DE19961199B4 - The heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Wärmeübertrageranordnung (1) mit hintereinander angeordneten und unlösbar verbundenen Wärmeübertragern (2, 3, 4), deren Bauteile aus Aluminiumblech bestehen, das je nach Bedarf mit einer Lotschicht versehen ist, wobei die Wärmeübertrager Flachrohre (5), die zwischen Sammelkästen (6, 7) angeordnet sind, zwischen den Flachrohren (5) angeordnete Wellrippen (8) sowie Ein- und Auslässe (9, 10) aufweisen, wobei Rohrböden (13) vorgesehen sind, die als ein zusammenhängendes Bauteil ausgebildet sind, das im Verbindungsbereich (B) zwischen den Wärmeübertragern (2; 3; 4) eine Längssicke (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Flachrohre (5) mindestens bei einem der Wärmeübertrager (3) in Durchzügen (11) von zwei gegenüberliegenden Rohrböden (13) der Sammelkästen (6; 7) befestigt sind, wobei die Durchzüge (11) in Richtung der Flachrohre (5) weisen und die Flachrohre (5) nicht bis in das Innere (14) der Sammelkästen (6, 7) ragen und wobei im First der Längssicke (17) Öffnungen (S1) und Stege (20) vorgesehen sind.The heat exchanger (1) with successively arranged and undetachably connected heat exchangers (2, 3, 4), whose components are made of aluminum sheet, depending on Need is provided with a solder layer, wherein the heat exchanger Flat tubes (5), which are arranged between collecting boxes (6, 7), between the flat tubes (5) arranged corrugated fins (8) and a and outlets (9, 10), wherein tube sheets (13) are provided, which are formed as a coherent component are in the connection area (B) between the heat exchangers (2; 3; 4) a longitudinal bead (17) characterized in that the ends of the flat tubes (5) at least one of the heat exchangers (3) in passages (11) of two opposite tube sheets (13) the collection boxes (6; 7) are fixed, wherein the passages (11) in the direction of the flat tubes (5) and the flat tubes (5) not into the interior (14) of the collection boxes (6, 7) protrude and wherein in the ridge of the longitudinal bead (17) openings (S1) and webs (20) are provided.
Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertrageranordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a heat exchanger arrangement with the features of the preamble of patent claim 1.
Wärmeübertrageranordnungen sind beispielsweise in Kraftfahrzeugen vorhanden, wobei die einzelnen Wärmeübertrager beispielsweise ein Wasser/Luft-Kühler, ein Kondensator und/oder ein Ölkühler oder Ladeluftkühler sein können. Häufig sind die einzelnen Wärmeübertrager innerhalb der Anordnung mittels Verbindungselementen, Spangen oder dergleichen, aus Kunststoff oder aus Metall, verbunden. Die Verbindung hat den Vorteil, dass sie einfach ausführbar ist und beschädigte Wärmeübertrager leicht ausgetauscht werden können. Nachteilig ist jedoch, dass die Herstellung der einzelnen Wärmeübertrager als aufwendig angesehen werden muss, weil die Zahl der Einzelteile hoch ist und für jeden einzelnen Wärmeübertrager energieaufwendige Lötoperationen vorgesehen werden müssen.Wärmeübertrageranordnungen are present for example in motor vehicles, with the individual Heat exchanger for example, a water / air cooler, a condenser and / or an oil cooler or Intercooler could be. Often are the individual heat exchangers within the arrangement by means of connecting elements, clips or the like, made of plastic or metal, connected. The connection has the Advantage that they are easily executable is and damaged Heat exchanger easily can be exchanged. The disadvantage, however, is that the production of the individual heat exchanger must be considered consuming, because the number of items is high and for every single heat exchanger energy-consuming soldering operations must be provided.
Die
aus dem
Man hat auch schon Wärmeübertrageranordnungen geschaffen, bei denen die Wärmeübertrager über gemeinsame Rohrböden miteinander verbunden sind. Ein solcher Vorschlag geht aus FR-2 770 633 A1 hervor. Bei dieser Anordnung ist das Problem der Wärmespannungen nicht so ausgeprägt, weil die Rohre im Rohrboden nicht verlötet sondern mittels Dichtungen mechanisch befestigt sind.you also already has heat exchanger arrangements created in which the heat exchanger via common tube sheets connected to each other. Such a proposal comes from FR-2 770 633 A1. In this arrangement, the problem is the thermal stresses not so pronounced because the pipes in the tube bottom are not soldered but by means of seals mechanically fastened.
Gemeinsame
Seitenteile besitzt auch die Wärmeübetrageranordnung,
die aus der
Der
erwähnte
Nachteil kann auch der aus der
Der
Druckverlust ist auch bei den Wärmeübetrageranordnungen
aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakte Wärmeübertrageranordnung zu schaffen, die in einer einzigen Lötoperatioin mit einer relativ geringen Anzahl von Bauteilen herstellbar ist, die durch wechselnde Erwärmung und Abkühlung verursachte Spannungen widerstehen kann und die hinsichtlich des inneren Druckverlustes verbessert ist.The The object of the invention is a compact heat exchanger arrangement to create that in a single soldering surgery with a relative small number of components can be produced by changing warming and caused cooling Stress can withstand and in terms of internal pressure loss is improved.
Diese Aufgabe wird mit einer Wärmeübetageranordnung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.These Task is with a Wärmeübetageranordnung solved, having the features of claim 1.
Es ist vorgesehen, dass die Enden der Flachrohre mindestens bei einem der Wärmeübertrager in Durchzügen um Öffnungen von zwei gegenüberliegenden Rohrböden befestigt sind, die in Richtung der einmündenden Flachrohre weisen, derart, dass die Flachrohre nicht bis in das Innere der Sammelkästen ragen. Dadurch wird der Druckverlust deutlich reduziert. Die Rohrböden sind jeweils als ein zusammenhängendes Bauteil ausgebildet, das die Rohrenden der Flachrohre sämtlicher Wärmeübertrager der Anordnung aufnimmt. Die Rohrböden weisen einen Bereich, mindestens zwischen den in Luftströmungsrichtung hintereinander angeordneten Wärmeübertragern, auf, der Wärmespannungen kompensierend ausgebildet ist, wobei dieser Bereich die tragende Verbindung zwischen den Wärmeübertragern darstellt und eine Vielzahl von Öffnungen mit dazwischenliegenden Stegen besitzt.It is provided that the ends of the flat tubes at least at one the heat exchanger in passages around openings from two opposite tube sheets are fastened, which point in the direction of the opening flat tubes, such that the flat tubes do not protrude into the interior of the collecting tanks. As a result, the pressure loss is significantly reduced. The tube sheets are each as a coherent one Part formed, the pipe ends of the flat tubes all Heat exchanger the arrangement absorbs. The tube sheets have an area, at least between the in the air flow direction heat exchangers arranged one behind the other, on, the thermal stresses compensating is formed, this area being the bearing connection between the heat exchangers represents and a variety of openings owns with intermediate webs.
Weil lediglich zwei Rohrböden für mehrere Wärmeübertrager vorhanden sind, wurde durch die Erfindung die Anzahl der Bauteile reduziert. Wärmespannungen werden dadurch kompensiert, dass in den Rohrböden Bereiche vorhanden sind, die bei auftretenden Spannungen nachgeben. Es ist also durch die Erfindung erreicht worden, dass Spannungsrisse, die den Ausfall der Wärmeübertrageranordnung bedeuten, verhindert oder deutlich reduziert worden sind. Separate Halter für die einzelnen Wärmeübertrager sind nicht erforderlich, was sich kostensenkend auswirkt.Because there are only two tubesheets for several heat exchangers, the number of components has been reduced by the invention. Thermal stresses are compensated by the fact that there are areas in the tubesheets which yield when stresses occur. It has thus been achieved by the invention that stress cracks, which mean the failure of the heat exchanger arrangement, have been prevented or significantly reduced. Separate holders for each heat exchanger are not required, which cost kend effect.
