DE102014005149A1

DE102014005149A1 - In einem Gehäuse befindlicher gelöteter Wärmetauscher

Info

Publication number: DE102014005149A1
Application number: DE102014005149.8A
Authority: DE
Inventors: Roman Fleitling; Klaus Mohrlok
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2034-04-09
Also published as: BR112016022863A2; CN105229403A; US20150285572A1; WO2015157368A1; EP3129737A1; DE102014005149B4; EP3129737A4; CN105229403B; MX2016013266A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen in einem Gehäuse (40) angeordneten gelöteten Wärmetauscher, der einen Stapel aus Wärmetauscherplatten (1a, 1b) mit je einem Einströmloch (10) und einem Ausströmloch (11) aufweist, die derart angeordnet sind, dass sich geschlossene und offene Strömungskanäle (2, 3) für unterschiedliche Medien in einer Stapelrichtung abwechseln, wobei in den offenen Strömungskanälen (2) zwei Endstücke (20) mit einem Loch (21) angeordnet sind, dessen Rand (22) sich um das Einströmloch (10) bzw. um das Ausströmloch (11) erstreckt. Ein leistungsfähiger, leichter und dennoch stabiler gelöteter Wärmetauscher in einem Gehäuse, wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass die Endstücke (20) verformte Bleche mit Kanäle (23) bildenden Wellungen (24) sind, deren Dicke etwa der Dicke der Wärmetauscherplatten (1a, 1b) entspricht und die mit Strömungsöffnungen (25) für das durch die offenen Strömungskanäle (3) strömende Medium ausgestattet sind, wobei der Lochrand (22) umgeformt ist und eine Höhe (h) aufweist, die etwa einer Höhe des offenen Strömungskanals (3) entspricht und der nahe an einem Durchzug (12) des Einströmlochs (10) bzw. des Ausströmlochs (11) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen in einem Gehäuse angeordneten, gelöteten Wärmetauscher, der einen Stapel aus Wärmetauscherplatten aufweist und der die weiteren Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist.
Die sich abwechselnden geschlossenen und offenen Strömungskanäle gemäß Oberbegriff und die Anordnung des Stapels in einem Gehäuse sprechen eine spezielle Gattung von Wärmetauschern an, die sich von denjenigen bekannten Wärmetauschern ohne Gehäuse und mit ausschließlich geschlossenen Strömungskanälen u. a. dadurch unterscheidet, dass die hier angesprochenen Wärmetauscher lediglich zwei Öffnungen in den Wärmetauscherplatten aufweisen, wohingegen die anderen Wärmetauscher mindestens vier Öffnungen besitzen. Die angesprochenen Öffnungen in den Platten beider Gattungen von Wärmetauschern stellen vertikal durch den Stapel sich erstreckende Einlass- bzw. Auslasskanäle bereit.
Endstücke sind in die Strömungskanäle eingefügte Metallteile, die lediglich einen kleinen Teil der Strömungskanäle belegen. Die Endstücke belegen nur zwei gegenüberliegende Enden der Strömungskanäle. Bei etwa rechteckigen Wärmetauscherplatten sind das regelmäßig die gegenüberliegenden kürzeren Seiten der Platten bzw. der Strömungskanäle, die mittels der Platten gebildet werden.
Ein Wärmetauscher der im Oberbegriff angesprochenen speziellen Gattung ist aus dem EP 470 200 B1 bekannt. Dieser Wärmetauscher befindet sich in einem dort nicht gezeigten Gehäuse mit wenigstens einer Einströmöffnung und einer Ausströmöffnung für das durch die offenen Strömungskanäle des Wärmetauschers strömende Medium. Bei dem bekannten Wärmetauscher sind die Endstücke massive Metallplatten, deren Dicke der Höhe der Strömungskanäle entspricht. Die Endstücke sind in den offenen und in den geschlossenen Strömungskanälen angeordnet worden. Die Endstücke erhöhen einerseits das Gewicht des Wärmetauschers deutlich, führen aber andererseits zu einem recht stabilen Wärmetauscher, der sich unter Nutzung der massiven Endstücke in dem Gehäuse vorteilhaft befestigen lässt. Allerdings wird durch die Endstücke auch die Größe der wärmetauschenden Fläche reduziert.
