DE202010007533U1 - Wärmetauscher - Google Patents
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Abstract
aufgebaut aus einem Gehäuse (11) mit einem Strömungskanal (20) für ein flüssiges Medium zwischen einer Einströmöffnung (21) und einer Ausströmöffnung (26),
wobei im Gehäuse (11) mehrere Rohre (30, 30', 30'') aufgenommen sind,
wobei ein erstes Rohr (30') durch einen Einströmkanal (22) mit der Einströmöffnung (21) sowie ein weiteres Rohr (30'') durch einen Ausströmkanal (25) mit der Ausströmöffnung (26) verbunden ist,
wobei die Rohre (30, 30', 30'') parallel zueinander angeordnet und an einem Ende (37) mittels einer Halteplatte (50) sowie an einem anderen Ende (38) mittels einer weiteren Halteplatte (51) gehalten sind,
wobei die Rohre (30', 30, 30'') zur Bildung des Strömungskanals (20) nacheinander im Gegenstrom vom flüssigen Medium durchflossen werden und endseitig über jeweils einen Verbindungskanal (23, 24) miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
alle Rohre (30) an ihrem einen Ende (37) in von einer ersten...
Description
- Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere zur Anwendung bei Personalcomputern oder in der Aquaristik.
- Bei den neuen Generationen von Personalcomputern reicht eine Kühlung über Lüfter aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit der Computer und der damit entstehenden Abwärme der einzelnen Bauteile nicht aus bzw. die hierfür notwendigen Lüfter stellen eine zu große Geräuschbelastung dar. Geräuscharm demgegenüber ist eine Wasserkühlung, die bereits zur Kühlung von Personalcomputern und deren Peripheriegeräten eingesetzt wird. Bekannte Wasserkühler bei Personalcomputern bestehen aus einem Kühlkreislauf, wobei zumindest der interne Bereich des Kühlkreislaufs innerhalb des Computers vorgesehen ist. Die den Computer durchströmende Kühlflüssigkeit nimmt von den wärmeerzeugenden Bauteilen Wärme auf. Durch diesen Wärmeaustausch erwärmt sich die Kühlflüssigkeit. Diese erwärmte Kühlflüssigkeit durchströmt einen weiteren Bereich des Kühlkreislaufes im Computer oder außerhalb des Computers. Dort wird die Kühlflüssigkeit durch einen weiteren Wärmeaustausch mittels eines Wärmetauschers wieder abgekühlt. Die bekannten externen oder internen Wärmetauscher, die von dem erwärmten Kühlwasser durchströmt werden, bestehen in der Regel aus einem Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit und/oder einer großen Wärmeaustauschfläche, um eine effiziente und schnelle Abkühlung des Kühlwassers zu ermöglichen.
- Bekannt sind u. a. Rohrbündelwärmeaustauscher, die im Gleichstrom oder im Gegenstrom von dem flüssigen abzukühlenden Medium durchflossen werden. Es findet dabei ein Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft statt. Durchströmt das flüssige Medium die Rohre im Gleichstrom, so sind in der Regel an den Enden der Rohre Sammelgefäße vorgesehen. Am vorderen Ende werden die Rohre mit dem warmen Medium gespeist und am hinteren Ende ist ein Sammelgefäß vorgesehen, welches das abgekühlte flüssige Medium aufnimmt, um dieses entsprechend dem Anwendungszweck weiterzuleiten. Einen verbesserten Wärmeaustausch erreicht man bei einer Medienführung im Gegenstrom, wie beispielsweise bei der Vorrichtung gemäß der
DE 10 2004 002 375 B4 . Nachteilig an einer solchen Vorrichtung ist jedoch die aufwendige Verbindung der einzelnen Rohrenden beispielsweise über Schlauch- oder Rohrverbindungen, damit das flüssige Medium die einzelnen Rohre nacheinander durchströmen kann und sich ein durchgehender Strömungskanal vom Mediumeintritt bis zum Mediumaustritt ergibt. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmetauscher zur Verfügung zu stellen, der eine hohe Wärmeaustauschleistung besitzt und einfach herstellbar ist.
