CS201417B1

CS201417B1 - Heat exchanger

Info

Publication number: CS201417B1
Application number: CS683178A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Kucera; Jaroslav Leimer; Stanislav Prikryl
Original assignee: Stanislav Kucera; Jaroslav Leimer; Stanislav Prikryl
Priority date: 1978-10-20
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1980-11-28

Description

Vynález se týká výměníku tepla, zejména pro motorová vozidla pro použití u klimati- začních zařízení a chladičů, u něhož se nově řeší spojení trubek a závěrných komor.The invention relates to a heat exchanger, in particular for motor vehicles, for use in air-conditioning systems and radiators, in which the connection of the pipes and the lock chambers is newly solved.

Je známo, že u výměníků tepla zejména pro uvedené účely je velkým problémem jednoduché, spolehlivé a přitom nenákladné spojení soustavy trubek se závěrnými komorami.It is known that in heat exchangers for this purpose in particular, a major problem is the simple, reliable and inexpensive connection of the pipe system to the lock chambers.

Pro odstranění dnes již zastaralého a nákladného spojování trubek s komorami pomocí cínových pájek byla navržena celá řada řešení s cílem dosáhnout především snížení spotřeby mosazného plechu a cínu a současně umožnit použití trubek z lehkých kovů. Většina těchto řešení používá různých těsnících elementů, jako pryžových těsnění,, vkládaných mezi stěny konců trubek a závěrné komory. U jiných známých řešení jsou trubky spojeny pomocí nekovových spojovacích článků, nasunutých vně nebo dovnitř trubek, které jsou na svých návlečných částech opatřeny chlopněmi. Spojovací články tvoří také u těchto známých řešení ucelené soustavy závěrných komor. Jiné známé řešení používá • těsnicích členů uložených na dosedacích plochách trubek, ke kterým jsou závěrné komory přitlačeny dalšími upevňovacími členy. U všech těchto známých řešení je obtížné zajistit technologii hromadné výroby a dochází ke zvýšení složitosti konstrukce výměníku tepla o další konstrukční prvky, čímž se snižují výhody vyplývající z úspory materiálu a lepšího přestupu tepla.A number of solutions have been designed to eliminate the obsolete and costly connection of tubes to chambers using tin solders, primarily to reduce the consumption of brass sheet and tin while allowing the use of light metal tubes. Most of these solutions utilize various sealing elements, such as rubber seals, inserted between the ends of the pipe ends and the enclosure. In other known solutions, the tubes are connected by means of non-metallic connecting members, pushed outside or inside the tubes, which are provided with flaps on their sleeves. In these known solutions, the connecting elements also form a complete set of closing chambers. Another known solution uses sealing members mounted on the bearing surfaces of the tubes to which the lock chambers are pressed by other fastening members. With all these known solutions, it is difficult to ensure mass production technology and increases the complexity of the heat exchanger design by additional structural elements, thereby reducing the benefits of material savings and improved heat transfer.

Bylo již také navrženo vytvoření drážek spojovacích částí závěrných komor, kde prostory vytvořené stěnami trubek a drážkami jsou vyplněny spojovací hmotou. Také toto řešení neumožňuje dokonalé těsné spojení trubek a závěrných komor bez dalších konstrukčních prvků.It has also been proposed to provide grooves of the connecting parts of the enclosure chambers, where the spaces formed by the tube walls and the grooves are filled with the jointing mass. Also, this solution does not allow a perfect tight connection of the tubes and the lock chambers without other structural elements.

Podle vynálezu řeší tyto nedostatky výměník tepla, který má soustavu trubek s chladicími žebry, jejichž konce jsou spojeny se závěrnými komorami, které tvoří ucelenou soustavu výměníku nebo spojovací články, spojující vždy alespoň dvě trubky. Podstata vynálezu spočívá v tom, že za účelem těsného a dokonalého spojení trubek a závěrných komor mají trubky na svých koncích vytvořeny prstencové břity, které jsou pevně zasazeny do otvorů závěrných komor. Výhodně podle vynálezu může být v otvorech ze strany trubek provedeno rozšíření. Také podle dalšího znaku vynálezu může mít alespoň krajní prstencový břit menší průměr oproti ostatním prstencovým břitům. Podle jiného znaku vynálezu je na konci každé trubky přesahujícím přes otvor závěrné komory vytvořeno rozlisování. Další zlepšení spočívá v tom, že prostory mezi prstencovými břity jsou vyplněny těsnicí hmotou.According to the invention, these problems are solved by a heat exchanger having a plurality of tubes with cooling fins, the ends of which are connected to the closing chambers, which form a coherent system of the exchanger or connecting members connecting at least two tubes. The invention is based on the fact that, for the purpose of tight and perfect connection of the tubes and the lock chambers, the tubes have at their ends annular blades which are firmly inserted into the openings of the lock chambers. Advantageously, according to the invention, the pipe-side openings can be widened. Also according to another feature of the invention, at least the outer annular lip may have a smaller diameter than the other annular lip. According to another feature of the invention, a molding is provided at the end of each tube extending through the opening of the closing chamber. A further improvement is that the spaces between the annular blades are filled with sealant.

Takto provedený výměník tepla je jednoduchý a má výhodu právě ve snadné vyrobitelnosti běžnými způsoby. Řešení umožňuje vytvořit výměník tepla ze základních funkčních dílců s minimálními náklady, přičemž vlastní spojení trubek a závěrných komor je spolehlivé a trvanlivé.Such a heat exchanger is simple and has the advantage of being easy to manufacture by conventional methods. The solution makes it possible to create a heat exchanger from basic functional parts at minimum cost, while the actual connection of the tubes and the lock chambers is reliable and durable.

Další výhody a podrobnosti vynálezu budou vysvětleny v následujícím popisu a za pomoci výkresů, na kterých představuje obr. 1 první příklad provedení výměníku tepla podle vynálezu v částečném nárysném řezu, obr. 2 detail konce trubky a závěrné komory, rovněž v nárysném řezu, obr. 3 jiný příklad spojení konce trubky a závěrné komory, v nárysném řezu, obr. 4 příklad úpravy otvoru v nárysném řezu a obr. 5 detail konce trubky s prstencovými břity a s těsnící hmotou v nárysném řezu.Further advantages and details of the invention will be explained in the following description and with reference to the drawings, in which: FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a heat exchanger according to the invention in partial elevation; 3 shows an example of a pipe end and a sealing chamber connection, in a front view, FIG. 4 shows an example of an opening in a front view, and FIG. 5 shows a detail of a pipe end with annular blades and sealant in a front view.

Výměník tepla má soustavu trubek 6 (obr. 1), které jsou opatřeny na svých teplosměnných částech chladícími žebry 7. Výhodně je použito u všech příkladů provedení trubek 6, u nichž chladicí žebra 7 tvoří integrální část s tělesem trubky 6 ve tvaru sroubovice a které jsou vyrobeny z materiálů o vyšším koeficientu tepelné vodivosti, jako z hliníku, mědi a pod. Na koncích 8 trubek 6 jsou tato chladící žebra 7 odstraněna a konce 8 ústí do dvou závěrných komor 9, které zde tvoří ucelené soustavy výměníků tepla. Každá závěrná komora 9 sestává ze základové desky 10 a víka 11 opatřeného nátrubky 12 pro připojení do chladicí soustavy motoru. Základová deska 10 i víko 11 je výhodně vytvořeno z termoplastického materiálu, není však vyloučeno použití kovů. Základové desky 11 i víka 10 jsou těsně spojeny, například svařováním. Konce 8 trubek 6 jsou nasunuty do otvorů 14 základových desek 11. Na koncích 8 trubek 6 jsou dále vytvořeny prstencové břity 15, které jsou pevně zasazeny do otvorů 14 základových desek 11 a tedy i závěrných komor 9.The heat exchanger has a plurality of tubes 6 (FIG. 1) which are provided with cooling fins 7 on their heat exchanger portions. It is advantageously used in all embodiments of tubes 6 in which the cooling fins 7 form an integral part with the helix tube body 6 and are made of materials with a higher thermal conductivity coefficient, such as aluminum, copper and the like. At the ends 8 of the tubes 6, these cooling fins 7 are removed and the ends 8 open into two closing chambers 9, which here form integral heat exchanger assemblies. Each lock chamber 9 consists of a base plate 10 and a cap 11 provided with sockets 12 for connection to the engine cooling system. The base plate 10 and the lid 11 are preferably formed of a thermoplastic material, but the use of metals is not excluded. The baseplates 11 and the lid 10 are tightly joined, for example by welding. The ends 8 of the tubes 6 are pushed into the openings 14 of the base plates 11. Further, the ends 8 of the tubes 6 are provided with annular blades 15 which are firmly inserted into the openings 14 of the base plates 11 and hence of the lock chambers 9.

Před spojením je výhodné vyplnit prostory 16 mezi prstencovými břity 15 těsnící hmotou, například silikonovým pojidlem (obr. 5). Po nasunutí konců 8 trubek 6 do otvorů 14 tak dojde k pevnému a těsnému spojení celé soustavy trubek 6 se závěrnými komorami 9.Before joining, it is advantageous to fill the spaces 16 between the annular blades 15 with a sealant, for example a silicone binder (FIG. 5). Thus, after insertion of the ends 8 of the tubes 6 into the openings 14, the entire set of tubes 6 is firmly and tightly connected to the closing chambers 9.