Ein anderer Wärmetauscher dieser Gattung ist z. B. aus dem EP 1 083 398 A1 bekannt. Dieser Wärmetauscher besitzt sowohl in den offenen als auch in den geschlossenen Strömungskanälen angeordnete Lamellen, die die Effizienz des Wärmetausches anheben. Bei diesem Wärmetauscher hat man in den geschlossenen Strömungskanälen, rund um die erwähnten Öffnungen herum, einen kreisförmig ausgebildeten gewellten Blechstreifen eingelegt. Damit werden vorher vorhandene halbrunde massive Endstücke ersetzt. Man erreicht ebenfalls einen leichteren und leistungsfähigeren Wärmetauscher.
Die Wärmetauscher werden in einem Lötofen gelötet und danach in das Gehäuse eingesetzt, in dem sie als solche funktionieren können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer vorteilhaften Alternative, die ebenfalls einen vergleichsweise leichten gelöteten Wärmetauscher in einem Gehäuse, mit einer hohen Wärmetauschleistung verspricht, ohne die Stabilität des Wärmetauschers wesentlich zu vermindern, wobei die Qualität der Lötverbindungen gewährleistet werden soll.
Diese Aufgabe wird – mit unterschiedlicher Gewichtung der Aspekte der Aufgabenstellung – durch einen in einem Gehäuse angeordneten, gelöteten Wärmetauscher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Gegenwärtig wird als erfindungswesentlich angesehen, dass die Endstücke verformte Bleche mit Kanäle bildenden Wellungen sind, die mit Strömungsöffnungen für das durch die offenen Strömungskanäle strömende Medium ausgestattet sind. Die Blechdicke der verformten Bleche entspricht etwa der Blechdicke der Wärmetauscherplatten. Sie beträgt in einem Ausführungsbeispiel etwa 0,2–0,5 mm. Ein umgeformter Lochrand des Loches des verformten Bleches weist eine Höhe auf, die etwa einer Höhe des offenen Strömungskanals entspricht.
Zwischen dem vorzugsweise etwa vertikal stehenden Lochrand und dem Rand des Einströmlochs bzw. des Ausströmlochs befindet sich ein Lötspalt in der Größenordnung von etwa 0,2 mm. Solche Lötspalte entfalten eine Kapillarwirkung auf das geschmolzene Lot. Der Rand des Einströmlochs bzw. des Ausströmlochs wurde verformt. Er besitzt Durchzüge. Die Durchzüge weisen jeweils in die offenen Strömungskanäle, in denen sich die verformten Bleche befinden. Der Durchzug der einen Platte des einen Plattenpaares ist mit einem Durchzug der nächsten Platte des nächsten Plattenpaares verbunden. Die Durchzüge sind ineinander gesteckt worden.
Es wurde festgestellt, dass eine derartige Ausbildung nicht nur die gewünschten Leistungsverbesserungen und Gewichtsreduktionen erreicht, sondern auch fertigungstechnische Vorteile bei gelöteten Wärmetauschern bereitstellen kann.
Der Lötprozess wird in einem Lötofen durchgeführt, wobei ein Gewicht oder eine Kraft während des Lötens auf den Wärmetauscher einwirkt. Dazu ist der Wärmetauscher zunächst vorzumontieren und für den Lötprozess vorzubereiten. Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere die spezielle Lochrandausbildung des verformten Bleches und deren Anordnung nahe am Einströmloch bzw. am Ausströmloch eine mit massiven Endstücken vergleichbare Stabilität erzeugt. Ferner lassen sich dichte und haltbare Lötverbindungen herstellen, obwohl die zu verlötenden Flächen deutlich kleiner sind als im Stand der Technik.
Ein Gehäuse im Sinn des Patentanspruchs ist eine den gelöteten Wärmetauscher wenigstens weitgehend umfassende Konstruktion, mit wenigstens einem Einlass für das durch die offenen Strömungskanäle strömende Medium und mit wenigstens einem Auslass, der nach der Durchströmung der offenen Strömungskanäle passiert wird. Ein solches Gehäuse kann demnach ebenfalls als ein Strömungskanal angesehen werden, in den der Stapel aus Wärmetauscherplatten mit Endstücken in den offenen Strömungskanälen und mit Lamellen in den geschlossenen Strömungskanälen nach dem Löten eingesetzt wird.
