DE102017003584B4 - Finned heat exchanger, and a manufacturing process of such - Google Patents

Finned heat exchanger, and a manufacturing process of such Download PDF

Info

Publication number
DE102017003584B4
DE102017003584B4 DE102017003584.9A DE102017003584A DE102017003584B4 DE 102017003584 B4 DE102017003584 B4 DE 102017003584B4 DE 102017003584 A DE102017003584 A DE 102017003584A DE 102017003584 B4 DE102017003584 B4 DE 102017003584B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
depressions
base surface
deflection plate
openings
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
DE102017003584.9A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102017003584A1 (en
Inventor
Ulrich Taut
Philipp Günther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Betal GmbH
Original Assignee
Betal GmbH
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 Betal GmbH filed Critical Betal GmbH
Priority to DE102017003584.9A priority Critical patent/DE102017003584B4/en
Publication of DE102017003584A1 publication Critical patent/DE102017003584A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102017003584B4 publication Critical patent/DE102017003584B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-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
    • F28D1/02Heat-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
    • F28D1/04Heat-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
    • F28D1/053Heat-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 straight
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-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
    • F28D1/02Heat-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
    • F28D1/04Heat-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
    • F28D1/047Heat-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0202Header boxes having their inner space divided by partitions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0229Double end plates; Single end plates with hollow spaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F2009/0285Other particular headers or end plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00Reinforcing means
    • F28F2225/08Reinforcing means for header boxes

Landscapes

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

Abstract

Lamellenwärmeübertrager (30), mit an einer Basisfläche (33) angeordneten Rohröffnungen (14), wobei eine Umlenkplatte (8) mit einem Plattengrundkörper (13), der eine den Rohröffnungen (14) zugewandte Oberfläche (18) aufweist, in die Vertiefungen (10) ausgeformt sind, die in auf die Basisfläche (33) montiertem Zustand der Umlenkplatte (8) jeweils mindestens zwei Rohröffnungen (14) miteinander verbinden, zum Umlenken von Flüssigkeitsströmen zwischen den an der Basisfläche (33) angeordneten Rohröffnungen (14), dicht mit der Basisfläche (33) verbunden ist, derart, dass die Vertiefungen (10) in der Umlenkplatte (8) eine fluiddichte Verbindung zwischen mindestens zwei Rohröffnungen (14) ausbilden, wobei der Plattengrundkörper (13) als Leichtbaukörper (22) einen strukturierten Körper mit Hohlräumen 19 aufweist mit einer lamellenartigen oder porösen oder wabenartigen Struktur (11), wobei die Vertiefungen (10) in dem Leichtbaukörper (22) ausgeformt sind.Finned heat exchanger (30), with tube openings (14) arranged on a base surface (33), wherein a deflection plate (8) with a plate base body (13), which has a surface (18) facing the tube openings (14), in the depressions (10 ) which, when the deflection plate (8) is mounted on the base surface (33), connect at least two pipe openings (14) with one another, for deflecting liquid flows between the pipe openings (14) arranged on the base surface (33), tightly with the base surface (33) in such a way that the depressions (10) in the deflection plate (8) form a fluid-tight connection between at least two pipe openings (14), the plate base body (13) as a lightweight body (22) being a structured body with cavities 19 has a lamellar or porous or honeycomb structure (11), the depressions (10) being formed in the lightweight body (22).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lamellenwärmeübertrager, sowie auf ein Herstellungsverfahren eines solchen nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a finned heat exchanger and to a manufacturing method of such according to the species of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