- Diese Aufgabe wird mit einem Wärmertauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. In bekannter Weise besteht dieser Wärmeaustauscher aus parallel zueinander angeordneten Rohren, die in einem Gehäuse aufgenommen werden, wobei die Rohre nacheinander im Gegenstrom von dem flüssigen Medium durchflossen werden. Von der im Gehäuse vorgesehenen Einströmöffnung bis zu der im Gehäuse vorgesehenen Ausströmöffnung ist ein durchgängiger, nach außen fluiddichter Strömungskanal für das flüssige, zu kühlende Medium vorhanden. Dieser umfasst verschiedene Abschnitte. Ausgehend von der Einströmöffnung ist ein Einströmkanal bis zum ersten Rohr vorhanden. Das Medium durchfließt den zylindrischen Innenraum des ersten Rohres und fließt im zweiten Rohr im Gegenstrom zurück. Zwischen dem ersten und zweiten Rohr ist ein beide Rohrenden verbindender Verbindungskanal als Teil des Strömungskanals vorgesehen. Der Strömungskanal umfasst den Innenraum des zweiten Rohres, den Verbindungskanal zum dritten Rohr usw. bis zum letzten Rohr, das wiederum über einen Ausströmkanal mit der Ausströmöffnung verbunden ist.
- Für eine besonders stabile Ausbildung eines solchen Wärmerauschers werden in dem Gehäuse für den Wärmetauscher Halteplatten für die Rohre vorgesehen. Eine solche Halteplatte wird jeweils im Endbereich der Rohre angeordnet, wobei die Halteplatten für die Enden der Rohre Öffnungen besitzen, so dass die Enden der Rohre zur Verbindung mit der Halteplatte die Öffnungen durchgreifen können oder die Enden der Rohre sind stirnseitig mit dem Rand der Öffnungen der Halteplatte verbunden.
- In besonderer Weise sind die Enden der Rohre nicht durch Schlauch- oder Rohrverbindungen einzeln miteinander verbunden. In erfindungsgemäßer Weise sind die Rohre jeweils endseitig in den Öffnungen der Halteplatten gehalten, wobei im Bereich der Öffnung eine fluiddichte Verbindung zwischen den Rohren und der Halteplatte besteht. Die mit einer ersten Halteplatte verbundenen Enden der Rohre werden alle von einer ersten Verbindungsplatte und die mit weitere Halteplatte verbundenen gegenüberliegenden Enden der Rohre werden von einer weiterer zweiten Verbindungsplatten überdeckt. Beide Verbindungsplatten sind so ausgebildet, dass ihre Grundplatte zumindest bereichsweise an der jeweiligen Halteplatte anliegt. Des Weiteren besitzen die Verbindungsplatten Ausformungen, die nicht an der Halteplatte anliegen, sondern sich über der Halteplatte erheben, so dass im Bereich der Ausformungen jeweils ein Hohlraum mit der Halteplatte gebildet wird. Es ist jeweils eine Ausformung in einem Bereich von zwei Rohrenden vorgesehen und zwar jeweils dort, wo zwei Rohrenden zur Bildung des durchgängigen Strömungskanals miteinander verbunden werden sollen. Die Ausformungen einer Verbindungsplatte bilden also mit der anliegenden Halteplatte zusammen alle Verbindungskanäle auf einer Seite des Rohrbündels, d. h. mit einer Verbindungsplatte werden sämtliche Verbindungen der Einzelrohre auf der einen Seite erzielt und mit der anderen Verbindungsplatte sämtliche notwendige Verbindungen der Rohre auf der anderen Seite der Rohre. Verbindungsplatte und Halteplatte sind dabei fest und mediendicht miteinander verbunden.
- Bei einer vorteilhaften Ausführungsform bestehen die Verbindungsplatten aus einer ebenen Grundplatte, in die zur Bildung der Verbindungskanäle die Ausformungen in Form von Vertiefungen oder Erhebungen eingeformt sind. Diese Ausformungen können in einfachster Weise durch einen Prägevorgang erzielt werden. Es ist jedoch auch möglich, eine Verbindungsplatte mit den entsprechenden Ausformungen zu gießen oder durch einen Tiefziehvorgang oder ein anderes Umformverfahren Ausformungen aus der ebenen Grundplatte heraus zu bilden. Eine ebene Grundplatte lässt sich leicht anliegend zur Halteplatte anordnen und durch eine Schweißverbindung kann eine feste, fluiddichte Verbindung zwischen der Halteplatte und der Verbindungsplatte erzielt werden. In besonders einfacher Ausgestaltung kann die Schweißverbindung randseitig vorgenommen werden.
- Wird keine ebene Grundplatte verwendet, so muss sichergestellt werden, dass die Verbindungsplatte am Rande jeder Ausformung fluiddicht ist und sich kein Medienaustrittsspalt zwischen der Halteplatte und der Verbindungsplatte bilden kann.
- Für das erste und letzte Rohr, das den durchgehenden Strömungskanal bildet und am vorderen Ende des Wärmetauschers über einen Einström- bzw. Ausströmkanal mit der Einström- oder Ausströmöffnung verbunden ist, wird in der am vorderen Ende des Wärmetauschers angeordneten Verbindungsplatte jeweils eine entsprechende Bohrung für die Enden der vorgenannten Rohre vorgesehen.
- Bei den Rohren kann es sich um Einzelrohre aus Metall handeln, beispielsweise Kupfer, Aluminium oder Edelstahl. Die Rohre sind bevorzugt identisch ausgebildet, d. h. besitzen eine gleiche Innen- wie auch Außengeometrie. Für besondere Anwendungszwecke ist es auch möglich, Rohre mit unterschiedlicher Innen- und/oder Außengeometrie im Wärmerauscher zu verwenden. Zur Erhöhung der Wärmeaustauschleistung können die Rohre eine vergrößerte innere oder äußere Wärmeaustauschoberfläche besitzen, indem die Rohre zumindest über einen wesentlichen Teil ihrer Länge Innenrippen oder Außenrippen aufweisen. Bevorzugt ist es, Rippen am äußeren Rohrmantel vorzusehen. Derartige Rippenrohre sind bekannt. Werden diese Rohre aus Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer, hergestellt, lassen sich die Rippen durch einen Walzprozess in einfacher Weise einstückig mit dem Rohr herausbilden. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Rippen durch einen Knetprozess, einen Druckprozess oder über spanabhebende Verfahren zu erzeugen.
- Bei einer besonderen Ausführungsform werden Bimetallrohre als Rohre für den Wärmetauscher verwendet. Das als Innenrohr oder Kernrohr verwendete Rohr kann dabei eine glatte oder strukturierte Innenoberfläche besitzen. Als Struktur sind beispielsweise Ausformungen der zylindrischen Innenrohrwandung, Rippen oder Stege, die von der Innenwandung des Rohrs abragen, möglich. Ein solches Kernrohr besteht in der Regel aus einem besonders korrosionsbeständigen Material, wie beispielsweise Edelstahl, da es ständig dem Medienfluss ausgesetzt ist. Das mit dem Kernrohr über eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung verbundene Außenrohr besteht vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung.
- Rohre aus einer Aluminiumlegierung besitzen eine gute Korrosionsbeständigkeit. Zusätzlich kann jedoch auch die Oberfläche solcher Rohre mit einer zusätzlichen korrosionsbeständigen Beschichtung versehen werden, wenn der Wärmetauscher besonderen Einflüssen, z. B. sauren oder basischen Fluiden, ausgesetzt ist. Bei der korrosionsbeständigen Beschichtung kann es sich beispielsweise um eine Lack- oder eine siliziumhaltige Sol-Gel-Beschichtung handeln.
- Je nach der gewünschten Wärmeaustauschleistung wird die Anzahl und Art der Rohre für den Wärmetauscher ausgewählt. Ein solcher Wärmetauscher kann als separate, externe Einheit an einen Kühlkreislauf eines Personalcomputers angeschlossen werden oder es kann eine solche Baueinheit für den Einbau in einen PC vorgesehen werden. Das erwärmte Kühlwasser des Personalcomputers durchströmt den Wärmertauscher und wird in diesem in einem Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft abgekühlt. Zur Erhöhung der Wärmeaustauschleistung können an dem Wärmetauscher ein oder mehrere Lüfter vorgesehen sein, die im Kreuzstrom, d. h. quer zur Strömungsrichtung der Rohre, Luft ansaugen oder ausblasen. Die Lüfter können dabei auf beiden Seiten des Gehäuses vorgesehen sein oder nur auf einer Seite. Werden Lüfter nur an einer Seite vorgesehen, so wird man diese in vorteilhafter Weise an der Seite des Gehäuses vorsehen, an der die Rohre verlaufen, die das Ende des Strömungskanals bilden, d. h. in denen das flüssige Medium bereits weitgehend abgekühlt ist.
- Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist einfach herstellbar. Die Enden der Rohre müssen nicht in aufwendiger Weise einzeln durch Schlauch- oder Rohrverbindungen miteinander verbunden werden, sondern alle Verbindungskanäle auf einer Seite des Wärmetauschers werden durch die Festlegung einer Verbindungsplatte an einer Halteplatte gebildet und alle Verbindungskanäle auf der anderen Seite des Wärmetauschers werden durch die Festlegung einer weiteren Verbindungsplatte an der gegenüberliegenden Halteplatte gebildet.
- Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ausführungsbeispielen in der Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht eines Wärmetauschers, -
2 die Vorderansicht der Halteplatte gemäß1 , -
3 die Vorderansicht der einen Verbindungsplatte gemäß1 -
4 die Vorderansicht der anderen Verbindungsplatte gemäß1 , -
5a die Vorderansicht einer vorderen Verbindungsplatte und -
5b die Vorderansicht einer hinteren Verbindungsplatte. - Der in
1 dargestellte Wärmeaustauscher10 besteht aus einem Gehäuse11 , in dem mehrere, in diesem Fall zwanzig Rohre30 parallel zueinander in drei Reihen angeordnet sind. Dies ist besser aus den Schnittzeichnungen, den2 bis4 , zu ersehen. In der1 ist nur die erste Reihe mit sieben übereinander angeordneten Rohren30 ersichtlich. Die Rohre30' ,30 ,30'' werden nacheinander im Gegenstrom von dem flüssigen Medium durchflossen werden. Von der im Gehäuse11 vorgesehenen Einströmöffnung21 bis zu der im Gehäuse11 vorgesehenen Ausströmöffnung26 ist ein durchgängiger, nach außen fluiddichter Strömungskanal20 für das flüssige, zu kühlende Medium vorhanden. Die Einströmöffnung21 und die Ausströmöffnung26 sind in diesem Beispiel stirnseitig angeordnet und jeweils mit einem Anschluss19 versehen, um einen Anschluss an einen internen Kühlkreislauf eines Personalcomputers oder an einen Kühlkreislauf einer anderen Vorrichtung mit zu kühlenden elektronischen oder sonstigen Bauteilen zu ermöglichen. Der Wärmetauscher lässt sich auch in vorteilhafter Weise an ein Aquarium anschließen, damit die Temperatur des Wasser im Aquariums nicht über einen gewünschten Wert ansteigt. - In der
1 sind die verschiedenen Abschnitte des Strömungskanals20 des Wärmetauschers10 angedeutet. Ausgehend von der Einströmöffnung21 ist ein Einströmkanal22 bis zum ersten Rohr30' vorhanden. Das Medium durchfließt den zylindrischen Innenraum des ersten Rohres in Pfeilrichtung und fließt im zweiten Rohr30 im Gegenstrom zurück. Zwischen dem ersten Rohr30' und dem zweiten Rohr30 ist ein beide Rohrenden38 verbindender Verbindungskanal24 als Teil des Strömungskanals20 vorgesehen. Der Strömungskanal20 umfasst den Innenraum des zweiten Rohres30 , den Verbindungskanal23 zum dritten Rohr30 usw. bis zum letzten Rohr30'' , welches in der hinteren, in1 nicht sichtbaren Reihe ganz oben angeordnet ist. Dieses zuletzt von dem flüssigen Medium durchströmte Rohr30'' ist wiederum über einen Ausströmkanal25 mit der Ausströmöffnung26 verbunden. Das ursprünglich warme fluide Medium verlässt die Ausströmöffnung26 abgekühlt, da ein Wärmeaustausch zwischen dem Medium und den gut wärmeleitenden Rohren30' ,30 ,30'' stattgefunden hat, die wiederum ihre Wärme an die Umgebungsluft abgeben. - Bei dem Wärmetauscher
10 gemäß1 sind Rippenrohre eingesetzt, bei dem die Rippen33 einstückig mit dem Rohrmantel34 der Rohre30 ,30' ,30'' ausgebildet sind. Die Rippen33 sind ausschließlich in einem mittleren Bereich der Längsausdehnung der Rohre30 ,30' ,30'' vorgesehen. Die Endbereiche31 ,32 der Rohre30 ,30' ,30'' besitzen keine Rippen, um den Anschluss bzw. Verbindung der Rohrenden37 ,38 mit den Halteplatte50 ,51 zu erleichtern. Die Rohre30 ,30' ,30'' im Beispiel von1 sind auch Bimetallrohre. Ein vergrößerter Ausschnitt von2 zeigt eine Öffnung52 in der Halteplatte51 . Der Rand der Öffnung52 liegt unmittelbar am Rohrmantel34 des Außenrohres36 ist. Dieses Außenrohr36 ist mit einem Kernrohr35 fest verbunden. Der zylindrische Innenraum des aus Bimetall bestehenden Rohres30 ist Teil des Strömungskanals20 . Die Rohre30 ,30' ,30'' besitzen ein Kernrohr aus Edelstahl, d. h. dieses Kernrohr besitzt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber den Fluiden Medien, die den Wärmetauscher durchströmen. Das Außenrohr besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Aluminiumlegierung, nämlich aus einer AlMgSi0.5-Legierung, welche gute Umformeigenschaften besitzt, was zur Herstellung des Rippenrohr vorteilhaft ist. Das Kernrohr und das Rippenrohr sind durch Kaltverschweißung fest miteinander zum Rohr30' ,30 ,30'' verbunden. Die Rohre30' ,30 ,30'' können auch nur aus einem Werkstoff bestehen, in der Regel aus Metall, da dieses gut wärmeleitend ist. Bevorzugt sind Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminiumlegierungen oder Edelstahl, da diese Werkstoffe eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit besitzen. In besonderen Anwendungsfällen sind auch zusätzliche Korrosionsschutzschichten möglich, wenn diese den Wärmeaustausch nicht beeinträchtigen. - Die Rohre
30' ,30 ,30'' sind stabil in dem Gehäuse11 des Wärmetauscher10 gehalten. Dafür sind an den Enden37 ,38 der Rohre30' ,30 ,30'' Halteplatten50 ,51 für die Rohre30' ,30 ,30'' vorgesehen, wobei die Halteplatten50 ,51 für die Enden37 ,38 der Rohre30' ,30 ,30'' Öffnungen52 besitzen. In diesem Beispiel durchgreifen die Enden37 der Rohre30' ,30'' die Öffnungen52 zur Verbindung mit dem Einströmkanal22 bzw. dem Ausströmkanal25 . Alle anderen Enden37 ,38 der Rohre30' ,30 ,30'' sind stirnseitig mit dem Rand der Öffnungen52 der Halteplatte50 ,51 verbunden, d. h. die hinteren Enden38 der Rohre30 ,30' ,30'' münden in die Halteplatte51 , wie der2 zu entnehmen ist. Beabstandet zu den Austrittsöffnungen der Enden38 der Rohre30 ,30' ,30'' ist eine Verbindungsplatte40 angeordnet. Diese Verbindungsplatte40 ist mit der Halteplatte51 fest und mediendicht verbunden, in diesem Beispiel durch eine randseitige Verschweißung. Des Weiteren sind die stirnseitigen Enden38 der Rohre30 ,30' ,30'' mit der Öffnung52 der Halteplatte51 mediendicht verbunden, beispielsweise laserverschweißt. Der2 ist des Weiteren zu entnehmen, dass die Halteplatte51 in vorteilhafter Weise Einsteckschlitze53 und abgebogene Flansche54 für die Verbindung mit dem Gehäuse11 besitzt. - Die Halteplatte
50 am vorderen Ende des Wärmetauschers10 ist in gleicher Weise ausgebildet und mit dem Gehäuse11 verbunden. Durch die Öffnungen52 der Halteplatte50 ragen die vorderen Enden37 der Rohre30 ,30' ,30'' , die von einer Verbindungsplatte41 abgedeckt werden. - Die Verbindungsplatten
40 ,41 sind in besonderer Weise ausgebildet. Die3 zeigt die hintere Verbindungsplatte40 und die4 zeigt die vordere Verbindungsplatte41 . Beide besitzen eine ebene Grundplatte42 ,43 , aus der durch einen Prägevorgang Ausformungen44 ,44' als Erhebungen herausgeformt sind. Die Höhe dieser Ausformungen44 ,44' ist dabei so groß, dass ein Verbindungskanal23 ,24 zwischen zwei Rohren30 entsteht, ohne dass es im Bereich des Verbindungskanals23 ,24 zu einer Verringerung des Strömungsquerschnitts kommt. Eine solche Querschnittsverringerung erhöht den Berstdruck, was die Verbindungen zwischen den Verbindungsplatten41 ,40 und den Halteplatte50 ,51 unnötig belastet. Die Länge der Ausformungen44 ,44' entspricht mindestens dem Abstand zweier Rohre30 , wie den3 und4 zu entnehmen ist, wo die Rohre30 ,30' ,30'' durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Die Ausformung44 erstreckt sich in gerader Ausrichtung zwischen zwei Enden37 ,38 der Rohre30 ,30' ,30'' . Die Ausformung44' dagegen erstreckt sich bogenförmig zwischen zwei Enden37 ,38 der Rohre30 . - Wie aus der
1 ersichtlich, enden die Enden37 ,38 der Rohre30 ,30' ,30'' in der Halteplatte50 ,51 . Es ist auch möglich, dass die Enden37 ,38 der Rohre30 ,30' ,30'' oder nur die Enden der Kernrohre die Öffnungen52 der Halteplatten50 ,51 durchgreifen und bis in den durch die Ausformungen44 ,44' gebildeten Verbindungskanal23 ,24 ragen. In diesem Fall ist eine mediendichte Verbindung zwischen dem Rohrmantel34 der Rohre30 ,30' ,30'' im Bereich der Öffnung52 vorzusehen und die Höhe der Ausformung entsprechend an die herausragenden Endes37 ,38 der Rohre30 ,30' ,30'' anzupassen. - In den
3 und4 sind die Rohre30 ,30' ,30'' angedeutet. Es wird deutlich, dass der Wärmetauscher10 mehrere übereinander angeordnete Rohre30 besitzt, nämlich in der Außenreihe jeweils sieben und dazwischen in einer mittleren Reihe sechs übereinander angeordnete und parallel zueinander verlaufende Rohre30 . In den Außenreihen ist ganz oben das erste Rohr30' des Strömungskanals20 und das letzte Rohr30'' des Strömungskanals20 angeordnet. Das erste Rohr30' und das letzte Rohr30'' des Strömungskanals20 wird von der Verbindungsplatte41 nicht abgedeckt. Für die Enden37 dieser Rohre30' ,30'' ist in der Verbindungsplatte41 , siehe4 , eine Bohrung45 ,46 vorgesehen, um das Ende37 des Rohres30' mit dem Einströmkanal22 zu verbinden, der an der Einströmöffnung21 beginnt und dort über einen Anschluss19 mit warmen fluiden, insbesondere flüssigen Medium versorgt wird. Das Ende37 des letzten Rohres30'' des Strömungskanals20 ist wiederum mit dem Ausströmkanal25 verbunden, der in der Ausströmöffnung26 endet. Diese Ausströmöffnung26 besitzt ebenfalls einen Anschluss19 zur Verbindung beispielsweise mit einem Kühlkreislauf, um das abgekühlte Medium in die zu kühlende Vorrichtung abzugeben. - Es können selbstverständlich auch kleinere Wärmertauscher
10 mit weniger Reihen oder mit weniger übereinander angeordneten Rohren vorgesehen werden.5a und5b zeigt ein Beispiel für einen größeren Wärmetauscher mit fünf Reihen übereinander angeordneter Rohre30 , für die entsprechende Ausformungen44 in der Grundplatte42 ,43 der Verbindungsplatten40' ,41' angeordnet sind. Bei5b handelt es sich um die vordere Verbindungsplatte41' . Es sind die Bohrungen45 ,46 für die Enden37 der Rohre30' bzw.30'' ersichtlich. - Die Rohre