Geschlossene Strömungskanäle im Sinn des Patentanspruchs sind solche, die durch eine rund um die Ränder jeweils zweier Wärmetauscherplatten sich erstreckende dichte, geschlossene Verbindung gekennzeichnet sind und die zwei Löcher in den Wärmetauscherplatten aufweisen, wobei das eine Loch ein Einströmloch und das andere Loch eine Ausströmloch darstellt. Jeweils zwischen den zwei Platten, die als bereits erwähntes Plattenpaar angesehen werden können, befindet sich der geschlossene Strömungskanal.
Da die Wärmetauscherplatten einen Stapel bilden, ergibt sich durch im Stapel fluchtende Einströmlöcher ein den Stapel durchsetzender vertikaler Einströmkanal und durch die strakenden Ausströmlöcher ein den Stapel durchsetzender vertikaler Ausströmkanal.
Dabei versteht es sich, dass zur Bildung des Einströmkanals jeweils das Einströmloch einer Platte mit dem Einströmloch einer benachbarten Platte des nächsten Plattenpaares derart verbunden ist, dass ein jeweils dazwischen angeordneter offener Strömungskanal überbrückt wird, um die Trennung zwischen den Medien zu gewährleisten. Gleiches trifft bezüglich der Ausströmlöcher bzw. bezüglich der Bildung des Ausströmkanals zu.
Da die Wellungen eine Lötverbindung zu den jeweils zwei einen offenen Strömungskanal begrenzenden Platten bereitstellen, wird auch die angestrebte Stabilität erreicht, insbesondere um die erwähnten Ein- bzw. Ausströmkanäle herum.
Nicht alle weiterbildenden Merkmale aus den abhängigen Patentansprüchen 2–17 wurden genannt. Sie sollen jedoch als an dieser Stelle einzeln aufgeführt angesehen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt praktisch einen Querschnitt durch einen Einlass- oder Auslasskanal des Wärmetauschers, ohne das Gehäuse zu zeigen;
2 zeigt eine Einzelheit eines Endstücks aus der 1;
3 zeigt ein Endstück, von denen jeweils zwei in einem offenen Strömungskanal des Wärmetauschers angeordnet sind.
4 zeigt einen perspektivischen Blick auf den in dem Gehäuse befindlichen Wärmetauscher;
5 zeigt den Wärmetauscher aus 4, bei dem die oberen Platten als Explosionsdarstellung sichtbar sind;
6 zeigt einen Längsschnitt durch den im Gehäuse befindlichen Wärmetauscher;
7 zeigt einen Ausschnitt aus einer Lamelle, die sich in den geschlossenen Strömungskanälen befindet;
8 zeigt Einzelheiten, die zum Löten des Wärmetauschers von Interesse sind;
9 zeigt eine weitere von mehreren möglichen alternativen Gestaltungen eines Lochrandes des Endstücks, ähnlich 2;
Bei dem in einem Gehäuse 40 befindlichen gelöteten Wärmetauscher des gezeigten Ausführungsbeispiels handelt es sich um einen Ölkühler, mit dem ein Öl, wie Getriebeöl, Motoröl oder dergleichen, mittels Kühlflüssigkeit gekühlt oder temperiert wird. Das Öl strömt durch die geschlossenen Strömungskanäle 2 und die Kühlflüssigkeit durchströmt das Gehäuse 40 und die offenen Strömungskanäle 3 des Ölkühlers.
Es versteht sich jedoch, dass es andere, nicht gezeigte Ausführungen geben kann, die sich auf Ladeluftkühlung, Abgaskühlung oder auch auf Kältemittelkühlung bzw. auf Kältemittelkondensation oder Kältemittelverdampfung beziehen, um nur einige von weiteren vorteilhaften Anwendungen zu nennen.
Der in dem Gehäuse 40 angeordnete gelötete Wärmetauscher weist einen Stapel aus Wärmetauscherplatten 1a, 1b auf, die mit je einem Einströmloch 10 und einem Ausströmloch 11 ausgestattet sind. Das Gehäuse 40 (4–6) kann mittels eines nicht gezeichneten Deckels oder dergleichen verschlossen werden. Das Gehäuse 40 kann jedoch auch eine sogenannte Kavität eines Motoren- oder Getriebegehäuses sein, wobei die obere, offene Seite in das Innere desselben zeigt. Die Platten 1a, 1b sind derart angeordnet, dass sich geschlossene und offene Strömungskanäle 2, 3 für Öl bzw. für Kühlflüssigkeit in einer Stapelrichtung abwechseln. Nur in den offenen Strömungskanälen 3 sind zwei Endstücke 20 angeordnet, die jeweils ein Loch 21 aufweisen. Der Rand 22 des Loches 21 des einen Endstücks 20 erstreckt sich um das Einströmloch 10 herum und der Rand des Loches 21 des zweiten Endstücks 20 entsprechend um das Ausströmloch 11. Dieses ist am besten aus den 1 und 3 in Verbindung mit der 4 oder 5 ersichtlich.
Die Endstücke 20 sind verformte Bleche mit Kanäle 23 bildenden Wellungen 24. Die Dicke der Bleche 20 entspricht etwa der Dicke der Wärmetauscherplatten 1a, 1b. Unter „entspricht” ist hier zu verstehen, dass die Wärmetauscherplatten 1a, 1b z. B. eine Blechdicke im Bereich von 0,2–0,5 mm aufweisen können. Die Dicke der Endstücke 20 könnte dann z. B. auch noch 0,15 mm oder 0,5–0,7 mm betragen, um immer noch im mit „entspricht” gemeinten Bereich zu liegen. In diesem Zusammenhang wird noch darauf hingewiesen, dass die Kanalhöhe der offenen Strömungskanäle 2 in einem praktischen Ausführungsbeispiel etwa 1,5–3 mm betragen kann. Die geschlossenen Strömungskanäle 3 sind etwa 2–4 mm hoch (1).
Die Kanäle 23 der Endstücke 20 sind mit Strömungsöffnungen 25 für die durch die offenen Strömungskanäle 3 fließende Kühlflüssigkeit ausgestattet. Der Lochrand 22 ist umgeformt und weist eine Höhe h auf, die etwa einer Höhe des offenen Strömungskanals 3 entspricht. Es sollten bezüglich dieser Höhe h keine großen Toleranzen zugelassen werden. Der Lochrand 22 ist rund herum dicht an einem Durchzug 12 des Einströmlochs 10 bzw. des Ausströmlochs 11 angeordnet. Die 2 und 3 zeigen dieses.
Wie diese Figuren ferner zeigen, befindet sich zwischen dem etwa vertikal stehenden Lochrand 22 und dem Durchzug 12 ein Lötspalt 26. Der Lötspalt 26 kann z. B.
0,1–0,3 mm betragen. Der Lötspalt 26 wird sich im Zuge des Lötprozesses aufgrund seiner Kapillarwirkung mit Lotwerkstoff füllen und somit für dichte und haltbare Verbindungen sorgen.
Im Unterschied zur 2 zeigt die 9, dass der umgeformte Lochrand 22 auch einen nach innen weisenden abgebogenen Flansch 22a zur weiteren Verstärkung besitzen kann. In 9 fehlende Bezugszeichen können aus 2 entnommen werden. In den 2 und 9 erstreckt sich der Lochrand 22 von der im Bild unteren Wärmetauscherplatte 1b hoch zur oberen Platte 1a. In nicht gezeigten weiteren Ausführungen geht der Lochrand 22 von oben nach unten.
Bezüglich der erwähnten Durchzüge 12 am Einströmloch 10 bzw. am Ausströmloch 11 ist aus 1 und 2 ersichtlich, dass diese mit entgegengesetzter Richtung ineinander greifen und aneinander anliegen. Wie man sieht, verbinden die Durchzüge 12 die geschlossenen Strömungskanäle 2 miteinander und überbrücken gleichzeitig jeweils die dazwischen angeordneten offenen Strömungskanäle 3.
Weiterhin sieht man aus 3, dass die Kanäle 23 der Endstücke 20 unterschiedliche Kanallängen aufweisen. Manche der Kanäle 23 sind mit einer Krümmung versehen. Die Krümmung entspricht im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa einer Krümmung des Lochrandes 22. Andere, insbesondere kürzere Kanäle 23, besitzen keine Krümmung. Die Richtung und die Form der Kanäle 23 kann von Fall zu Fall angepasst werden.
