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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Wärmetauschern.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Wärmetauscher
sind im Stand der Technik wohlbekannt und enthalten typischerweise
ein Paar von Grundrohren, zwischen welchen sich eine Vielzahl von
Rohren erstreckt, und eine Vielzahl von Rippen bzw. Lamellen, die
zwischen den Rohren verschachtelt sind. Ein beispielhafter Wärmetauscher des
Standes der Technik ist, teilweise konzeptionell, in 1 dargestellt.
Oft sind die Rohre extrudierte Elemente, die in in den Grundrohren
ausgebildeten Öffnungen
eingepasst sind und daran durch Hartlöten abgedichtet sind. Die Rohre
können
Mehrfachanschluss-Aluminiumextrusionen sein, die eine Vielzahl von
diskreten Fluiddurchgängen
haben, die in Längsrichtung
des Rohrs definiert sind. Die Rohre können auch rollnahtgeschweißte Rohre
oder extrudierte Rohre mit einem einzigen längslaufenden inneren Durchgang
sein. Im letzteren Fall ist bekannt, durch das Rohr einen länglichen
Wirbelerzeuger aus Streckmetall oder ähnlichem zu drücken oder
zu ziehen, um Wärmeübertragungseigenschaften
zu verbessern. Die Grundrohre sind oft aus einem rohrförmigen Teil
ausgebildet, in welchem die Öffnungen
definiert sind und welches durch ein Paar von muldenförmigen Elementen
oder Kanalelementen definiert ist, und aus einem Paar von Abdeckkappen,
die die Enden des rohrförmigen
Teils schließen.
Oft sind die muldenförmigen
Elemente und die Abdeckkappen miteinander hartgelötet oder
geschweißt.
Die muldenförmigen
Elemente sind oft von sich unter scheidenden Dimensionen, so dass
die peripheren längslaufenden
Ränder
von einem der muldenförmigen Elemente
in die peripheren längslaufenden
Ränder des
anderen passen, wie es in 2 gezeigt
ist. Dies erleichtert eine Fixierung während des Hartlötbetriebs.
Die Kanalelemente können
selbstfixierend sein, d. h. mittel Einrastens ineinander einpassbar, oder
ein externes Fixiermittel kann verwendet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
verbesserter Wärmetauscher,
wobei der Wärmetauscher
von dem Typ ist, der ein Paar von Grundrohren enthält, und
eine Vielzahl von Rohren, die sich zwischen den Grundrohren erstrecken
und diese fluidmäßig verbinden,
bildet einen Aspekt der Erfindung. Die Verbesserung umfasst: ein
rohrförmige
Struktur für
jedes der Grundrohre und zum teilweisen Definieren von ihm, wobei
die rohrförmige
Struktur durch ein Paar von Körperelementen
definiert ist und gegenüberliegende
längslaufende
Verbindungsstellen hat, die durch sich überlagernde Teile der Körperelemente
definiert sind. Eines der Körperelemente überlagert
das andere der Körperelemente,
um eine der Verbindungsstellen zu definieren, und wird durch das
andere der Körperelemente überlagert,
um die andere der Verbindungsstellen zu definieren.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann eines der Körperelemente eine Öffnung für jedes
Rohr haben und kann jedes Rohr eine Schnittstelle mit dem anderen
der Körperelemente
in einer einzigen Stoßverbindung
bilden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung können
die Körperelemente
Kanäle
von bogenförmigem
Profil mit längslaufenden
Randbereichen sein, die die überlagernden
Bereiche definieren; und, gemessen in der Richtung, in welcher die
längslaufenden
Randbereiche des anderen der Körperelemente
voneinander beabstandet sind, kann eine äußere Weite jedes Rohrs im Wesentlichen
gleich dem Abstand sein, um welchen die längslaufenden Randbereiche voneinander
beabstandet sind.
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Ein
verbesserter Wärmetauscher,
der aus der Gruppe ausgewählt
ist, die Kühler
und Verdampfer für
Klimaanlagen für
Fahrzeuge und Ölkühler für Fahrzeuge
und Autokühler
bzw. Radiatoren enthält, bildet
einen weiteren Aspekt der Erfin dung. Der Wärmetauscher ist von dem Typ,
der ein Paar von Grundrohen enthält,
und eine Vielzahl von Rohren, die sich zwischen den Grundrohren
erstrecken und diese fluidmäßig verbinden.
Die Verbesserung umfasst: eine Abdeckung und eine Wanne, die zwischen
der Abdeckung eingepasst und daran hartgelötet ist, um jedes Rohr zu definieren.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann eine rohrförmige Struktur für jedes
des Paars von Grundrohren und vorgesehen sein und dieses teilweise
definieren; und können
die Rohre, an die Grundrohre hartgelötet sein.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann die rohrförmige Struktur durch ein Paar von
Körperelementen
von bogenförmigem
Profil definiert sein, die miteinander hartgelötet sind.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann in jedem Rohr ein Wirbelerzeuger
vorgesehen sein, wobei der Wirbelerzeuger ein Paar von koplanaren
Basisflanschen enthält,
die zum Zentrieren des Wirbelerzeugers in dem Rohr dimensioniert sind.
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Ein
verbesserter Wirbelerzeuger von dem Typ zur Verwendung in einem
Rohr, das aus zusammenwirkenden Bereichen ausgebildet ist, die miteinander
hartgelötet
sind, bildet einen weiteren Aspekt der Erfindung. Die Verbesserung
umfasst: ein Paar von koplanaren Flanschen, die zum Zentrieren des Wirbelerzeugers
in dem Rohr in Verwendung dimensioniert sind.
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Ein
Verfahren zum Aufbauen eines Wärmetauschers
bildet einen weiteren Aspekt der Erfindung. Der Wärmetauscher
ist von dem Typ, der ein Paar von Grundrohren enthält, und
eine Vielzahl von Rohren, die sich zwischen den Grundrohren erstrecken
und diese fluidmäßig verbinden.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: für jedes Grundrohr Vorsehen
eines Paars von Körperelementen,
die jeweils aus Hartlötüberzugsmaterial
ausgebildet sind; und Hartlöten
der Körperelemente
miteinander, so dass die Grundrohre jeweils gegenüberliegende längslaufende
Verbindungsstellen haben, die durch sich überlagernde Bereiche der Körperelemente
definiert sind, wobei eines der Körperelemente das andere der
Körperelemente überlagert,
um eine der Verbin dungsstellen zu definieren, und durch das andere
der Körperelemente überlagert
wird, um die andere der Verbindungsstellen zu definieren.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann für jedes Rohr eine rohrförmige Anordnung
vorgesehen werden, die aus Hartlötüberzugsmaterial
ausgebildet ist; kann eines der Körperelemente eine darin ausgebildete Öffnung für jedes Rohr
haben und kann die rohrförmige
Anordnung für jedes
Rohr in die für
jedes Rohr ausgebildete Öffnungen
eingepasst werden; und können
die Körperelemente
und die rohrförmigen
Anordnungen miteinander hartgelötet
werden, um den Wärmetauscher
auszubilden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann jede rohrförmige Anordnung eine Schnittstelle
mit dem anderen der Körperelemente
in einer einzigen Stoßverbindung
bilden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung können
die Körperelemente
Kanäle
von bogenförmigem
Profil mit längslaufenden
Randbereichen sein, die die sich überlagernden Bereiche definieren; und
kann in dem Wärmetauscher,
gemessen in der Richtung, in welcher die längslaufenden Randbereiche des
anderen der Körperelemente
voneinander beabstandet sind, eine äußere Weite jedes Rohrs im Wesentlichen
gleich dem Abstand sein, um welchen die längslaufenden Randbereiche voneinander
beabstandet sind.
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Es
ist ein Verfahren zum Aufbauen eines Wärmetauschers offenbart, der
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die Kühler
und Verdampfer für
Klimaanlagen für
Fahrzeuge und Ölkühler für Fahrzeuge
und Autokühler
bzw. Radiatoren enthält.
Der Wärmetauscher
ist von dem Typ, der ein Paar von Grundrohren enthält, und
eine Vielzahl von Rohren, die sich zwischen den Grundrohren erstrecken
und diese fluidmäßig verbinden.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: für jedes Grundrohr Vorsehen
einer rohrförmigen
Struktur, die aus Hartlötüberzugsmaterial
ausgebildet ist, wobei die rohrförmige
Struktur eine darin ausgebildete Öffnung für jedes Rohr hat; für jedes
Rohr Vorsehen einer Abdeckung und einer Wanne, die beide aus Hartlötüberzugsmaterial
ausgebildet sind, und Einpassen der Wanne in die Abdeckung, um eine
rohrförmige
Anordnung auszubilden; Einpassen der rohrförmigen Anordnung für jedes Rohr
in die für
jedes Rohr ausgebildeten Öffnungen; und
Hartlöten
der rohrförmigen
Strukturen, der Abdeckungen und der Wannen miteinander.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann für jede rohrförmige Struktur
ein Paar von Körperelementen
vorgesehen werden, die aus Hartlötüberzugsmaterial
ausgebildet sind, wobei eines der Körperelemente die Öffnungen
für jede
rohrförmige
Struktur definiert; und können
die Körperelemente aneinander
eingepasst bzw. befestigt werden, um die rohrförmige Struktur auszubilden,
und aneinander hartgelötet
werden, wenn die rohrförmigen
Strukturen, die Abdeckungen und die Wannen miteinander hartgelötet werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann für jedes Rohr ein Wirbelerzeuger
vorgesehen werden und in die Abdeckung eingepasst werden, die für jedes
Rohr vorgesehen ist, um eine Rohr-Unteranordnung auszubilden, in
welche Rohr-Unteranordnung die für
jedes Rohr vorgesehene Wanne eingepasst wird, um die rohrförmige Anordnung
auszubilden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann jeder Wirbelerzeuger mit einem
Paar von koplanaren Flanschen versehen sein, die zum Zentrieren
jedes Wirbelerzeugers in dem Rohr, für welches er vorgesehen ist,
dimensioniert sind.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann jede der Wanne und der Abdeckung
eine Körperplatte
enthalten, und ein Paar von peripheren Flanschen, die sich von der
Körperplatte
erstrecken; und kann, vor einem Zusammenbau der Wanne und der Abdeckung,
der Wirbelerzeuger in die Abdeckung eingefügt werden, während die
Flansche entgegen der Körperplatte
der Abdeckung gelegen sind.
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Ein
verbesserter Wärmetauscher
bildet einen weiteren Aspekt der Erfindung. Der Wärmetauscher
ist von dem Typ, der ein Paar von Grundrohren enthält, und
ein Vielzahl von Rohren, die sich zwischen den Grundrohren erstrecken
und diese fluidmäßig verbinden.
Die Verbesserung umfasst: eine Abdeckung und eine Wanne, die mit
der Abdeckung verbaut und hartgelötet ist, um ein jeweiliges
Rohr zu definieren. In jedem Rohr ist ein Wirbelerzeuger vorgesehen, wobei
der Wirbelerzeuger ein Paar von koplanaren Basisflanschen enthält, die
zum Zentrieren des Wirbelerzeugers in dem Rohr dimensioniert sind.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung kann die rohrförmige Struktur
für jedes
des Paars von Grundrohren vorgesehen sein und dieses teilweise definieren,
wobei die rohrförmige
Struktur durch ein Paar von Körperelementen
definiert ist, die miteinander hartgelötet sind.
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Die
Erfindung lässt
den Aufbau von Wärmetauschern
von relativ hoher Leistungsfähigkeit
und Haltbarkeit bei relativ niedrigen Kosten zu. Andere Vorteile,
Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sowie Bearbeitungsverfahren
und Funktionen der zugehörigen
Elemente der Struktur und die Kombination von Teilen und Einsparung
bei einer Herstellung werden bei einer Betrachtung der folgenden
detaillierten Beschreibung und der beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen klarer werden, wobei die letzteren hierin nachfolgend
kurz beschrieben werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische, teilweise konzeptionelle Ansicht eines Wärmetauschers
gemäß dem Stand
der Technik;
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2 ist
eine Draufsicht auf die Struktur der 1;
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3 ist
eine teilweise perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abdeckkappenbereichs der Struktur
der 3;
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5 ist
eine Querschnittsansicht eines Bereichs der Struktur der 3;
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5A ist
eine vereinfachte Ansicht eines Bereichs der 5;
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6 ist
eine Ansicht gleich der 5 der Struktur der 1;
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6A ist
eine vereinfachte Ansicht eines Bereichs der 6;
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7 ist
eine Querschnittsansicht eines Bereichs eines Rohrs der Struktur
der 3;
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8 ist
eine Querschnittsansicht eines weiteren Bereichs eines Rohrs der
Struktur der 3;
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9 ist
eine Querschnittsansicht eines Rohrs der Struktur der 3;
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10 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines umkreisten Gebiets 10 der 9; und
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11 ist
eine Ansicht gleich der 2 eines Paars von Wärmetauschern
gemäß einer
weiteren beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung, die in gestapelter Beziehung angeordnet sind.