In lüftungstechnischen Geräten sind Lamellenwärmeübertrager zur Wärme- und Kälteübertragung bekannt und werden in großer Zahl eingesetzt, wie er beispielsweise in 1 dargestellt ist. Dabei wird Wärme oder Kälte zwischen einem Luftstrom und einem Flüssigkeitsstrom übertragen, wobei die Luft durch ein Paket mit parallel angeordneten Lamellen 1 strömt und die Flüssigkeit durch Rohre 2 geführt wird, die quer zu den Lamellen 1 angeordnet werden. Um die Flüssigkeit durch die Rohre 2 zu leiten, müssen diese durch Rohrbögen 3 verbunden und umgelenkt werden. Es werden dann typischerweise mehrere Rohre 2 zu einem Strang zusammengefasst, die mit einem Sammler 4 verbunden werden, durch den dann der flüssigkeitsseitige Anschluss (Vorlauf und Rücklauf) des Lamellenwärmeübertragers 30 erfolgt. Die Rohre 2 in solchen Lamellenwärmeübertragern 30 werden typischerweise aus Kupfer gefertigt und die Rohrbögen 3 und Sammler 4 werden durch Löten mit den Rohren 2 verbunden. Eine andere Art der Ausführung ist die Verwendung von Rohren 2 aus Stahl und die Verbindung der Rohre 2 mittels geschweißter Wasserkästen. Die Art und Weise wie die Rohre 2 miteinander verbunden werden, entscheidet über die thermodynamischen Eigenschaften des Lamellenwärmeübertragers 30 und ist von Anwendung zu Anwendung sehr verschieden. Man spricht auch von der Verschaltung des Lamellenwärmeübertragers 30 Man versucht dabei die Verschaltung nur auf der Anschlussseite 5 des Lamellenwärmeübertragers 30 auszuführen. Auf der Rückseite 6 des Lamellenwärmeübertragers 30 sind in der Regel nur regelmäßig angeordnete Umlenkbögen ausgebildet, die beispielsweise einstückig mit zwei Rohren 2 ausgebildet sind. Unter Anderem aus statischen Gründen ist die erste und letzte Lamelle 1 in der Regel als dickeres Blech, dem sogenannten Endblech 7, ausgebildet. Die Herstellung der Verschaltung durch Verwendung von Rohrbögen 3 ist zum einen aufwändig, da jeder Rohrbogen 3 einzeln eingelötet werden muss. Zum anderen ist durch die Umlenkungen und den Sammleranschluss ein hoher Platzbedarf erforderlich, der nicht zur Wärmeübertragung genutzt werden kann. Dieses Problem soll mit der beschriebenen Erfindung gelöst werden.In ventilation devices, lamellar heat exchangers for heat and cold transfer are known and are used in large numbers, as is the case, for example, in 1 is shown. Heat or cold is thereby transferred between an air flow and a liquid flow, the air flowing through a pack of parallel fins 1 and the liquid being conducted through tubes 2 arranged transversely to the fins 1. In order to direct the liquid through the tubes 2, they must be connected and deflected by tube bends 3. A number of tubes 2 are then typically combined to form a line, which are connected to a collector 4, through which the liquid-side connection (flow and return) of the finned heat exchanger 30 then takes place. The tubes 2 in such finned heat exchangers 30 are typically made of copper and the tube bends 3 and collectors 4 are connected to the tubes 2 by soldering. Another type of embodiment is the use of pipes 2 made of steel and the connection of the pipes 2 by means of welded water tanks. The way in which the tubes 2 are connected to one another determines the thermodynamic properties of the finned heat exchanger 30 and varies greatly from application to application. One also speaks of the interconnection of the lamellar heat exchanger 30 . An attempt is made here to carry out the interconnection only on the connection side 5 of the lamellar heat exchanger 30 . On the rear side 6 of the finned heat exchanger 30, only regularly arranged deflection bends are generally formed, which are formed in one piece with two tubes 2, for example. For static reasons, among other things, the first and last lamella 1 is generally designed as a thicker sheet, the so-called end sheet 7 . The production of the interconnection by using tube bends 3 is complicated because each tube bend 3 has to be soldered in individually. On the other hand, the deflections and the collector connection require a lot of space that cannot be used for heat transfer. This problem is to be solved with the described invention.

Außerdem sind folgende Dokumente bekannt, die aber keine Lösung des beschriebenen Problems darstellen:

  • Die EP 0 566 899 A1 zeigt einen Verdampfer für eine Klimaanlage mit einer Verteileinrichtung, die einen Zulauf aufweist. Von diesem Zulauf führen Einzelkanäle zu Rohren eines Wärmetauschblocks.
  • Die DE 20 2005 011 614 U1 offenbart als flache Platten oder Tafeln verformtes Metall, das beispielsweise als Deckenelemente genutzt wird, vorzugsweise zur Lichtverteilung von Lampen. Dabei ist ein hochgebogener ebener Randflansch der Deckenplatte mit einer aussteifenden Verformung ausgestattet.
  • Ein Sandwich-Wärmetauscher gemäß der DE 33 41 197 A1 weist viele parallele und winklig zueinander verlaufende Strömungskanäle auf, die durch noppenartige Erhebungen in der Unterplatte, sowie korrespondierenden Erhebungen in der Oberplatte gebildet werden
  • Mit der DE 199 20 786 A1 ist ein Wärmetauscher in Stapelbauweise mit einer oberen und einer unteren Endplatte und dazwischen liegenden Platten bekannt geworden, die Medienräume ausbildenden. Dabei können die Endplatten in Leichtbauweise ausgeführt sein.
The following documents are also known, but they do not represent a solution to the problem described:
  • the EP 0 566 899 A1 shows an evaporator for an air conditioning system with a distribution device that has an inlet. From this feed, individual channels lead to tubes of a heat exchange block.
  • the DE 20 2005 011 614 U1 discloses metal formed into flat plates or panels used, for example, as ceiling members, preferably for light distribution from lamps. A high-bent, flat edge flange of the ceiling panel is equipped with a stiffening deformation.
  • A sandwich heat exchanger according to the DE 33 41 197 A1 has many parallel flow channels running at an angle to one another, which are formed by nub-like elevations in the lower plate and corresponding elevations in the upper plate
  • With the DE 199 20 786 A1 a stacked heat exchanger having top and bottom end plates and intermediate plates forming media spaces has become known. The end plates can be lightweight.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, dass durch das Verbinden der Umlenkplatte mit der Basisfläche des Wärmeübertragers viele Rohröffnungen durch das Befestigen eines einzigen Bauteils untereinander verbunden werden, wodurch das aufwändige Anlöten der einzelnen Rohrbögen entfällt. Dabei können die Verbindungskanäle fertigungstechnisch sehr einfach an der Oberfläche der Umlenkplatte entsprechend der gewünschten Verschaltung ausgeformt werden. Bevorzugt können alle Rohröffnungen an der Basisfläche mit genau einer einzigen Umlenkplatte miteinander verbunden werden.The device according to the invention and the manufacturing method according to the invention have the advantage that by connecting the deflection plate to the base surface of the heat exchanger, many pipe openings are connected to one another by fastening a single component, which eliminates the time-consuming soldering of the individual pipe bends. In terms of production technology, the connecting channels can be formed very easily on the surface of the deflection plate in accordance with the desired interconnection. All pipe openings on the base area can preferably be connected to one another with exactly one single deflection plate.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Ausbildungen möglich. Besonders vorteilhaft können die Verbindungskanäle als Vertiefungen in den Grundkörper der Basisplatte eingedrückt werden. Der Grundkörper kann beispielsweise eine massive Platte aus Metall oder Kunststoff sein, die mittels plastischer Materialumformung in einem Präge- oder Stempelverfahren entsprechend umgeformt wird - optional auch unter Wärmezufuhr. Alternativ kann auch Material aus dem Grundkörper ausgeschnitten werden, um dadurch die Vertiefungen auszubilden, beispielsweise mittels Fräsen oder mit einem Laserwerkzeug. Diese Verfahren sind besonders für Leichtbaukörper als Grundkörper der Umlenkplatte geeignet.Advantageous developments and improvements of the configurations specified in the independent claims are possible as a result of the measures listed in the dependent claims. Particularly advantageously, the connecting channels can be pressed into the main body of the base plate as depressions. The base body can be, for example, a solid plate made of metal or plastic, which is correspondingly formed by means of plastic material forming in an embossing or stamping process - optionally also with the addition of heat. Alternatively, material can also be cut out of the base body in order to thereby form the indentations, for example by means of milling or with a laser tool. These procedures are special Particularly suitable for lightweight bodies as the base body of the deflection plate.