30 ,30' ,30'' sind, wie in1 dargestellt, in einem Gehäuse11 untergebracht, welches einen Deckel12 und einen Boden13 umfasst. Deckel12 und Boden13 sind links mit einem Kopfdeckel14 sowie rechts mit einem Kopfdeckel15 verbunden. Der Deckel12 und der Boden13 besitzen seitlich nach unten bzw. seitlich nach oben abgebogene Flasche17 , die im Wesentlichen die Seitenflächen des Wärmetauschers freilassen, so dass Luft quer zu den Rohren30 ,30' ,30'' durch den Wärmetauscher10 im Kreuzstrom durchströmen kann. Zur Erhöhung des quer zu den Rohren30 ,30' ,30'' durchströmenden Luftstroms können an diesen Flanschen17 mehrere, in diesem Beispiel bis zu drei Lüfter, auf jeder Seite befestigt werden. Zur Befestigung der Lüfter sind in den Flanschen17 Gewindehülsen16 eingelassen. Aus der Anordnung dieser Gewindehülsen16 ist ersichtlich, dass zwei verschiedene Größen von Lüftern mit diesem Wärmertauscher10 verbunden werden können. Die Flansche17 mit den Gewindehülsen16 sind beidseitig vorgesehen, so dass auf der einen Seite, beispielsweise der Frontseite, ein bis drei Lüfter angeordnet werden können, welche die Luft durch den Wärmertauscher10 blasen. Auf der gegenüberliegenden Seite können ein bis drei Lüfter befestigt werden, welche die Luft, die durch den Wärmertauscher10 tritt, ansaugen. Die Lüfter sind in der Zeichnung aufgrund der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. - Die Kopfdeckel
14 ,15 des Gehäuses stellen die Begrenzung des Wärmetauschers10 dar. Diese Kopfdeckel14 ,15 sind kastenartig geformt, wobei der Boden dieses Kastens die äußere Begrenzungsfläche des Wärmetauschers10 ist und dessen schmale Seitenflächen mit dem Deckel12 bzw. dem Boden13 verbunden sind. Die offene Seite des kastenförmigen Kopfdeckels15 ,14 ist durch die Halteplatte50 ,51 verschlossen. Der Innenraum des kastenförmigen Kopfdeckels15 ,14 bietet Raum für die Verbindungskanäle23 ,24 der Enden37 ,38 der Rohre30 ,30' ,30'' . Der Kopfdeckel15 besitzt mindestens zwei Bohrungen für die Einströmöffnung21 und die Ausströmöffnung26 . Es ist zum variablen Einsatz des Wärmetauschers10 auch möglich diese Öffnungen21 ,26 an der Frontseite oder der Rückseite des Kopfdeckels15 vorzusehen oder es werden an mehreren Seiten Bohrungen vorgesehen, wobei zwei Bohrungen als Einströmöffnung21 und als Ausströmöffnung26 dienen und mit entsprechenden Anschlüssen19 versehen sind und die weiteren Bohrungen auf den anderen Seiten des Kopfdeckels15 mit Blindstopfen verschlossen werden. Die Teile des Gehäuses11 sind in diesem Beispiel Blechteile aus einer AlMg3-Legierung. - Der besondere Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass bei einer Vielzahl von Rohren
30 ,30' ,30'' im Wärmetauscher10 , die eine Vielzahl von endseitigen Verbindungen benötigen, um einen durchgehenden Strömungskanal20 zu bilden, diese Verbindungen nicht einzeln montiert werden müssen, wie dies bei den bekannten Schlauch- oder Rohrverbindungen der Fall ist. Die Vielzahl von Verbindungen zwischen jeweils zwei Rohren30 wird erfindungsgemäß durch eine Verbindungsplatte41 am vorderen Ende37 der Rohre30 und durch eine weitere Verbindungsplatte40 am hinteren Ende38 der Rohre30 erzielt wird. Dies vereinfacht die Herstellung der Wärmetauscher10 wesentlich, ohne dass die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers10 beeinträchtigt wird. -
- 10
- Radiator
- 11
- Gehäuse
- 12
- Deckel
- 13
- Boden
- 14
- Kopfdeckel
- 15
- Kopfdeckel
- 16
- Gewindehülse
- 17
- Verschluss
- 19
- Anschluss
- 20
- Strömungskanal
- 21
- Einströmöffnung
- 22
- Einströmkanal
- 23, 24
- Verbindungskanal
- 25
- Ausströmkanal
- 26
- Ausströmöffnung
- 30, 30', 30''
- Rohr
- 31
- Endbereich
