DE19743427A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, bestehend aus mehreren parallel zueinander angeordneten, von einem der Wär­ meübertragungsmedien durchströmten Flachrohren, zwischen de­ nen lamellenartige Rippen vorgesehen sind, an denen das Wär­ meübertragungsmedium vorbeistreicht und bei dem die Endberei­ che der Flachrohre abgebogen, dicht aneinandergelegt und un­ tereinander durch ein Rohrstück zusammengehalten sind, das einen Zu- oder Abflußstutzen bildet.

Ein Wärmeübertrager dieser Art ist aus der DE 40 12 046, dort insbesondere Fig. 5 und 6 bekannt. Das Rohrstück wird dort mit einer schrägen Anschlußkante versehen und über das Packet der Rohrenden geschoben und dort verklebt, verlötet oder in anderer Weise befestigt. Da auf diese Weise die aneinander­ liegenden Rohrenden aber nicht in ihrer Lage zueinander gesi­ chert sind, wird in der Regel zum Zusammenfassen des Flach­ rohrbündels, sowie auch bei den anderen dort gezeigten Aus­ führungsformen ein U-Bügel als Halterung vorgesehen, der mit einem entsprechenden Quersteg verschraubt wird und so vor dem Aufsetzen des Rohrstückes schon für den Zusammenhalt der Flachrohre sorgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Zusammenbau­ vorgang zu vereinfachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß bei einem Wärmeübertrager der eingangs genannten Art das Rohrstück als ein Profilrohrstück ausgebildet ist, das mit an die Schmalseiten der Flachrohre und an die Rohrdicke angepaß­ ten Ausnehmungen versehen ist, in die die Enden der Flachroh­ re formschlüssig eingeschoben und gehalten sind. Das Profil­ rohrstück bildet auf diese Weise nicht nur den Zu- oder Ab­ flußstutzen, sondern auch unmittelbar ein Befestigungsteil, in dem die Rohrenden paßrichtig gehalten und so zueinander ausgerichtet sind, daß sie auch dicht aneinander anliegen und beim anschließenden Lötvorgang einwandfrei untereinander und mit dem Rohrstück fest verbunden sind.

In Weiterbildung der Erfindung kann das Profilrohrstück ein Strangpreßteil sein, in dem gegenüberliegende Rillen zum Ein­ schieben der Schmalseiten der Flachrohre ausgebildet sind, deren Abstand so gewählt ist, daß die Breitseiten der Flach­ rohre unmittelbar aneinander liegen. Nach dem Einschieben der Flachrohrenden in dieses Profilrohrstück liegt bereits ein ausreichender Form- und Kraftschluß vor, der einen anschlie­ ßenden Lötvorgang erleichtert oder unter Umständen auch nur noch ein Abdichten durch entsprechendes Dichtungsmaterial notwendig macht.

In Weiterbildung der Erfindung kann das Profilrohrstück auch mit mindestens einer parallel zur Profilachse verlaufenden Trennwand versehen sein, durch die die Zuströmung ausgerich­ tet werden und so die Garantie gegeben werden kann, daß alle Flachrohre in gleicher Weise mit dem zuströmenden Medium ver­ sorgt werden. Durch die Trennwände wird auch die Druckfestig­ keit der dünnwandigen Profile erhöht.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von zwei Ausfüh­ rungsbeispielen dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Wärmeübertrager nach der Erfindung,

Fig. 2 die Stirnansicht des Wärmeübertragers der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles 11 gesehen,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Eintrittsquer­ schnittes des in Fig. 2 mit III bezeichneten Pro­ filrohrstückes mit den eingesetzten Flachrohren,

Fig. 4 das Profilrohrstück der Fig. 3 in einer vergrößer­ ten Darstellung und in einer Seitenansicht vor dem Zusammenbau mit dem Flachrohr,

Fig. 5 die Stirnansicht des Profilrohrstückes der Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V gesehen,

Fig. 6 den Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Wärmeübertragers nach der Erfindung,

Fig. 7 die Seitenansicht des Wärmeübertragers der Fig. 6 in Richtung des Pfeiles VII gesehen und