Besonders günstig ist es, wenn die Vertiefungen strömungsoptimierte Rundungen aufweisen, die einen Einlaufbereich für das ausströmende Fluid aus ersten Rohröffnungen ausbilden. Am gegenüberliegenden Ende der Vertiefung ist dann jeweils ein entsprechender Auslaufbereich als Rundung ausgeformt, um das Fluid in zweite Rohröffnungen hineinzuführen. Dabei bilden die Rundungen jeweils einen Radius, die den ersetzten Rohrbogen nachempfinden.It is particularly favorable if the depressions have flow-optimized curves that form an inlet area for the fluid flowing out of the first pipe openings. At the opposite end of the depression, a corresponding outlet area is then formed as a rounding in order to introduce the fluid into the second pipe openings. The curves each form a radius that imitates the replaced pipe bend.

Wird die Umlenkplatte nur aus einem Material hergestellt, werden thermische Spannungen aufgrund unterschiedlicher Materialausdehnungen vermieden. Außerdem lässt sich solch eine Umlenkplatte sehr einfach recyceln. Besonders günstig ist es, wenn sowohl die Umlenkplatte als auch der ganze Wärmeübertrager aus Aluminium gefertigt sind, da dann der gesamte Wärmeübertrager nur aus einem Material gefertigt ist, so dass für das Recyceln keine aufwändige Materialtrennung notwendig ist. Dabei ist die Verwendung von Klebstoff für das Verbinden der Umlenkplatte mit der Basisfläche und die Herstellung der Leichtbauplatte vernachlässigbar.If the deflection plate is made from only one material, thermal stresses due to different material expansions are avoided. In addition, such a baffle plate can be recycled very easily. It is particularly favorable if both the deflection plate and the entire heat exchanger are made of aluminum, since the entire heat exchanger is then made of only one material, so that no complex material separation is necessary for recycling. In this case, the use of adhesive for connecting the deflection plate to the base surface and the production of the lightweight panel is negligible.

Als Leichtbaukörper können Sandwich-Leichtbauplatten verwendet werden, wie sie beispielsweise im Flugzeugbau oder anderen technischen Gebieten verwendet werden. Dabei wird auf eine erste Beplankung als Grundfläche ein strukturierter Körper mit Hohlräumen aufgebracht, insbesondere aufgeklebt. Die zweite gegenüberliegende Beplankung wird hierbei bevorzugt weggelassen, um die Vertiefungen in dem strukturierten Körper auszuformen. Bei dem Aufkleben einer solchen Umlenkplatte bildet die Basisfläche des Wärmeübertragers die zweite Beplankung der Sandwich-Leichtbauplatte. Als strukturierter Körper kann eine Wabenstruktur oder Lamellenstruktur oder auch ein poröserer oder aufgeschäumter Werkstoff verwendet werden - bevorzugt Aluminium.Lightweight sandwich panels can be used as the lightweight body, such as are used, for example, in aircraft construction or other technical fields. In this case, a structured body with cavities is applied, in particular glued, to a first planking as a base area. In this case, the second opposite skin is preferably omitted in order to form the depressions in the structured body. When such a deflection plate is glued on, the base surface of the heat exchanger forms the second planking of the lightweight sandwich panel. A honeycomb structure or a lamellar structure or also a more porous or foamed material can be used as the structured body--preferably aluminum.

