DE10343905A1 - Soldered heat transfer network - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein gelötetes Wärmeübertragernetz, bestehend aus gefalzten Mehrkammerflachrohren und mit Kiemen besetzten Wellrippen, wobei die Mehrkammerrohre mindestens zwei Kammern aufweisen, die jeweils durch gefalzte, im Inneren des Mehrkammerrohres verlötete Stege gebildet werden. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Wellrippen (13, 14) im Bereich des Steges bzw. der Stege (7, 8) kiemenfreie Felder (17a, 17b; 18a, 18b) aufweisen.The invention relates to a brazed heat exchanger network, consisting of folded multi-chamber flat tubes and corrugated corrugated fins, wherein the multi-chamber tubes have at least two chambers, which are each formed by folded, soldered in the interior of the multi-chamber tube webs. DOLLAR A It is proposed that the corrugated ribs (13, 14) have gill-free fields (17a, 17b, 18a, 18b) in the region of the web or webs (7, 8).
Description
Die Erfindung betrifft ein gelötetes Wärmeübertragernetz nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a soldered heat exchanger network according to the preamble of claim 1.
Wärmeübertrager, z. B. Kühlmittelkühler oder Kältemittelkondensatoren für Kraftfahrzeuge weisen ein Wärmeübertragernetz auf, welches aus Rohren und Rippen besteht, wobei die Rohre z. B. von Kühlmittel oder Kältemittel durchströmt und die Rippen von Kühlluft, insbesondere Umgebungsluft überströmt werden. Bei gelöteten Kühlsystemen sind die Rohre als Flachrohre und die Rippen als Wellrippen ausgebildet, die mit ihren Wellenkämmen mit den flachen Längsseiten der Flachrohre verlötet werden. Flachrohre mit größerer Tiefe, d. h. in Richtung der Luftströmung gemessen, werden vielfach als so genannte Mehrkammerrohre ausgebildet, d. h. sie weisen zur Abteilung einzelner Kammern Stege auf, die als Zuganker wirken und damit ein Aufblähen oder Aufblasen der Flachrohre infolge des Innendruckes verhindern. Bei gefalzten Mehrkammerrohren ist es daher wichtig, dass alle Stege gleichmäßig verlötet werden, damit das Flachrohr die erforderliche Innendruckstabilität erhält.Heat exchanger, z. B. coolant radiator or Refrigerant condensers for motor vehicles a heat exchanger network on, which consists of pipes and ribs, wherein the tubes z. B. from coolant or refrigerant flows through and the ribs of cooling air, in particular ambient air to be flowed over. When soldered cooling systems the tubes are designed as flat tubes and the ribs as corrugated ribs, the with their wave crests with the flat longitudinal sides the flat tubes soldered become. Flat tubes with greater depth, d. H. in the direction of the air flow measured, are often designed as so-called multi-chamber pipes, d. H. they have to the department of individual chambers webs, the act as tie rods and thus a puffing or inflation of the flat tubes prevent as a result of the internal pressure. In folded multi-chamber pipes is It is therefore important that all webs are soldered evenly, hence the flat tube obtains the required internal pressure stability.