Fig. 8 die schematische Darstellung von möglichen Ein­ bauanordnungen von Wärmeübertragern nach den Fig. 6 und 7 in einem Kraftfahrzeug.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Wärmeübertrager, der aus mehre­ ren parallel zueinander angeordneten Flachrohren 1 aufgebaut ist, die auf Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils zwischen sich lamellenartige Rippenanordnungen 2 aufnehmen. Die freien Enden 1a der Flachrohre 1 sind jeweils um 90° von den Flachrohren 1 abgebogen und untereinander aneinanderge­ legt, so daß die mit der Rippenanordnung 2 bestückten Zwi­ schenräume zwischen den Flachrohren 1 zur Seite hin abge­ schlossen sind. Diese Anordnung ermöglicht es, alle Flachroh­ re 1 identisch auszubilden. Die aneinandergelegten freien En­ de 1a verlaufen auf diese Weise schräg zu den Längsachsen der Flachrohre, so daß ein auf diese freien Enden 1a aufgeschobe­ nes Profilrohrstück 3 mit einer schrägen Anschlußkante 3a versehen werden muß, um die freien Enden 1a der Flachrohre 1 umfassen zu können. Die auf beide freien Enden der Flachrohre 1 aufgeschobenen Profilrohrstücke 3 und 3' bilden auf diese Weise jeweils Zu- und Abflußstutzen, wobei das Profilrohr­ stück 3 beim Ausführungsbeispiel den Zuflußstutzen und das Profilrohrstück 3' den Abflußstutzen für das die Flachrohre 1 durchströmende Wärmetauschmedium bildet.

Die Fig. 3, insbesondere aber die Fig. 5, zeigt nun, daß das Profilrohrstück 3 auf den beiden gegenüberliegenden längeren Innenseiten mit einer Reihe von im gleichen Abstand zueinan­ der angeordneten nutenartigen Ausnehmungen 4 versehen ist, die jeweils paarweise sich gegenüberliegen und im Querschnitt die Form von Kreisabschnitten haben, deren Radius dem Radius an den Schmalseiten der Flachrohre 1 entsprechen. Der gegen­ seitige Abstand der Ausnehmungen 4 der Profilrohrstücke 3 und 3' ist dabei so gewählt, daß die Enden 1a der Flachrohre, wenn sie jeweils in gegenüberliegenden Ausnehmungen 4 geführt in das Profilrohrstück 3 eingeschoben werden, mit ihren fla­ chen Seiten aneinanderliegen. Die Anordnung der Profilrohr­ stücke 3, 3' ergibt daher eine wesentliche Montagevereinfa­ chung, weil die Flachrohre 1 mit ihren freien Enden 1a form­ schlüssig schon so aneinander gehalten sind, daß sie gegen­ seitig unverrückbar in der gewünschten Anordnung ausgerichtet sind. Ein so zusammengefügter Wärmeübertrager läßt sich ohne Schwierigkeiten und ohne zusätzliche Hilfsmaßnahmen einem Lötvorgang unterwerfen. Unter Umständen reicht auch eine Be­ schichtung der Rohrenden 1a mit einem elastischen Material vor dem Fügevorgang aus, um die angestrebte Dichtheit zwi­ schen den Rohrenden 1a und dem Profilrohrstück 3 zu erzielen.

Wie die Fig. 3 und 5 zeigen, ist das Profilrohrstück mit ei­ ner Trennwand 5 etwa in seiner Mitte versehen, die als Strö­ mungsleitmittel für das im Sinn der Pfeile 6 zuströmende Wär­ metauschmedium dient.