Durch das kostengünstige Herstellen der Umlenkplatte kann der Wärmeübertrager in Modulbauweise hergestellt werden, wobei für die Basisfläche einheitliche Abmessungen verwendet werden können. Dabei können U-förmige Rohre verwendet werden, so dass diese nur auf einer Seite mittels der Umlenkplatte miteinander verbunden werden müssen.Because the deflection plate can be produced inexpensively, the heat exchanger can be produced in a modular design, with uniform dimensions being able to be used for the base area. U-shaped tubes can be used here, so that they only have to be connected to one another on one side by means of the deflection plate.

Dabei sind in der Umlenkplatte sowohl die Sammler für den Zulauf und den Abfluss des Fluids aus dem Wärmeübertrager realisiert, als auch die eigentliche Verschaltung der einzelnen Rohre für den optimalen Wärmeaustausch mit dem Luftstrom durch die Lamellen.The collectors for the inflow and outflow of the fluid from the heat exchanger are realized in the deflection plate, as well as the actual interconnection of the individual tubes for optimal heat exchange with the air flow through the fins.

Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren des Wärmeübertragers können in einem Arbeitsgang sowohl die einzelnen Rohröffnungen mit der Basisplatte fluiddicht verbunden werden, als auch die Rohröffnungen untereinander durch die Vertiefungen miteinander verschaltet werden. Eine solche Verbindung erfolgt besonders günstig mittels Klebstoff, der bevorzugt auf die ebene Basisfläche und/oder die gegenüberliegende Oberfläche der Umlenkplatte aufgebracht wird. Dabei kann ein Anpressdruck der Umlenkplatte und eine Aushärtetemperatur der entsprechenden Anwendung angepasst werden.The manufacturing method of the heat exchanger according to the invention allows both the individual tube openings to be connected to the base plate in a fluid-tight manner and the tube openings to be connected to one another through the depressions in one operation. Such a connection takes place particularly favorably by means of an adhesive, which is preferably applied to the flat base surface and/or the opposite surface of the deflection plate. A contact pressure of the deflection plate and a curing temperature can be adapted to the corresponding application.

Figurenlistecharacter list

Ausführungen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen

  • 1: einen Wärmeübertrager nach dem Stand der Technik mit Rohrverbindungen durch Rohrbögen und Anschluss an einen Vor- und Rücklauf-Sammler,
  • 2: eine Grundplatte als unbearbeitete Wabenstruktur zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Umlenkplatte,
  • 3: ein Ausführungsbeispiel einer Umlenkplatte mit eingeprägten Vertiefungen als Strömungskanäle, und
  • 4: einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager, bei dem die Rohröffnungen durch eine erfindungsgemäße Umlenkplatte verbunden sind.
Show it
  • 1 : a state-of-the-art heat exchanger with pipe connections through pipe bends and connection to a flow and return header,
  • 2 : a base plate as an unprocessed honeycomb structure for producing a deflection plate according to the invention,
  • 3 : an embodiment of a deflection plate with embossed depressions as flow channels, and
  • 4 : a heat exchanger according to the invention, in which the tube openings are connected by a baffle plate according to the invention.

Insbesondere bei Wärmeübertragern, die in Serie hergestellt werden sollen, und nicht zu groß sind, wird vorgeschlagen, die Verschaltung und die Sammler 4 in einem einzigen Bauteil vorzubereiten, und dieses dann mit dem Endblech (Basisfläche 33) des Lamellenwärmeübertragers 30 zu verbinden.Particularly in the case of heat exchangers that are to be manufactured in series and are not too large, it is proposed to prepare the wiring and the collector 4 in a single component and then to connect this to the end plate (base surface 33) of the finned heat exchanger 30.

In 2 ist hierzu als Ausgangswerkstück für die erfindungsgemäße Umlenkplatte 8 ein Plattengrundkörper 13 dargestellt, bei dem ein Leichtbaukörper 22 auf einer ersten Beplankung 12 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist eine Wabenstruktur 11 auf die erste Beplankung 12 fluiddicht mittels Klebstoff aufgeklebt. An der der ersten Beplankung 12 gegenüberliegenden Seite weist der Leichtbaukörper 22 eine Oberfläche 18 auf, die aus offenen Hohlräumen 19 der Wabenstruktur 11 gebildet ist. Am Umfangsrand ist um den Leichtbaukörper 22 eine dichte Seitenwand 23 angeordnet, die den Plattengrundköper 13 umschließt.In 2 For this purpose, a plate base body 13 is shown as the starting workpiece for the deflection plate 8 according to the invention, in which a lightweight body 22 is arranged on a first planking 12 . In the exemplary embodiment, a honeycomb structure 11 is glued to the first skin 12 in a fluid-tight manner by means of adhesive. On the side opposite the first planking 12 , the lightweight body 22 has a surface 18 which is formed from open cavities 19 in the honeycomb structure 11 . On the peripheral edge is around the lightweight body 22 a dense side wall 23 is arranged, which encloses the plate base body 13.

In 3 sind nun in den Plattengrundköper 13 Vertiefungen 10 ausgeformt, die geeignet sind, mindestens zwei Rohröffnungen 14 an einer Basisfläche 33 des Lamellenwärmeübertragers 30 miteinander zu verbinden. Dabei bilden die Vertiefungen 10 Kanäle 9 aus, die etwa die gleiche Querschnittsfläche aufweisen, wie die Rohre 2. Eine erste Art von Vertiefungen 31 verbindet beispielsweise genau zwei benachbarte Rohröffnungen 14. Eine zweite Art von Vertiefungen 32 bilden hier einen Sammler 4 für den Vor- und den Rücklauf. Die Vertiefungen 10 sind strömungsgünstig abgerundet ausgeformt, so dass diese beispielweise einen Radius für den Einlaufbereich 20 und den Auslaufbereich 21 des Fluids bilden. Dadurch wird praktisch ein Rohrbogen 3 nachempfunden. An der zweiten Art Vertiefungen 32 sind in der ersten Beplankung 12 Durchgangslöcher 34 ausgespart, durch die das Fluid zu- und abgeführt wird. Die Vertiefungen 10 werden bevorzugt mittels einer Stempelvorrichtung in die Oberfläche 18 des Plattengrundkörpers eingepresst. Dabei wird der Leichtbaukörper 22 verformt, wobei die Wabenstruktur 11 eingedrückt wird. Alternativ zur Wabenstruktur 11 kann als Leichtbaukörper 22 auch eine Lamellenstruktur oder eine poröse Struktur verwendet werden, die entsprechend eingedrückt wird. In einer weiteren Variante wird das Material des Leichtbaukörpers 22 spanend oder mittels Laser oder mittels Wasserstrahl abgetragen, um die Vertiefungen auszubilden. Die Vertiefungen haben bevorzugt eine Grundfläche, bei der eine Länge deutlich größer ist als deren Breite.In 3 13 depressions 10 are now formed in the plate base body, which are suitable for connecting at least two pipe openings 14 on a base surface 33 of the finned heat exchanger 30 with one another. The indentations 10 form channels 9 that have approximately the same cross-sectional area as the tubes 2. A first type of indentation 31 connects, for example, exactly two adjacent tube openings 14. A second type of indentation 32 forms a collector 4 for the pre- and the return. The depressions 10 are rounded in a streamlined manner so that they form a radius for the inlet area 20 and the outlet area 21 of the fluid, for example. As a result, a pipe bend 3 is practically modeled. On the second type of depressions 32, through-holes 34 are cut out in the first skin 12, through which the fluid is supplied and discharged. The depressions 10 are preferably pressed into the surface 18 of the plate base body by means of a stamping device. In the process, the lightweight body 22 is deformed, with the honeycomb structure 11 being pressed in. As an alternative to the honeycomb structure 11, a lamellar structure or a porous structure can also be used as the lightweight body 22, which is pressed in accordingly. In a further variant, the material of the lightweight body 22 is removed by cutting or by means of a laser or by means of a water jet in order to form the indentations. The depressions preferably have a base area in which a length is significantly greater than their width.

In 4 ist beispielsweise eine Umlenkplatte gemäß 3 anstelle der Rohrbögen 3 auf einen Lamellenwärmeübertrager 30 gemäß 1 aufgesetzt. Dabei werden die Rohröffnungen 14 durch die Vertiefungen 10 miteinander verbunden. Die Umlenkplatte 8 ist beispielsweise auf die Basisfläche 33 der Anschlussseite 5 aufgeklebt. Dabei überdeckt die Umlenkplatte 8 alle Rohröffnungen 14 an der Basisfläche 33. Die erste Beplankung 12 und die Seitenwände 23 sind fluiddicht gegenüber der Basisfläche 33 abgedichtet, so dass das Fluid nur innerhalb des Plattengrundkörpers 13 fließen kann, abgesehen von den Löchern 34 in der ersten Beplankung 12 für den Zu- und Abfluss. Die Umlenkplatte 8 hat dabei näherungsweise die gleiche Grundfläche, wie die Lamellen 1 des Lamellenwärmeübertrager 30In 4 is, for example, a baffle according to 3 instead of the pipe bends 3 to a finned heat exchanger 30 according to 1 put on. The tube openings 14 are connected to one another by the depressions 10 . The deflection plate 8 is glued to the base surface 33 of the connection side 5, for example. The deflection plate 8 covers all pipe openings 14 on the base surface 33. The first skin 12 and the side walls 23 are sealed against the base surface 33 in a fluid-tight manner, so that the fluid can only flow within the plate base body 13, apart from the holes 34 in the first skin 12 for the inflow and outflow. The baffle plate 8 has approximately the same base area as the fins 1 of the finned heat exchanger 30

Erfindungsgemäß wird die Verschaltung durch eine geprägte Umlenkplatte 8 realisiert. In dieser Umlenkplatte 8 sind entsprechende Kanäle 9 eingeprägt, die die Strömungsführung gewährleisten und die Rohrbögen 3 ersetzen. Die Herstellung der Verschaltung ist dadurch mit einem einzigen Bauteil 8 möglich. Außerdem ist die gesamte Anschlusssituation in die Umlenkplatte 8 integriert, so dass kein separater Sammler oder Verteiler erforderlich ist. Eine solche geprägte Umlenkplatte 8 kann beispielsweise auch als Tiefziehteil aus Metall oder Kunststoff hergestellt werden, die dicht mit der Basisfläche 33 verbunden wird.According to the invention, the connection is realized by an embossed deflection plate 8 . Corresponding channels 9 are embossed in this deflection plate 8 , which ensure the flow guidance and replace the pipe bends 3 . The interconnection can thus be produced with a single component 8 . In addition, the entire connection situation is integrated into the deflection plate 8, so that no separate collector or distributor is required. Such an embossed deflection plate 8 can also be produced, for example, as a deep-drawn part made of metal or plastic, which is tightly connected to the base surface 33 .