Manche der Kanäle 23 sind bogenförmig gestaltet. Sie erstrecken sich um ein etwa in der Mitte des Loches 21 liegendes Zentrum. Die Kanäle 23 besitzen eine Strömungsöffnung 25 am Anfang der Kanäle 23 und eine andere Strömungsöffnung 25 am Ende der Kanäle. In nicht gezeigten Ausführungen sind die Kanäle 23 mit mehr als zwei Strömungsöffnungen 25, beispielsweise in den Flanken der Wellungen 24, ausgestattet worden.
Bemerkenswert ist, dass der längste der Kanäle 23 sich nahe am Lochrand 22 befindet und sich um den größten Teil von dessen Umfang erstreckt. Dadurch wird im Randbereich der Löcher – gemeinsam mit dem oben beschriebenen umgeformten Lochrand 22 – eine ausreichende Stabilität bereitgestellt, die vor allem im Zuge des Lötprozesses hilfreich ist, um das sogenannte Einfallen der Platten 1a, 1b unter Löttemperatur zu vermeiden.
Die offenen und die geschlossenen Strömungskanäle 2, 3 sind aus Paaren der Wärmetauscherplatten 1a, 1b gebildet. Innerhalb der Plattenpaare befinden sich die geschlossenen Strömungskanäle 2. Zwischen den Plattenpaaren sind die offenen Strömungskanäle 3 angeordnet.
Die geschlossenen Strömungskanäle 2 sind mittels einer Lamelle 27 vollständig ausgefüllt (5–7). Die gewellten Lamellen 27 besitzen versetzte Schnitte in den Wellenflanken und zwei Öffnungen, die mit dem Einströmloch 10 bzw. mit dem Ausströmloch 11 korrespondieren.
Die offenen Strömungskanäle 3 sind wenigstens außerhalb der von den Endstücken 20 belegten Bereiche mit in den Wärmetauscherplatten 1a, 1b ausgebildeten Noppen 32 oder dergleichen Turbulenzorganen versehen.
Die Noppen 32 sind mit etwa halber Höhe des offenen Strömungskanals 3 ausgebildet, wobei sich gegenüberliegenden Noppen 32 abstützen und mittels Löten verbunden sind. In nicht gezeigten Ausführungen besitzen die Noppen 32 eine Höhe, die der Kanalhöhe entspricht, sodass sich diese Noppen 32 an der gegenüberliegenden ebenen Platte 1a oder 1b abstützen können.
Der gelötete Wärmetauscher des Ausführungsbeispiels besteht aus einem geeigneten Edelstahl. In nicht gezeigten Ausführungen wird als Werkstoff eine Aluminiumlegierung oder ein andere Stahl eingesetzt. Zum Löten von Edelstahl werden oft Lotfolien oder auch Lotpasten eingesetzt, da das Beschichten von Edelstahlblechen mit Cu- oder Ni-haltigem Lot zur Zeit hohe Kosten verursacht.
Aus der 8 ist zu sehen, dass sich zwischen der einen Seite des Endstücks bzw. des verformten Blechs 20 und der einen Wärmetauscherplatte 1a eine Lotfolie 33 befindet, die etwa dem Umfang des Blechs 20 entspricht. Ferner ist zu sehen, dass zwischen der anderen Seites des verformten Blechs 20 und der anderen Wärmetauscherplatte 1b des nächsten Paares eine andere Lotfolie 34 angeordnet ist, die sich etwa über die gesamte Wärmetauscherplatte 1b erstreckt, einschließlich des zweiten verformten Blechs 20. In nicht gezeigten Ausführungen hat man anstelle der Lotfolie 33 die erwähnte Lotpaste eingesetzt.
Um teuren Lotwerkstoff zu sparen, haben die Erfinder die andere Lotfolie 34 an denjenigen Stellen, an denen keine Verlötung vorgesehen ist, ausgeschnitten. Die entsprechenden Ausschnitte besitzen das Bezugszeichen 35.
Das Loch 21 in den Endstücken und die damit korrespondierenden Durchzüge 12 erleichtern die Bildung des Stapels. Auch die angepasste Form der Lamellen 27 – mit ihren zwei Öffnungen – an die Form der geschlossenen Strömungskanäle 2 (5) trägt zum leichteren Stapeln bei. Auf dem Stapel befinden sich oft auch Anschlussflansche 14, die den Einlass- bzw. den Auslasskanal 10, 11 verlängern. Am andere Ende der erwähnten Kanäle 10, 11 sind Verschlussscheiben 13 angeordnet. Der Stapel aus Wärmetauscherplatten 1a, 1b, Endstücken 20, Lamellen 27, Anschlussflanschen 14 und Verschlussstücken 13 wird in einem Lötofen gelötet. Nach dem Löten des Stapels wird derselbe in das Gehäuse 40 eingesetzt.
Wie man aus der erwähnten 3 erkennen kann, hat man die verformten Bleche 20 derart konfiguriert, dass sie deren Anströmung aus entgegengesetzten Richtungen gestatten. Dabei bleiben die leistungssteigernden Vorteile zumindest etwa erhalten. Das kann auch anhand der 4 oder 5 erläutert werden. Das Gehäuse 40 weist mehrere Einlässe und Auslässe 41–46 auf. Diese werden in einem praktischen Ausführungsbeispiel eher nicht vorhanden sein. In der Regel – aber nicht immer – wird es nur einen einzigen Einlass, beispielsweise 41, 42 oder 43 und einen einzigen Auslass 44, 45 oder 46 geben. Aus 4 ist ersichtlich, dass man die Endstücke 20 aus unterschiedlichen, mittels der Pfeile gekennzeichneten, Richtungen, anströmen oder auch abströmen kann, ohne deren vorteilhafte Wirkung einzubüßen. Ein- und Auslässe am Gehäuse 40 können auch oben und/oder unten angeordnet sein, also nicht nur in Plattenebene liegend, wie in den 4 und 5 gezeigt wird, sondern senkrecht dazu.
Die jeweils zwei in einem offenen Strömungskanal 3 angeordneten verformten Bleche 20 sind identisch ausgebildet. Ihre Gestalt im Ausführungsbeispiel kann als etwa D-förmig angesehen werden. Runde Bleche 20 sind ebenfalls möglich. Allgemein orientiert sich deren Form an der Plattengeometrie. Die verformten Bleche 20 besitzen einen angeströmten Bereich und einen abgeströmten Bereich. Die Bleche 20 sind so angeordnet, dass in jedem offenen Strömungskanal 3 bei dem eintrittsseitig angeordneten Blech 20 der bogenartige Bereich der D-Form dieses Bleches 20 als angeströmter Bereich angesehen werden kann und der etwa gerade abschließende Bereich als abgeströmter Bereich. Bei dem austrittsseitig angeordneten Blech 20 sind die Verhältnisse entgegengesetzt, da bei diesem Blech 20 der gerade abschließende Bereich den angeströmten Bereich darstellt und der bogenartige Bereich stellt hier den abgeströmten Bereich dar. Die im Blech 20 ausgebildeten Kanäle 23 mit Strömungsöffnungen 25 sind nun so angeordnet, dass etwa gleiche Verhältnisse bezüglich Druckverlust bei beiden Blechen 20 vorliegen, obwohl diese aus entgegengesetzten Richtungen angeströmt werden.