Die Fertigung derartiger Wärmeübertragernetze erfolgt in der Weise, dass Flachrohre und Wellrippen auf Länge geschnitten und dann in einer geeigneten Vorrichtung „kassettiert" werden, d. h. Wellrippe neben Flachrohr angeordnet und zu einem Block gefügt werden, der anschließend verspannt und in einem Lötofen (gegebenenfalls mit den zugehörigen Rohrböden oder Sammelrohren) verlötet wird. Die Verspannung drückt einerseits die Wellrippen mit ihren Kämmen gegen die Flachrohre und andererseits die gefalzten Stege gegen die Innenwand der Flachrohre. Dieser Anpressdruck muss, um eine möglichst gleichmäßige und vollständige Lötung zu gewährleisten gleichmäßig erfolgen. Gefalzte Mehrkammerflachrohre, kurz Mehrkammerrohre sind in verschiedenen Formen aus dem Stand der Technik bekannt, z. B. durch die EP-A 302 232 der Anmelderin. Das bekannte Flachrohr weist z. B. einen mittleren Steg auf, der mit der Gegenseite des Flachrohres verlötet ist und somit zwei Kammern bildet. Eine abgewandelte Rohrform zeigt zusätzlich zwei aus dem Rohrmaterial gefalzte Sicken (Stege), die mit der Gegenseite des Rohres verlötet sind und insgesamt vier Kammern bilden. Durch die EP-A 457 470 wurden gefalzte Mehrkammerflachrohre bekannt, bei welchen gefalzte Stege abwechselnd aus gegenüberliegenden Rohrseiten geformt und jeweils mit einer gegenüberliegenden Rohrinnenwand verlötet sind. Darüber hinaus sind auch Mehrkammerrohre mit sich gegenüber liegenden gefalzten Stegen bekannt, die nur bis zur Mitte der lichten Rohrweite reichen und dort miteinander verlötet sind. Die Mehrkammerrohre können einstückig ausgebildet, d. h. mit einer geschweißten Längsnaht versehen sein oder auch zweiteilig, d. h. mit an den Schmalseiten angeordneten gefalzten und gelöteten Längsnähten. Eine weitere Form eines gefalzten Mehrkammerflachrohres wurde durch die DE-A 102 12 300 der Anmelderin bekannt, in welcher auch ein Herstellungsverfahren beschrieben ist.The Production of such heat transfer networks done in such a way that flat tubes and corrugated ribs cut to length and then "cassetted" in a suitable device, i.e. corrugated fin arranged next to the flat tube and joined into a block, the following clamped and in a soldering oven (if necessary, with the associated tube sheets or headers) is soldered. The tension presses on the one hand the corrugated ribs with their combs against the flat tubes and on the other hand, the folded webs against the inner wall of the flat tubes. This contact pressure must be as uniform and as possible full soldering to ensure evenly. Folded multi-chamber flat tubes, in short multi-chamber tubes are in different Molds known in the art, for. B. by EP-A 302 232 of the Applicant. The known flat tube has z. B. a middle Bridge on which is soldered to the opposite side of the flat tube and thus forms two chambers. A modified pipe shape shows additionally two corrugated from the pipe material beads (webs), with the opposite side soldered to the tube are and form a total of four chambers. By EP-A 457 470 were folded Mehrkammerflachrohre known in which folded webs alternately from opposite Pipe sides shaped and each with an opposite pipe inner wall soldered are. About that In addition, multi-chamber pipes with opposing folded webs are known, which only reach to the middle of the clear pipe width and soldered there together are. The multi-chamber pipes can one piece trained, d. H. be provided with a welded longitudinal seam or also in two parts, d. H. with arranged on the narrow sides folded and soldered Longitudinal seams. A Another form of a folded Mehrkammerflachrohres was through the DE-A 102 12 300 known to the applicant, in which also a manufacturing method is described.
Wie bereits erwähnt, sind zwischen den Flachrohren Wellrippen angeordnet, welche zur Verbesserung der Wärmeübertragung Kiemen bzw. Kiemenfelder aufweisen. Solche Kiemenfelder können, wie z. b. die EP-B 547 309 zeigt, in Luftströmungsrichtung durchgehend oder – wie in der US-A 4,693,307 dargestellt – in einzelnen Kiemenfeldern angeordnet sein, zwischen denen sich glatte, d. h. ungekiemte Wellrippenbereiche befinden.As already mentioned, Are arranged between the flat tubes corrugated fins, which for Improvement of heat transfer Have gills or gill fields. Such gill fields can, as z. b. EP-B 547 309 shows, in the air flow direction continuously or - as in US-A 4,693,307 - in individual gill fields, between which smooth, d. H. unsecured corrugated areas are located.