Diese Umlenkplatte 8 kann alternativ vorteilhaft durch plastisches Verformen (Prägen oder Eindrücken) einer Wabenstruktur 11 des Leichtbaukörpers 22 hergestellt werden. Diese Wabenkörper 11 werden z.B. zur Herstellung von Sandwichplatten im Leichtbau verwendet. Dabei werden die Wabenkörper 11 beidseitig mit einer Platte verbunden (in der Regel verklebt), wodurch ein leichtes und trotzdem steifes Bauteil entsteht. Oft bestehen die Wabenkörper 11 sowie die Grundplatten aus Aluminium. Anstatt wie bei der Sandwichherstellung mit Deck- und Bodenblech, werden die Strukturen zunächst nur mit einer einseitigen ersten Beplankung 12, die vorteilhaft seitlich aufgekantet ist, verklebt. Die Wabenstruktur 11 liegt dann einseitig offen vor und kann leicht bearbeitet werden. Nachdem die erforderlichen Vertiefungen 10 eingeprägt wurden, kann das Element wie als Deckel mit dem Endblech 7 des Lamellenwärmeübertragers 30 verbunden werden. Dies kann z.B. wieder durch Kleben erfolgen. Durch die Verklebung wird wieder die Stabilität der Sandwichstruktur erreicht und gleichzeitig werden die Strömungskanäle 9 geschlossen. Vorteil dabei ist, dass auf einen Materialmix verzichtet werden kann und eine kostengünstige, trotzdem stabile Umlenkplatte 8 hergestellt werden kann. Solch ein Leichtbaukörper 22 kann dabei vollständig aus Aluminium oder aus einem Kunststoff hergestellt sein, wobei zusätzlich insbesondere Klebstoff zur Verbindung der Wabenstruktur 11 mit der ersten Beplankung 12 und insbesondere mit der Basisfläche 33 verwendet wird. Dabei kann die Abdichtung der Rohröffnungen 14 gegenüber der Basisfläche 33 gleichzeitig mit dem Ankleben der Umlenkplatte 8 an die Basisfläche 33 erfolgenAlternatively, this deflection plate 8 can advantageously be produced by plastic deformation (embossing or pressing) of a honeycomb structure 11 of the lightweight body 22 . These honeycomb bodies 11 are used, for example, to produce sandwich panels in lightweight construction. In this case, the honeycomb bodies 11 are connected (usually glued) to a plate on both sides, resulting in a light yet rigid component. The honeycomb bodies 11 and the base plates are often made of aluminum. Instead of using a top and bottom sheet as in the case of sandwich production, the structures are initially only bonded to a one-sided first planking 12, which is advantageously turned up at the side. The honeycomb structure 11 is then open on one side and can be easily processed. After the required indentations 10 have been embossed, the element can be connected to the end plate 7 of the finned heat exchanger 30 like a cover. This can be done, for example, again by gluing. By gluing the stability of the sandwich structure is achieved again and at the same time the flow channels 9 are closed. The advantage here is that a mix of materials can be dispensed with and an inexpensive but nevertheless stable deflection plate 8 can be produced. Such a lightweight body 22 can be made entirely of aluminum or of a plastic, with adhesive in particular additionally being used to connect the honeycomb structure 11 to the first skin 12 and in particular to the base surface 33 . The sealing of the pipe openings 14 with respect to the base surface 33 can take place at the same time as the deflection plate 8 is glued to the base surface 33

Claims (9)

Lamellenwärmeübertrager (30), mit an einer Basisfläche (33) angeordneten Rohröffnungen (14), wobei eine Umlenkplatte (8) mit einem Plattengrundkörper (13), der eine den Rohröffnungen (14) zugewandte Oberfläche (18) aufweist, in die Vertiefungen (10) ausgeformt sind, die in auf die Basisfläche (33) montiertem Zustand der Umlenkplatte (8) jeweils mindestens zwei Rohröffnungen (14) miteinander verbinden, zum Umlenken von Flüssigkeitsströmen zwischen den an der Basisfläche (33) angeordneten Rohröffnungen (14), dicht mit der Basisfläche (33) verbunden ist, derart, dass die Vertiefungen (10) in der Umlenkplatte (8) eine fluiddichte Verbindung zwischen mindestens zwei Rohröffnungen (14) ausbilden, wobei der Plattengrundkörper (13) als Leichtbaukörper (22) einen strukturierten Körper mit Hohlräumen 19 aufweist mit einer lamellenartigen oder porösen oder wabenartigen Struktur (11), wobei die Vertiefungen (10) in dem Leichtbaukörper (22) ausgeformt sind.Finned heat exchanger (30), with tube openings (14) arranged on a base surface (33), wherein a deflection plate (8) with a plate base body (13), which has a surface (18) facing the tube openings (14), in the depressions (10 ) which, when the deflection plate (8) is mounted on the base surface (33), connect at least two pipe openings (14) with one another, for deflecting liquid flows between the pipe openings (14) arranged on the base surface (33), tightly with the Base surface (33) is connected, such that the depressions (10) in the deflection plate (8) form a fluid-tight connection between at least two pipe openings (14), wherein the Plate base body (13) as a lightweight body (22) has a structured body with cavities 19 with a lamellar or porous or honeycomb structure (11), the depressions (10) being formed in the lightweight body (22). Lamellenwärmeübertrager (30), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (10) mittels einer plastischen Materialumformung - insbesondere durch einen Prägestempel - oder einer spanenden Bearbeitung der Oberfläche (18) ausgebildet sind.Fin heat exchanger (30), after claim 1 , characterized in that the depressions (10) by means of a plastic material deformation - in particular by a stamping die - or a machining of the surface (18) are formed. Lamellenwärmeübertrager (30), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (10) einen Einlaufbereich (20) und einen Auslaufbereich (21) mit einem Radius aufweisen, und die Querschnittsfläche der Vertiefung (10) zwischen zwei Rohröffnungen (14) quer zur Oberfläche (18) mindestens der Querschnittsfläche der Rohröffnungen (14) entspricht.Fin heat exchanger (30), after claim 1 or 2 , characterized in that the depressions (10) have an inlet area (20) and an outlet area (21) with a radius, and the cross-sectional area of the depression (10) between two pipe openings (14) transversely to the surface (18) at least equals the cross-sectional area of the Pipe openings (14) corresponds. Lamellenwärmeübertrager (30), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkplatte (8) abgesehen von einem Klebstoff aus einem einheitlichen Werkstoff - insbesondere ausschließlich aus Aluminium oder ausschließlich aus Kunststoff - hergestellt ist.Finned heat exchanger (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection plate (8), apart from an adhesive, is made of a uniform material - in particular exclusively aluminum or exclusively plastic. Lamellenwärmeübertrager (30), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leichtbaukörper (22) Gaseinschlüsse aufweist.Finned heat exchanger (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the lightweight body (22) has gas pockets. Lamellenwärmeübertrager (30), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattengrundkörper (13) eine einseitige Beplankung (12) aufweist, die an der den Vertiefungen (10) gegenüberliegenden Seite des Leichtbaukörpers (22) flüssigkeitsdicht mit diesem verbunden - insbesondere verklebt - ist, wobei vorzugsweise die lamellenartige oder poröse oder wabenartige Struktur (11) zu der Oberfläche (18) hin offene Hohlräume (19) aufweist, die insbesondere durch die Ausformung der Vertiefungen (10) eingedrückt oder abgeschnitten sind.Finned heat exchanger (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the plate base body (13) has one-sided planking (12) which is connected to the lightweight body (22) on the side of the lightweight body (22) opposite the depressions (10) in a liquid-tight manner - in particular glued - Is, the lamellar or porous or honeycomb structure (11) preferably having cavities (19) open towards the surface (18) which are pressed in or cut off in particular by the formation of the depressions (10). Lamellenwärmeübertrager (30), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohröffnungen (14) in Abständen an der Basisfläche (33) angeordnet sind und eine erst Art von Vertiefungen (10, 31) genau zwei benachbarte Rohröffnungen (14) miteinander verbindet, und eine zweite Art von Vertiefungen (10, 32) mehrere Rohröffnungen (14) als Einlass- und Auslass-Stutzen miteinander verbindet und insbesondere die Oberfläche (18) einer einzigen Umlenkplatte (8) alle Rohröffnungen (14) einer durchgängigen ebenen Basisfläche (33) überdeckt.Fin heat exchanger (30), after claim 1 , characterized in that the tube openings (14) are arranged at intervals on the base surface (33) and a first type of depressions (10, 31) connects exactly two adjacent tube openings (14) to one another, and a second type of depressions (10, 32) connects several pipe openings (14) as inlet and outlet sockets and in particular the surface (18) of a single deflection plate (8) covers all pipe openings (14) of a continuous flat base surface (33). Verfahren zur Herstellung eines Lamellenwärmeübertragers (30), nach einem der Ansprüche 1 bis 7 insbesondere eines Luft-Flüssigkeits-Lamellenwärmeübertragers, wobei die Umlenkplatte (8) derart mit der Basisfläche (33) verbunden - insbesondere verklebt - wird, dass die Rohröffnungen (14) durch die Vertiefungen (10) fluiddicht miteinander verbunden werden, wobei die Basisfläche (33) die zweite Beplankung einer als Sandwich-Leichtbauplatte ausgebildeten Umlenkplatte (8) bildet.Method for producing a lamellar heat exchanger (30), according to one of Claims 1 until 7 in particular an air-liquid lamellar heat exchanger, wherein the deflection plate (8) is connected - in particular glued - to the base surface (33) in such a way that the tube openings (14) are connected to one another in a fluid-tight manner through the depressions (10), the base surface (33 ) forms the second planking of a deflection plate (8) designed as a lightweight sandwich panel. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Arbeitsschritt sowohl die Rohröffnungen (14) mit der Basisfläche (33) als auch die Umlenkplatte (8) mit der Basisfläche (33) fluiddicht verbunden - vorzugsweise verklebt - werden.procedure after claim 8 , characterized in that both the tube openings (14) with the base surface (33) and the deflection plate (8) with the base surface (33) fluid-tightly connected - preferably glued - in one step.
DE102017003584.9A 2017-04-12 2017-04-12 Finned heat exchanger, and a manufacturing process of such Active DE102017003584B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017003584.9A DE102017003584B4 (en) 2017-04-12 2017-04-12 Finned heat exchanger, and a manufacturing process of such