Die Stege zwischen den einzelnen Öffnungen können relativ schmal ausgebildet sein. Sie gewährleisten einerseits, dass die Wärmeübertrageranordnung kompakt und stabil ist, andererseits geben die schmalen Stege gegenüber Wärmespannungen leichter nach, als eine durchgehende Sicke. Die schmalen Stege können ferner im Bedarfsfall einfach abgetrennt werden, wenn einer der Wärmeübertrager ausgetauscht werden muss. Der Ersatz-Wärmeübertrager könnte dann mittels Spangen an der Anordnung befestigt werden. Es ist also nach der Erfindung nicht mehr notwendig, die gesamte Anordnung bei Ausfall eines Wärmeübertragers auszutauschen.The Webs between the individual openings can be made relatively narrow. On the one hand, they guarantee that the heat exchanger arrangement compact and stable, on the other hand give the narrow webs to thermal stresses easier after, as a continuous bead. The narrow bars can also if necessary, easily separated when one of the heat exchanger must be replaced. The replacement heat exchanger could then by means of clips on be attached to the arrangement. So it is not according to the invention more necessary, the entire arrangement in case of failure of a heat exchanger exchange.
Anspruch 2 sieht vor, dass die Rohrböden aufgerichtete Ränder zur Verbindung mit den Sammelkästen besitzen und Reihen von in Richtung der Sammelkästen weisende Noppen vorgesehen sind, die so dicht an den Rändern angeordnet sind, dass beim Aufsetzen der Sammelkästen deren Ränder an die Ränder des Rohrbodens gedrückt werden. Diese Maßnahme unterstützt – gemeinsam mit der Maßnahme aus Anspruch 4 – die einfache Vorfixierung der Sammelkästen mit den Rohrböden und sorgt deshalb für eine einwandfreie Lötverbindung. Deshalb befinden sich die beiden Reihen der Noppen so dicht an den aufgerichteten Rändern der Rohrböden, dass ihre Flanken beim Aufsetzen der Sammelkästen deren Lötränder nach außen drücken. Dadurch wurde den Noppen eine über die bisher bekannte Versteifungsfunktion (für den Rohrboden) hinausgehende zusätzliche Aufgabe übertragen.claim 2 provides that the tube sheets erect margins for connection to the collection boxes own and provided rows of pointing in the direction of the headers nubs are so close to the edges are arranged that when placing the headers their edges to the margins the tube bottom pressed become. This measure supported - together with the measure from claim 4 - the simple prefixing of the collection boxes with the tubesheets and That's why a perfect solder joint. Therefore, the two rows of knobs are so close to the erect edges the tube sheets that their flanks after placing the headers after their Lötränder after Outside to press. This gave the pimples an over the previously known stiffening function (for the tube sheet) beyond additional Transfer task.
Gemäß Anspruch 3 gestattet die Erfindung, einen zusätzlichen Wärmeübertrager neben den anderen Wärmeübertragern anzuordnen. Zwischen den nebeneinander angeordneten Wärmeübertragern können die Rohrböden ebenfalls mit Wärmespannungen kompensierenden Bereichen ausgebildet sein.According to claim 3 allows the invention, an additional heat exchanger in addition to the other heat exchangers to arrange. Between the juxtaposed heat exchangers can tube sheets also with thermal stresses be formed compensating areas.
Anspruch 4 bietet eine geeignete Möglichkeit, die Sammelkästen an den Rohrböden zu fixieren, bis der Lötprozeß abgeschlossen ist. Dazu werden die Öffnungen in der Sicke benutzt.claim 4 provides an appropriate way the collection boxes at the tube sheets to fix until the soldering process is complete is. These are the openings used in the bead.
Anspruch 5 trägt zur weiteren Reduzierung der Anzahl der Einzelteile bei.claim 5 carries to further reduce the number of items.
Die erfindungsgemäße Wärmeübertrageranordnung kann nach dem Zusammenfügen der Einzelteile in nur einer Lötoperation fertiggestellt werden. Sämtliche Teile bestehen in bekannter Art aus lotbeschichteten Aluminiumblechen.The Heat exchanger arrangement according to the invention can after merging of the items in just one soldering operation to get finished. All Parts are made of solder-coated aluminum sheets in a known manner.
Anspruch 6 beschreibt die Ausbildung der Stirnbleche in den Sammelkästen. Sie sind vorfixiert, um vor und während des Lötprozesses ihre Position zu halten.claim 6 describes the formation of the end plates in the collecting boxes. she are prefixed to before and during of the soldering process to hold their position.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Abbildungen zeigen:following The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The Pictures show:
Die
Wärmeübertrageranordnung
Die
Anordnung
Zwischen
den Öffnungen
Die
Stirnseiten
Die
Die
Die
Die
Die
Claims (6)
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