Die Anmelderin hat festgestellt, dass bei der Verlötung von gefalzten Mehrkammertlachrohren mit Wellrippen zu einem Wärmeübertragernetz Fehler auftreten, die zu einem „Aufblasen" der Flachrohre führten, was auf eine unzureichende Verlötung von einzelnen Stegen mit der gegenüberliegenden Rohrinnenwand zurückzuführen ist.The Applicant has found that when soldering folded Mehrkammertlachrohren with corrugated ribs to a heat exchanger network Errors occur, which led to a "inflation" of the flat tubes, indicating an inadequate soldering of individual webs with the opposite pipe inner wall is due.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein gelötetes Wärmeübertragernetz der eingangs genannten Art durch geeignete Maßnahmen so zu verbessern, dass eine einwandfreie Verlötung sowohl auf der Außen- als auch auf der Innenseite der Mehrkammerflachrohre stattfindet.task The present invention is therefore a brazed heat exchanger network of the above be improved by appropriate measures so that a perfect soldering both on the outside as well as on the inside of the multi-chamber flat tubes takes place.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patenanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Wellrippen im Bereich der Stege glatt ausgebildet, d. h. nicht mit Kiemen besetzt sind. Im Bereich der Stege soll heißen: in Verlängerung der Stege quer zu den flachen Seiten des Mehrkammertlachrohres. In den Bereichen zwischen den Stegen sind Kiemen bzw. Kiemenfelder angeordnet, sodass den Kammern des Mehrkammertlachrohres jeweils Kiemenfelder in etwa gleicher Tiefe zugeordnet sind. Die Erfinder haben festgestellt, dass eine „gekiemte" Wellrippe keine gleichmäßige Rippenhöhe aufweist, sondern dass in den Bereichen der einzelnen Kiemenfelder eine geringere Rippenhöhe, die Minimalhöhe, vorliegt als in den glatten, d. h. ungekiemten Bereichen, wo eine größere Rippenhöhe, die Maximalhöhe, auftritt. Diese Ungleichmäßigkeit der Rippenhöhe ist darauf zurückzuführen, dass durch das Einschneiden und anschließende „Herausdrehen" der Kiemen ein „Einziehen" der Wellrippe im Bereich der Kiemen, d. h. eine „Taillierung" erfolgt. Die Erfinder haben sich diese Erkenntnis zu Nutze gemacht und die Wellrippe mit ihrer Kiemenanordnung an die Mehrkammerflachrohre angepasst. Damit wird der Vorteil erreicht, dass beim Spannen des Wärmeübertragernetzes nach dem Kassettieren ein gleichmäßiger Anpressdruck auf alle Stege über die Wellrippen ausgeübt wird. Dies führt anschließend zu einer gleichmäßigen festen Verlötung aller Stege, sodass diese ihre Zugankertunktion in vollem Umfang ausüben können und somit ein „Aufblasen" der Rohre verhindern.This object is solved by the features of patent claim 1. According to the invention, it is provided that the corrugated ribs are made smooth in the area of the webs, ie they are not occupied by gills. In the area of the webs is meant: in extension of the webs transversely to the flat sides of the multi-chamber roach tube. In the areas between the webs gills or gill fields are arranged, so that each of the chambers of the multi-chamber slit tube gill fields are assigned to approximately the same depth. The inventors have found that a "corrugated" corrugated fin does not have a uniform rib height but that in the regions of the individual gill arrays there is a lower rib height, the minimum height, than in the smooth, ie unconscious areas where a greater rib height, the maximum height, occurs This unevenness of the rib height is due to the fact that the "cutting in" of the corrugated rib in the region of the gills, ie a "sidecut", takes place by cutting in and then "unscrewing" the gills. The inventors have made use of this finding and the corrugated rib with its gill assembly to the Adapted to multi chamber flat tubes. Thus, the advantage is achieved that when clamping the heat exchanger network after Kassettieren a uniform contact pressure is exerted on all webs on the corrugated fins. This then leads to a uniform firm soldering of all webs, so that they can exercise their Zugankertunktion in full and thus prevent "inflation" of the pipes.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Mehrkammertlachrohre Längsnähte auf, die entweder gelötet oder geschweißt und vorzugsweise auf einer oder beiden Schmalseiten des Mehrkammerflachrohres angeordnet sind. Damit werden Asymmetrien auf den flachen Seiten der Rohre vermieden, die den Lötprozess beeinträchtigen könnten.In Advantageous embodiment of the invention, the Mehrkammertlachrohre Longitudinal seams on, the either soldered or welded and preferably on one or both narrow sides of the multi-chamber flat tube are arranged. This will cause asymmetries on the flat sides the pipes avoided the soldering process impair could.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Wellrippen auch auf der An- und Abströmseite glatte Bereiche auf. Damit werden vor allem gerade An- und Abströmkanten und eine laminare Anlaufstrecke für die Luftströmung erreicht.In further advantageous embodiment of the invention, the corrugated fins also on the arrival and downstream side smooth areas on. Above all, this is precisely where the arrival and downstream edges are and achieved a laminar start-up route for the air flow.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die glatten Bereiche der Wellrippe jeweils eine gleiche und maximale Rippenhöhe auf. Dadurch wird sichergestellt, dass auf sämtliche Stege derselbe Anpressdruck ausgeübt und die Lotspalte zwischen Stegrücken und Rohrinnenwand gleichmäßig minimiert werden. Damit ist eine gleichmäßige Verlötung mit hinreichender Festigkeit für eine Zugankerwirkung erreicht.In Another advantageous embodiment of the invention, the smooth Areas of the corrugated rib each have an equal and maximum rib height. Thereby will ensure that on all Webs the same contact pressure exerted and the solder gaps between web back and tube inner wall evenly minimized become. This is a uniform soldering with sufficient strength for achieved a Zugankerwirkung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die mit Kiemen besetzten Bereiche eine minimale Rippenhöhe auf. Damit wirkt die Spannkraft beim Spannen des Netzes nicht als Flächenlast auf die Wellenkämme, sondern etwa punktförmig direkt auf die Stege, dadurch werden die Flachrohre im Bereich der Stege bis zum Anschlag zusammengedrückt.In Another embodiment of the invention, the occupied with gills Areas a minimum rib height on. This does not affect the clamping force when tensioning the net distributed load on the crests of the waves, but about punctiform directly on the webs, thereby the flat tubes in the area of Bars pressed together until it stops.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Mehrkammerrohr zwei gleiche Kammern auf, die durch einen mittleren Steg getrennt sind, in dessen Bereich die Wellrippe glatt ausgebildet ist. Dieses ist die einfachste Form des Mehrkammerrohres, die bei relativ geringen Systemtiefen Anwendung findet.In Another embodiment of the invention, the multi-chamber tube two like chambers separated by a central bridge, in whose area the corrugated fin is smooth. This is the simplest form of the multi-chamber tube, which at relatively low System depths applies.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Zahl der Kammern bzw. der Stege beliebig erhöht werden, wobei zwei Stege mit drei Kammern eine bevorzugte Lösung für Kraftfahrzeugwärmeübertrager darstellen.In Another advantageous embodiment of the invention, the number the chambers or the webs are arbitrarily increased, with two webs with three chambers a preferred solution for automotive heat exchanger represent.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschreiben. Es zeigenOne embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below describe in more detail. Show it
Die Erfindung ist anhand des obigen Ausführungsbeispieles beschrieben, d. h. für ein Mehrkammerohr mit zwei Stegen und drei Kammern. Abwandlungen sowohl in der Form als auch in der Anzahl der Stege und somit in der Anzahl der Kammern liegen ebenfalls im Bereich der Erfindung. Wesentlich bei allen Ausführungsformen ist, dass die von den Wellrippen auf das Mehrklammerrohr ausgeübten Spannkräfte stets auf die Stege gerichtet sind und dort die erforderliche Pressung bewirken.The Invention is described with reference to the above embodiment, d. H. For a multi-chamber ear with two bars and three chambers. modifications both in the shape and in the number of webs and thus in the number of chambers are also within the scope of the invention. Essential in all embodiments is that the clamping forces exerted by the corrugated ribs on the multi-staple tube always are directed to the webs and there the required pressure cause.
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