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017003584.9A DE102017003584B4 (en) 2017-04-12 2017-04-12 Finned heat exchanger, and a manufacturing process of such

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017003584A1 DE102017003584A1 (en) 2018-10-18
DE102017003584B4 true DE102017003584B4 (en) 2022-10-06

Family

ID=63678744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017003584.9A Active DE102017003584B4 (en) 2017-04-12 2017-04-12 Finned heat exchanger, and a manufacturing process of such

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017003584B4 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3341197A1 (en) 1982-12-18 1985-05-30 Weber, geb. Fischer, Helga, 5206 Neunkirchen-Seelscheid Sandwich heat exchanger
EP0566899A1 (en) 1992-04-16 1993-10-27 Behr GmbH & Co. Heat exchanger, particularly evaporator
DE19920786A1 (en) 1999-05-06 2000-11-16 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Reactor and/or heat exchanger used e.g. as fuel cell, has thermal insulation between one end plate and the neighboring plate
DE202005011614U1 (en) 2005-07-23 2005-12-29 Durum Leuchten Gmbh Lichttechnische Spezialfabrik Ceiling light diffusion panel has a pressed metal mesh cover panel fabricated as a shallow tray with profiled edges

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3341197A1 (en) 1982-12-18 1985-05-30 Weber, geb. Fischer, Helga, 5206 Neunkirchen-Seelscheid Sandwich heat exchanger
EP0566899A1 (en) 1992-04-16 1993-10-27 Behr GmbH & Co. Heat exchanger, particularly evaporator
DE19920786A1 (en) 1999-05-06 2000-11-16 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Reactor and/or heat exchanger used e.g. as fuel cell, has thermal insulation between one end plate and the neighboring plate
DE202005011614U1 (en) 2005-07-23 2005-12-29 Durum Leuchten Gmbh Lichttechnische Spezialfabrik Ceiling light diffusion panel has a pressed metal mesh cover panel fabricated as a shallow tray with profiled edges

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017003584A1 (en) 2018-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69004220T2 (en) Heat exchanger with a circumferential circulation.
DE69302212T2 (en) Plate stack for heat exchangers and method for assembling them
DE2725239A1 (en) HEAT EXCHANGE SYSTEM AND METAL PANEL FOR A HEAT EXCHANGE SYSTEM
EP2962056B1 (en) Heat exchanger
EP1707911A1 (en) Heat exchanger, for example charged-air cooler and manufacturing process.
DE102012012711A1 (en) Process for producing a low pressure thin wall heat exchanger and thin wall heat exchanger
EP1811245A2 (en) Modular solar panel
EP1273864A2 (en) Heat exchanger
DE2722288A1 (en) PLATE-SHAPED EVAPORATOR
EP2706320A2 (en) Tube heat exchanger
EP2678615B1 (en) Flat heat exchanger
DE102017003584B4 (en) Finned heat exchanger, and a manufacturing process of such
DE19961199A1 (en) Air-biased heat transfer system for use in vehicles has flat pipes fixed at ends around openings of two opposite pipe bases forming cohesive part holding all pipe ends with thermal tolerance area between heat transfer members
DE19547928C2 (en) Plate heat exchanger
EP2085732B1 (en) Glass heat exchanger with plastic tube plate
DE102018216047A1 (en) Cooling structure
EP3596418A1 (en) Plate-type heat exchanger
EP2801766A1 (en) Solar collector for heating a heat carrier
EP3077755B1 (en) Bank for a heating element, and a heating element comprising such a bank
EP2994712B1 (en) Heat exchanger
DE19505641A1 (en) Heat exchanger with plate-shaped hollow members for washing drier etc.
DE9420659U1 (en) Heating heat exchanger for motor vehicles and adapted water tank
DE102012106079A1 (en) Spiral heat exchanger i.e. exhaust-gas heat exchanger, for exchanging heat in fluid for e.g. refrigeration of cooling circuit of motor car, has metal sheets wound under integration of bars, where channel is formed between walls of sheets
WO2016023912A1 (en) Heat exchanger and tube
DE102011008118A1 (en) Heat exchanger, particularly cross-flow heat exchanger, for motor vehicle heating or air conditioning apparatus, has intake collection container and outlet collection container

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final