Die Fig. 6 und 7 zeigen einen Wärmeübertrager, der im Prinzip in der gleichen Weise aufgebaut ist, wie der Wärmübertrager der Fig. 1 und 2. Unterschiedlich ist lediglich, daß die Breite b der Flachrohre der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 sehr viel kleiner ist als die Breite b der Flachrohre 1 der Ausführungsform der Fig. 1 und 2. Entsprechend ist natürlich auch die Höhe der Profilrohrstücke 30 an diese Breite b ange­ paßt. Das aus den Flachrohren 1 und den Rippen 2 bestehende Wärmetauschernetz der Wärmeübertrager 20 dieser Bauart können daher, wie Fig. 7 zeigt, in relativ einfacher Weise so gebo­ gen oder gekrümmt werden, daß die Achsen 21 der Flachrohre 10 einem Teil eines Kreisbogens entsprechen. Natürlich wäre auch jede andere Krümmung denkbar. Die Krümmung wird dabei vor­ teilhaft durch Verbiegen nach dem Verlöten hergestellt. Be­ schädigungen des Wärmetauschernetzes treten - wie sich ge­ zeigt hat - bei diesem Verbiegevorgang nicht auf.

Dies hat den Vorteil, daß solche Wärmeübertrager 20 in einfa­ cher Weise unmittelbar als Ausströmgitter in die Oberfläche 22 des mit dem Lenkrad 25 versehenen und unterhalb der Wind­ schutzscheibe 23 angeordneten Vorbaus 24 eines Kraftfahrzeu­ ginnenraumes eingesetzt werden können, wie das in Fig. 8 ge­ zeigt ist. Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, daß die Wärmeübertragung unmittelbar an der Stelle der ge­ wünschten Ausströmöffnung stattfinden kann, so daß Energie­ verluste durch den Transport bereits aufgewärmter Luft ver­ mieden werden, wie es bisher bei der Anordnung eines zentra­ len Wärmetauschers der Fall ist, von dem aus Luftführungslei­ tungen im Innenraum zu den gewünschten Ausströmstellen ver­ legt werden müssen. Die Wärmeübertrager 20 können daher als dezentral angeordnete beheiz- oder kühlbare Ausströmgitter der Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges verwendet und an allen den Stellen des Innenraumes eingebaut werden, wo ein Luft­ austritt gewünscht ist. Dabei erfolgt - bei einem Einsatz zur Beheizung - die Beheizung dezentral unmittelbar am Ausström­ gitter, wobei das Heizmedium zugefördert wird und erst an der Austrittsstelle die Luft erwärmt. Energieverluste können so weitgehend vermieden werden. Bei Anwendung eines Solekreis­ laufes wäre analog auch eine Kühlung am Ausströmgitter mög­ lich. Lediglich die Entfeuchtung der Luft müßte zentral er­ folgen.

Claims (7)

1. Wärmeübertrager bestehend aus mehreren parallel zuein­ ander angeordneten von einem der Wärmeübertragungsmedien durchströmten Flachrohren (1), zwischen denen lamellenartige Rippen (2) vorgesehen sind, an denen das zweite Wärmeübertra­ gungsmedium vorbeistreicht und bei dem die freien Enden (1a) der Flachrohre (1) abgebogen, dicht aneinander gelegt und un­ tereinander durch ein Rohrstück (3) verbunden sind, das einen Zu- oder Abflußstutzen bildet dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück ein Profilrohrstück (3, 3') ist, das mit an die Schmalseiten der Flachrohre (1) und an die Rohrdicke angepaß­ ten Ausnehmungen (4) versehen ist, in die die Enden (1a) formschlüssig eingeschoben und gehalten sind.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausnehmungen (4) nutenförmig ausgebildet und je­ weils paarweise sich gegenüberliegend an der Innenseite von parallel zueinander verlaufenden Wänden des Profilrohrstückes vorgesehen sind.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Profilrohrstück (3, 3') ein Strangpreßteil ist.

4. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilrohrstück (3, 3') mit mindestens einer parallel zu seiner Längsachse verlaufen­ den Trennwand (5) versehen ist.

5. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das aus den Flachrohren (1) und den Rippen (2) bestehende Wärmetauschernetz gekrümmt ist.

6. Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Krümmung durch Verbiegen nach dem Verlöten er­ folgt ist.

7. Verwendung eines Wärmeübertragers nach einem der An­ sprüche 1 bis 6 als dezentrales beheiz- oder kühlbares Aus­ strömgitter einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges.