liegt. Zur Befestigung des Anschlußkastens 35 auf der Anschlußplatte 34 ist jeweils eine im wesentlichen U-förmige Profilleiste 39 vorgesehen, die seitlich den Boden 35′′ und die Anschlußplatte 34 übergreift. Sofern die Innenkontur der U-förmigen Profilleisten 39 einen Öffnungswinkel besitzen, kann durch Andrücken der Pro filleisten in Richtung auf den Anschlußkasten 35 eine zunehmende Pressung zwischen dem Boden 35′′, der Dich tungsplatte 37 und der Anschlußplatte 34 erreicht werden. FIG. 6 shows a section through a heat exchanger 30 - similar to that in FIG. 2 - in which a flat tube 31 with a round end 32 is fastened in a passage 33 of a connecting plate 34 . A junction box 35 , which comprises a cover 35 'and a bottom 35 '', be sitting in the bottom 35 ''openings 36 through which passages 33 of the connecting plate 34 protrude onto the inside of the circuit box 35 . Between the bottom 35 '' and the connecting plate 34 , a rubber plate 37 is inserted, which has openings 38 , the size of which is such that the sealing material is also on the passage 33 . To attach the terminal box 35 on the connecting plate 34 , a substantially U-shaped profile strip 39 is provided, which laterally overlaps the bottom 35 '' and the connecting plate 34 . If the inner contour of the U-shaped profile strips 39 have an opening angle, can be pressed by pressing the Pro filellen towards the terminal box 35, an increasing pressure between the bottom 35 '', the device plate 37 and the connection plate 34 can be achieved.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6. Diese Darstellung zeigt, daß durch den Boden 35′′ des Anschlußkastens 35 die Durchzüge 33 mit den Rohrenden 32 ragen. Das seitliche Ende des Anschlußka stens 35 ist mittels eines Verschlußstückes 40 ge schlossen. Die Enden der Profilleisten 39 ragen über die Länge des Anschlußkastens 35 hinaus und besitzen jeweils eine Bohrung, durch die ein Spannbolzen 41 ragt, der an einem Ende einen Schraubenkopf besitzt und am anderen Ende mittels einer aufgeschraubten Mutter 42 spannbar ist. Fig. 7 shows a section along the line VII-VII in Fig. 6. This illustration shows that through the bottom 35 '' of the terminal box 35, the passages 33 protrude with the pipe ends 32 . The lateral end of the terminal box 35 is closed by means of a closure piece 40 ge. The ends of the profile strips 39 protrude beyond the length of the terminal box 35 and each have a bore through which a clamping bolt 41 projects, which has a screw head at one end and can be clamped at the other end by means of a screwed-on nut 42 .
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