Závěrné komory 9 mohou být tvořeny rovněž spojovacími články (obr. 2), které mají rovněž otvory 14 jako u příkladu podle obr.The closure chambers 9 may also be formed by connecting members (FIG. 2) which also have openings 14 as in the example of FIG.

1. Tímto způsobem je možné spojovat trubky 6 libovolně od sebe vzdálené nebo jinak rozložené. Spojovací články, resp. komory 9 jsou rovněž buď z termoplastického materiálu nebo z kovu.1. In this way, it is possible to join the pipes 6 at any distance or otherwise distributed. Connecting links, respectively. the chambers 9 are also either of thermoplastic material or of metal.

Příklad provedení podle obr. 3 znázorňuje detail spojení trubky 6 a základové desky 10 závěrné komory 9 pomocí již popsaného způsobu s prstencovými břity 15. Konce 8 trubek 6 však přesahují přes otvory 14 základové desky 10 a na této přesahující části je provedeno rozlisování 17. Tímto způsobem je znásobeno pevné spojení trubky 6 se závěrnou komorou 9 a je vhodné pro výměníky s vysokou požadovanou tlakovou odolností.The embodiment according to FIG. 3 shows a detail of the connection of the tube 6 and the base plate 10 of the closing chamber 9 by means of the method described above with the annular blades 15. However, the ends 8 of the tubes 6 extend over the openings 14 of the base plate 10. In this way, the fixed connection of the tube 6 to the closing chamber 9 is multiplied and is suitable for exchangers with a high required pressure resistance.

U všech příkladů provedení je vhodné, provést alespoň krajní prstencový břit 15' s menším vnějším průměrem oproti ostatním prstencovým břitům 15. Tím je podstatně zlepšeno navlékání trubek 6 do otvorů 14. Je zřejmé, že prstencové břity 15 mohou být upraveny i s odstupňovanými průměry od krajního prstencového břitu 15' směrem k chladicím žebrům 7, tedy ve směru navlékání.In all exemplary embodiments, it is desirable to provide at least an outer annular lip 15 'with a smaller outer diameter than the other annular lip 15. This substantially improves the insertion of the tubes 6 into the apertures 14. It will be appreciated that the annular blades 15 may be provided with graduated diameters from the outer an annular blade 15 'towards the cooling fins 7, i.e. in the threading direction.

Pro další usnadnění montáže může být každý otvor 14 v základové desce 10 opatřen ze strany trubek 6 rozšířením 18, jak je znázorněno na obr. 4.To further facilitate assembly, each opening 14 in the base plate 10 may be provided with an extension 18 on the side of the tubes 6 as shown in FIG. 4.

Z obr. 5 je patrné, že prstencové břity 15 se zčásti mohou zatlačit do stěny otvoru 14, zejména při použití termoplastů pro výrobu základové desky 10. V tomto případě jsou prstencové břity 15 upraveny s odstupňovaným průměrem, přičemž krajní prstencový břit 15' má nejmenší průměr. Jak již bylo uvedeno, jsou prostory mezi prstencovými břity 15, resp. 15' vyplněny silikonovým pojidlem.It can be seen from FIG. 5 that the annular blades 15 may be partially pushed into the wall of the aperture 14, particularly when using thermoplastics to produce the base plate 10. In this case, the annular blades 15 are of graduated diameter, the outer annular blade 15 'having the smallest diameter. As already mentioned, there are spaces between the annular blades 15 and 15, respectively. 15 'filled with a silicone binder.

PREDMET VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. A heat exchanger, in particular for hot-water air-conditioning systems and radiators for motor vehicles, having a plurality of tubes with cooling fins, the ends of which are connected to shut-off chambers which form a complete exchanger system or connecting members connecting at least two tubes; The tubes (6) have annular blades (15, 15 ') formed at their ends (8), which are fixedly inserted into the openings (14) of the closing chambers (9).

Exchanger according to claim 1, characterized in that an expansion (18) is provided in the openings (14) on the side of the tubes (6).

Exchanger according to claim 1, characterized in that at least the outer annular cutting edge (15 ') has a smaller diameter than the other annular cutting edges (15).

Exchanger according to claim 1, characterized in that a stamping (17) is provided at the end (8) of each tube (6) extending through the opening (14) of the closing chamber (9).

Exchanger according to Claims 1 to 4, characterized in that the spaces (16) between the annular blades (15, 15 ') are filled with a sealant, for example a silicone binder.

5 drawings