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DETILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ein
verbesserter Wärmetauscher 20 bildet einen
Aspekt der Erfindung und ist in 3 teilweise perspektivisch
dargestellt. Sicherheitshalber sollte es verstanden werden, dass
der dargestellte Wärmetauscher 20 nur
eine beispielhafte Ausführungsform
ist und nicht derart auszulegen ist, dass er den Schutzumfang auf
irgendeine Weise beschränkt.
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Es
wird gesehen werden, dass der Wärmetauscher 20 von
dem allgemeinen Typ ist, der ein Paar von Grundrohren 22 (von
welchen nur eins gezeigt ist) enthält; eine Vielzahl von Rohren 24,
die sich zwischen den Grundrohren 22 erstrecken und diese
fluidmäßig verbinden;
und eine Vielzahl von Rippen 26, die zwischen den Rohren 24 verschachtelt
sind. Es wird weiterhin gesehen werden, dass der gezeigte Wärmetauscher 20 vom
dem Typ mit zwei Durchlässen
ist, wobei Muffenverbindungen am Einlass 28 und am Auslass 30 an
entgegengesetzten Enden desselben Rohrverteilers oder Grundrohrs 22 angeordnet
sind, welches Grundrohr 22 durch eine Zwischenplatte (die
angedeutet ge zeigt und mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet
ist) segmentiert ist, um einen direkten Fluss zwischen dem Einlass 28 und dem
Auslass 30 zu vermeiden.
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Die
Verbesserung befindet sich in den verschiedenen Merkmalen eines
Aufbaus der Grundrohre 22 und der Rohre 24 und
der Verbindung dazwischen, was alles so ist, wie es hierin nachfolgend
detailliert beschrieben wird.
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Nimmt
man Bezug auf die 3 und 5, umfassen
die Grundrohre 22 jeweils ein Paar von Körperelementen 34, 36 und
ein Paar von Abdeckkappen 38. Die Körperelemente 34, 36 sind
rollgebogene oder geprägte
Kanäle
oder Mulden von bogenförmigem
Profil mit längslaufenden
Randbereichen 40 und sind aus Hartlötüberzugsaluminium mit einer Dicke
von 0,1 mm ausgebildet. Eines der Elemente 34 hat eine
Vielzahl von Öffnungen 136,
die dorthinein gestanzt oder auf andere Weise ausgebildet sind, zum
Aufnehmen der Rohre 24, wie es hierin nachfolgend vollständig diskutiert
wird. Das andere der Elemente 36 hat die Muffenverbindungen 28, 30,
die sich von diesem erstrecken, und ist an seinen Enden mit Kerben 42 und
einem dazwischenliegenden Schlitz 44 versehen. Die Abdeckkappen 38 sind
planare Elemente, die aus Aluminiumblechmaterial ohne Überzug von
3,0 mm ausgebildet sind. Wenn es zusammengebaut ist, definiert das
Paar von Körperelementen 34, 36 eine
rohrförmige
Struktur 46, von welcher die Enden 48 durch jeweilige
Abdeckkappen 38 verdeckt sind. Anhänge bzw. Laschen 50 an
den Abdeckkappen 38 richten sich mit den Kerben 42 aus bzw.
rasten in diese ein. Eine weitere ”Abdeckkappe” hat ihre
Lasche bzw. ihren Anhang 50 in den dazwischenliegenden
Schlitz 44 eingerastet bzw. mit diesem ausgerichtet und
definiert die Zwischenplatte 32 in diesem Kühler 20.
Um das Grundrohr 22 auszubilden, werden die Körperelemente 34, 36 zusammengebaut
und Hartlötbedingungen
in einem Hartlötofen (nicht
gezeigt) ausgesetzt. Die Abdeckkappen 38 ”eherrschen” die Verbindungsstelle,
so dass dimensionsmäßige Belange
durch die Abdeckkappe kontrolliert werden, was vom Standpunkt der
Herstellbarkeit aus vorteilhaft ist.
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Für das dargestellte
fertig gestellte Grundrohr 22 ist es charakteristisch,
dass gegenüberliegende
längslaufende
Verbindungsstellen 52, 54 vorhanden sind, die
durch sich überlagernde
Bereiche 40 des Körperelemente 34, 36 definiert
sind. Spezifischer überlagert
eines der Körperelemente 34, 36 das
andere der Körperelemente 34, 36,
um eine 52 der Verbindungsstellen zu definieren, und wird
durch das andere der Körperelemente überlagert,
um die andere 54 der Verbindungsstellen zu definieren,
wie es in 5 gezeigt ist. Bei der dargestellten
Ausführungsform überlagern
die Bereiche 40 einander über eine Strecke von etwa 3,0
mm, um eine gute Dichtung in den Verbindungsstellen 52, 54 zur
Verfügung zu
stellen. Diese Anordnung mit ӆberlagerung
und Unterlagerung” der
Körperelemente 34, 36 ist
im Vergleich mit der herkömmlichen
Anordnung mit ӆberlagerung
und Überlagerung” (d. h.
der 2) diesbezüglich
vorteilhaft, dass durch solches Modifizieren der Geometrie mit einer
im Wesentlichen gleichen Menge an Material ein Rohr mit. einem größeren Querschnittsbereich
erhalten wird.
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Dies
wird offensichtlich aus einem Vergleich der Struktur der 5,
die einen Querschnitt eines Grundrohrs der 3 und einen
Bereich eines Rohrs zeigt, und der Struktur der 6,
die die analoge Struktur eines Wärmetauschers
gleicher Größe, der gemäß der herkömmlichen
Anordnung mit Überlagerung
und Überlagerung
aufgebaut ist, welche eine Querschnittsbereich hat, der nur 84%
der Größe von demjenigen
der 5 hat, wie es in den 5A, 6A angezeigt
ist. Der größere Bereich
der Struktur der 5 reduziert natürlich vorteilhaft
ein Druckabfall.
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Ein
noch weiterer Vorteil der Anordnung mit ”Überlagerung und Unterlagerung” ist verbunden
mit der eleganten und effizienten Weise, auf welche mehrere Wärmetauscher 20 zusammen
gestapelt werden können,
wie es in 11 gezeigt ist, wobei nur drei
Materialdicken die Innenräume
der Rohrverteiler trennen, was gegensätzlich zu den vier Materialdicken
ist, die mit der herkömmlichen ”Überlagerung
und Überlagerung” verbunden
sind. Dies hat Vorteile in Bezug auf die Gesamtbreite eines gestapelten
Wärmetauschers,
was bei Anwendungen für Fahrzeuge
vorteilhaft sein kann, da der im Motorraum oder im Luftschlitz eines
Kraftfahrzeugs verfügbare
Platz begrenzt ist.
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In
Bezug auf die Rohre 24 sind die Rohre 24 der offenbarten
Ausführungsform
durch eine Abdeckkappe 56 und eine Wanne 58 definiert,
wie es jeweils in den 7 und 8 gezeigt
ist. Die Abdeckkappe 56 ist aus Hartlötüberzugsaluminium einer Dicke
von 0,4 mm ausgebildet und enthält
eine Körperplatte 60 und
ein Paar von peripheren Flanschen 62, die sich von der
Körperplatte 60 erstrecken.
Die Wanne 58 ist auch aus Hartlötüberzugsaluminium einer Dicke
von 0,4 mm ausgebildet und enthält
eine Körperplatte 64 und
ein Paar von peripheren Flanschen 66.