Bezugszeichenliste

1a: eine Wärmetauscherplatte (Plattenpaar)
1b: andere Wärmetauscherplatte (Plattenpaar)
2: geschlossene Strömungskanäle
3: offene Strömungskanäle
10: Einströmloch (Einströmkanal)
11: Ausströmloch (Ausströmkanal)
12: Durchzüge
13: Verschlussscheibe
14: Anschlussflansch
20: Endstücke in 3
21: Loch im Endstück
22: umgeformter Lochrand von 21
22a: Flansch an 22
23: Kanäle in 20
24: Wellungen in 20
25: Strömungsöffnungen in 23 bzw. 24
26: Lötspalt
27: Lamelle in 2
32: Noppen in Platten 1a und/oder 1b, ragen in 3
33: eine Lotfolie
34: andere Lotfolie
35: Ausschnitte (Löcher) in 34
40: Gehäuse
41–43: mögliche Einlässe in 40
44–46: mögliche Auslässe aus 40
h: Höhe von 3

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 470200 B1 [0004]
EP 1083398 A1 [0005]

Claims

In einem Gehäuse (40) befindlicher, gelöteter Wärmetauscher, der einen Stapel aus Wärmetauscherplatten (1a, 1b) mit je einem Einströmloch (10) und einem Ausströmloch (11) aufweist, die derart angeordnet sind, dass sich geschlossene und offene Strömungskanäle (2, 3) für unterschiedliche Medien in einer Stapelrichtung abwechseln, wobei in den offenen Strömungskanälen (3) zwei Endstücke (20) mit einem Loch (21) angeordnet sind, dessen Rand (22) sich um das Einströmloch (10) bzw. um das Ausströmloch (11) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstücke (20) verformte Bleche mit Kanäle (23) bildenden Wellungen (24) sind, deren Dicke etwa der Dicke der Wärmetauscherplatten (1a, 1b) entspricht und die mit Strömungsöffnungen (25) für das durch die offenen Strömungskanäle (3) strömende Medium ausgestattet sind, wobei der Lochrand (22) umgeformt ist und eine Höhe (h) aufweist, die etwa einer Höhe des offenen Strömungskanals (3) entspricht. und der nahe an einem Durchzug (12) des Einströmlochs (10) bzw. des Ausströmlochs (11) angeordnet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der umgeformte Lochrand (22) mit einem Lötspalt (26) um das jeweilige Einströmloch- oder Ausströmloch herum ausgebildet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchzüge (12) des Einströmlochs (10) bzw. des Ausströmlochs (11) zweier jeweils einen geschlossenen Strömungskanal (2) bildender Wärmetauscherplatten (1) mit entgegengesetzter Richtung ineinander greifen und aneinander anliegen.
Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lötspalt (26) zwischen dem etwa vertikal stehenden Lochrand (22) und dem Durchzug (12) angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (23) wenigstens zwei unterschiedliche Kanallängen aufweisen.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens manche der Kanäle (23) eine Krümmung aufweisen.
Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung etwa einer Krümmung des Lochrandes (22) entspricht und etwa parallel dazu verläuft.
Wärmetauscher nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Kanäle (23) bogenförmig, um das Zentrum sich erstreckend, ausgebildet sind, mit einer Strömungsöffnung am Anfang der Kanäle (23) und einer Strömungsöffnung (25) am Ende der Kanäle.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kanäle (23), speziell der längste der Kanäle, sich nahe am Lochrand (22) und um den größten Teil von dessen Umfang erstreckt.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die offenen und die geschlossenen Strömungskanäle (2, 3) aus Paaren der Wärmetauscherplatten (1a, 1b) gebildet sind, wobei innerhalb der Plattenpaare die geschlossenen Strömungskanäle (2) und zwischen den Plattenpaaren die offenen Strömungskanäle (3) angeordnet sind.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossenen Strömungskanäle (2) mittels einer Lamelle (27) vollständig ausgefüllt sind.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die offenen Strömungskanäle (3) außerhalb der von den verformten Blechen (20) belegten Bereiche mit in die Wärmetauscherplatten (1a, 1b) eingeformte Noppen (32) oder dergleichen Turbulenzorgane ausgebildet sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen mit etwa halber Höhe des offenen Strömungskanals (3) ausgebildet sind, wobei sich gegenüberliegenden Noppen (32) abstützen und mittels Löten verbunden sind.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der einen Seite des verformten Blechs (20) und der einen Wärmetauscherplatte (1a) eine Lotfolie (33) oder eine Lotpaste befindet, die etwa dem Umfang des Bleches (20) entspricht.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der anderen Seites des verformten Blechs (20) und der anderen Wärmetauscherplatte (1b) des nächsten Paares eine andere Lotfolie (34) oder eine Lotpaste angeordnet ist, die sich etwa über die gesamte Wärmetauscherplatte erstreckt, einschließlich des zweiten verformten Bleches (20).
Wärmetauscher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Lotfolie (34) oder die Lotpaste sich wenigstens an solchen Stellen befindet, an denen eine Verlötung vorgenommen wird, wobei die Lotfolie (34) Löcher (35) aufweist, an anderen Stellen ohne Verlötung.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verformten Bleche (20) derart konfiguriert sind, dass sie deren Anströmung aus entgegengesetzten Richtungen gestatten, wenigstens etwa unter Beibehaltung der leistungssteigernden Vorteile.