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Die
Wanne 58 ist derart dimensioniert, dass sie in die Abdeckkappe
passt. Zusammengebaut, aber nicht hartgelötet, definieren die Wanne 58 und die
Abdeckkappe 56 zusammen eine rohrförmige Anordnung. Einmal Hartlötbedingungen
ausgesetzt, werden die Wanne 58 und die Abdeckkappe 56 aneinander
hartgelötet,
um ein Rohr 24 zu definieren.
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Dieser
Rohraufbau ist diesbezüglich
vorteilhaft, dass er zulässt,
dass eine flussmittellose Hartlötverbindung
zwischen den Rohren 24 und den Grundrohren 22 selbst
in Verbindung mit Rohrverteilern erzeugt wird, die aus relativ dünnem Material aufgebaut
sind, wie beispielsweise einem Material von 0,020''–0,070'' (Inches) (entsprechend 0,51 mm–1,78 mm),
da das Hartlötmaterial
an den Rohren zu den relativ geringeren Mengen von an den Grundrohren
vorgesehenem Hartlötmaterial
in einem Dünnwandaufbau
passt.
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Bei
einem Zusammenbau des Kühlers 20 wird
die rohrförmige
Anordnung für
jedes Rohr 24 in die Öffnungen 136 eingepasst,
die für
jedes Rohr 24 in den Körperelementen 34 ausgebildet
sind, wie es in 5 gezeigt ist, und wird die
gesamte Anordnung Hartlötbedingungen
in einem Hartlötofen
ausgesetzt, um die Wannen 58 an die Abdeckkappen 56,
die Körperelemente 34, 36 aneinander,
die Abdeckkappen 38 an die Körperelemente 34, 36 und
die Rohre 24 an die Grundrohre 22 hartzulöten. Aufgebördeltes
Material 70, das aus dem Durchstossen resultiert, durch welches
die Öffnungen 136 in
den Körperelementen 34, 36 ausgebildet
wurden, kann beibehalten werden, um eine relative große Überlappnaht
für die Hartlötverbindung
Rohr 24 – Grundrohr 22 zur
Verfügung
zu stellen. Dies kann auch einen Rohreintritt erleichtern.
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Ruft
man sich Erinnerung, dass eines 34 der Körperelemente
eine Öffnung 136 für jedes
Rohr 24 hat, ist die dargestellte Rohr-Grundrohr-Verbindung dadurch
charakterisiert, dass jede rohrförmige
Anordnung eine Schnittstelle mit dem anderen 36 der Körperelemente
in einer einzigen Stossverbindung bildet, und ist sie weiterhin
dadurch charakterisiert, dass, gemessen in der Richtung, in welcher
die längslaufenden
Randbereiche 40 des anderen 36 der Körperelemente
voneinander beabstandet sind, eine äußere Weite y jedes Rohrs 24 im
Wesent lichen gleich dem Abstand ist, um welchen die längslaufenden
Randbereiche 40 voneinander beabstandet sind. Wesentlich
ist, dass, während
alles übrige
gleich bleibt, diese Art von Rohr-Grundrohr-Verbindung eine größere Einlassgröße als diejenige
zur Verfügung
stellt, die über
die herkömmliche
Anordnung mit ӆberlagerung
und Überlagerung” erhalten
wird, wie es durch die 5, 6 nachgewiesen
wird, wobei von einer gemeinsamen Rohrgröße von 10 mm ein Einlassdurchmesser
z derart gezeigt ist, dass er sich durch die Verwendung des Aufbaus
mit ”Unter-
und Überlagerung” von 8,4
mm auf 9,4 mm, das heißt,
die Dicke des Materials, die die Körperelemente ausbildet, vergrößert.
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Ein
weiterer Vorteil des Aufbaus mit Wanne 58 und Abdeckkappe 56 über extrudierten
Rohren besteht darin, dass er die bequeme Einführung eines Wirbelerzeugers 80 in
das Rohr zulässt,
wie es in der 9 gezeigt ist. Dafür muss der
Wirbelerzeuger 80 vor einem Zusammenbau der Wanne und der
Abdeckkappe lediglich in die Wanne 58 oder die Abdeckkappe 56 eingepasst
werden.
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Der
in der 9 dargestellte Wirbelerzeuger 80 ist
in Bezug auf das Vorhandensein eines Paars von koplanaren Flanschen 82 beachtenswert,
die sich von der Basis des Wirbelerzeugers 80 aus nach außen erstrecken.
Mit der Ausnahme der Flansche 82 kann der Wirbelerzeuger 80 von
irgendeinem herkömmlichen
Aufbau sein und kann beispielsweise aus expandiertem Metall oder
einer Versatzrippenart sein.
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Bei
einem Zusammenbau des dargestellten Wärmetauschers wird vor einem
Zusammenbau der Wanne 58 und der Abdeckkappe 56 der
dargestellte Wirbelerzeuger 80 in die Abdeckkappe 56 eingefügt, während die
koplanaren Flansche 82 entgegen der Körperplatte 60 der
Abdeckkappe gelegen sind, um eine Rohr-Unteranordnung (nicht gezeigt)
auszubilden. Wenn der Wirbelerzeuger 80 einmal eingefügt ist,
wird die Wanne 58 in die Abdeckkappe 56 eingepasst.
Die koplanaren Flansche 82 sind zum Zentrieren oder Lokalisieren
des Wirbelerzeugers 80 in dem Durchgang dimensioniert,
der durch die Wanne 58 und die Abdeckkappe 56 in
zusammengebautem Zustand definiert ist, d. h. um die äußersten
Welligkeiten des Wirbelerzeugers 80 von den inneren Rohrwandflächen um
einen Abstand zu beabstanden, der äquivalent zu der Beabstandung
zwischen den Welligkeiten ist, um einen unerwünschten Umgehungsfluss und
Strömungstoträume zu vermeiden
und einen Wärmetransfer
zu maximieren.
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Vorteilhaft
ist die Höhe
des Wirbelerzeugers, d. h. die Amplitude der Welligkeiten in dem
Fall eines Wirbelerzeugers mit versetzten Rippen, derart, dass die
Wanne 58 und die Abdeckkappe 56 während des Hartlötens der
Rohre beide daran hartgelötet
werden. Die Wanne 58 kann in dem zusammengebauten Rohr
gegen die kloplanaren Flansche 82 drücken, aber relativ kürzere Flansche 66 an
der Wanne 58 werden die Wahrscheinlichkeit von guten Hartlötverbindungen
zwischen dem Wirbelerzeuger 80, der Wanne 58 und
der Abdeckkappe 56 mit einem angemessen Effekt auf die
resultierende Druckfestigkeit des Rohrs 24 maximieren.
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Ein
noch weiterer Vorteil des Rohraufbaus mit Wanne und Abdeckkappe
besteht darin, dass er zulässt,
dass Rippen 26 ohne weiteres aus Aluminiumblech ohne Überzug ausgebildet
werden können, wobei
der Mantel bzw. Überzug
an den Wannen und den Abdeckkappen Hartlötmaterial für die Verbindung der Rippen 26 an
den Rohren 24 während
des Hartlötens
der verschiedenen Komponenten miteinander zur Verfügung stellt.
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Während hierin
nur zwei Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, wird
es verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in Bezug auf die
Größe und die
Form von Teilen durchgeführt
werden können.
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Beispielsweise
können,
während
bei den Darstellungen Rohrverteiler und Rohre aus bahnförmigem Material
einer gemeinsamen Dicke ausgebildet sind, die Rohrverteiler und
die Rohre aus Materialen von variierenden Dicken ausgebildet werden. Rohre
von variierenden Weiten können
verwendet werden und werden auf dem Gebiet von Fahrzeugen typischerweise
im Bereich zwischen 10 mm (wie es dargestellt ist) und 50 mm sein.
Rohrverteiler von unterschiedlichen Querschnitten können auch
verwendet werden, wie es aus 11 deutlich
klar wird, wobei zwei Rohrverteiler von sich unterscheidender Größe gezeigt
sind, und es sollte verstanden werden, dass die Form und die Größe der verwendeten
bestimmten Körperelemente
den mit dem Umschalten von der Überlagerung/Überlagerung-
zu der Überlagerung/Unterlagerung-Konfiguration
verbundenen Vorteil des Querschnittsbereichs beeinflussen.
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Zusätzlich wird
es, während
der dargestellte Wärmetauscher
vom Typ mit zwei Durchlässen
ist, ohne weiteres erkannt werden, dass gleichermaßen Wärmetauscher
mit einzelnem Durchlass oder mit mehreren Durchlässen ausgebildet werden könnten.
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Ebenso
würde,
während
der dargestellte Wirbelerzeuger im Einsatz in einem Rohr mit Wanne und
Abdeckkappe gezeigt ist, er auch irgendwo anders von Nutzen sein,
wie beispielsweise in Rohren, die aus zueinander passenden Plattenpaaren
ausgebildet sind, oder in gestapelten Schalenstrukturen.
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Gleichermaßen könnten, während nur
eine einzige Lasche bzw. ein einziger Anhang an jeder Abdeckkappe
gezeigt ist, mehrere Laschen bzw. Anhänge verwendet werden, wenn
es erwünscht
ist.
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Darüber hinaus
könnten
Rippen, obwohl sie in der 3 gezeigt
sind, weggelassen werden.
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Ebenso
können,
während
bei dem Wärmetauscher
der 9 das Rohr derart gezeigt ist, dass es in einer
einzigen Stossverbindung eine Schnittstelle mit dem anderen Körperelement
(d. h. dem Körperelement,
das nicht das Körperelement
ist, in welchem die Öffnungen
vorgesehen sind) bildet, wie es in der 11 gezeigt
ist, Wärmetauscher
gemäß den Aspekten
der Erfindung derart hergestellt werden, dass jedes Rohr eine Schnittstelle
nur mit dem Körperelement
bildet, durch welches die Öffnungen vorgesehen
sind.
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Weiterhin
sollte es verstanden werden, dass Rohrverteiler für irgendeinen
Wärmetauscher
oder tatsächlich
irgendeine Fluidkernstruktur mit der gezeigten Überlagerungs- und Unterlagerungsstruktur erzeugt
werden könnten.
Ebenso könnten
Wirbelerzeuger, wie sie hierin beschrieben sind, in irgendeinem
flachen Rohr vorgesehen sein. Weiterhin wird die dargestellte Rohr-zu-Grundrohr-Verbindung derart
angesehen, dass sie eine weite Akzeptanz in Zusammenhang mit Wärmetauschern
und ähnlichen Kernstrukturen
hat, die Rohre mit Überzug
verwenden, die andere als die Rohre mit Wanne und Abdeckkappe, wie
beispielsweise rollnahtgeschweißte Überzugsrohre,
sind. Weiterhin wird der Rohraufbau mit Wanne und Abdeckkappe derart
angesehen, dass er eine Anwendbarkeit in Zusammenhang mit Wärmetauschern
verschiedener Typen hat, die Autokühler bzw. Radiatoren, Ölkühler und
Kühler
und Verdampfer für
Klimaanlagen enthalten.
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Schließlich, aber
ohne Beschränkung,
sollte es erkannt werden, dass die Beibehaltung des aufgebördelten
Materials an den Grundrohröffnungen
nicht notwendig ist und es bei bestimmten Anwendungen vorteilhaft
entfernt werden könnte.
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Demgemäß sollte
die Erfindung derart verstanden werden, dass sie nur durch die hierzu
beigefügten
Ansprüche
beschränkt
ist, die zweckmäßig ausgelegt
werden.
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Zusammenfassung
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Wärmetauscheraufbau
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Es
ist ein verbesserter Wärmetauscher
offenbart. Der Wärmetauscher
ist von dem Typ, der ein Paar von Grundrohren enthält, und
eine Vielzahl von Rohren, die sich zwischen den Grundrohren erstrecken
und diese fluidmäßig verbinden.
Die Verbesserung umfasst eine rohrförmige Struktur für jedes
der Grundrohre und zum teilweisen Definieren von ihm. Die rohrförmige Struktur
ist durch ein Paar von Körperelementen
definiert und hat gegenüberliegende längslaufende
Verbindungsstellen, die durch sich überlagernde Bereiche der Körperelemente
definiert sind. Eines der Körperelemente überlagert
das andere der Körperelemente,
um eine der Verbindungsstellen zu definieren, und wird durch das
andere der Körperelemente überlagert,
um die andere der Verbindungsstellen zu definieren.