- 32
- Endbereich
- 33
- Rippen
- 34
- Rohrmantel
- 35
- Kernrohr
- 36
- Außenrohr
- 37
- vorderes Ende
- 38
- hinteres Ende
- 40, 40'
- Verbindungsplatte
- 41, 41'
- Verbindungsplatte
- 42
- Grundplatte
- 43
- Grundplatte
- 44, 44'
- Ausformung
- 45
- Bohrung
- 46
- Bohrung
- 50
- Halteplatte
- 51
- Halteplatte
- 52
- Öffnung
- 53
- Einsteckschlitz
- 54
- Flansch
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004002375 B4 [0003]
Claims (15)
- Wärmetauscher, insbesondere für Personalcomputer oder für Aquarien, aufgebaut aus einem Gehäuse (
11 ) mit einem Strömungskanal (20 ) für ein flüssiges Medium zwischen einer Einströmöffnung (21 ) und einer Ausströmöffnung (26 ), wobei im Gehäuse (11 ) mehrere Rohre (30 ,30' ,30'' ) aufgenommen sind, wobei ein erstes Rohr (30' ) durch einen Einströmkanal (22 ) mit der Einströmöffnung (21 ) sowie ein weiteres Rohr (30'' ) durch einen Ausströmkanal (25 ) mit der Ausströmöffnung (26 ) verbunden ist, wobei die Rohre (30 ,30' ,30'' ) parallel zueinander angeordnet und an einem Ende (37 ) mittels einer Halteplatte (50 ) sowie an einem anderen Ende (38 ) mittels einer weiteren Halteplatte (51 ) gehalten sind, wobei die Rohre (30' ,30 ,30'' ) zur Bildung des Strömungskanals (20 ) nacheinander im Gegenstrom vom flüssigen Medium durchflossen werden und endseitig über jeweils einen Verbindungskanal (23 ,24 ) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rohre (30 ) an ihrem einen Ende (37 ) in von einer ersten Verbindungsplatte (41 ) gebildete Hohlräume münden und alle Rohre (30' ,30 ,30'' ) an ihrem gegenüberliegenden Ende (38 ) in von einer weiteren zweiten Verbindungsplatte (40 ) gebildete Hohlräume münden, wobei die Verbindungsplatte (40 ) zusammen mit der Halteplatte (51 ) die Verbindungskanäle (24 ) der Rohre (30' ,30 ,30'' ) und die Verbindungsplatte (41 ) zusammen mit der Halteplatte (50 ) die Verbindungskanäle (23 ) der Rohre (30 ) bildet. - Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsplatten (
40 ,41 ) aus einer ebenen Grundplatte (42 ,43 ) bestehen, in welche zur Bildung der Verbindungskanäle (23 ,24 ) Ausformungen (44 ,44' ) in Form von Vertiefungen oder Erhebungen eingeformt sind, vorzugsweise eingeprägt sind. - Wärmetauscher gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatten (
42 ,43 ) der Verbindungsplatten (40 ,41 ) an den Halteplatten (50 ,51 ) anliegen und fest mit diesen verbunden sind. - Wärmetauscher gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Grundplatte (
43 ) der Verbindungsplatte (41 ) zwei Bohrungen (45 ,46 ) für die Enden (37 ) der Rohre (30' ,30'' ) eingebracht sind, wobei die Enden (37 ) der Rohre (30' ,30'' ) die Bohrungen (45 ,46 ) durchgreifen und eine Verbindung des Rohrs (30' ) mit dem Einströmkanal (22 ) und des Rohrs (30'' ) mit dem Ausströmkanal (25 ) ermöglichen. - Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rohre (
30' ,30 ,30'' ) identisch ausgebildet sind, nämlich eine gleiche Innen- und Außengeometrie aufweisen. - Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rohre (
30' ,30 ,30'' ) über wenigstens einen Teil ihrer Länge mit Rippen (33 ) versehen sind, wobei die Rippen (33 ) vorzugsweise einstückig mit dem Rohrmantel (34 ) ausgebildet sind. - Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (
30' ,30 ,30'' ) als Bimetallrohre ausgebildet sind, bestehend aus einem Kernrohr (35 ) und einem Außenrohr (36 ), wobei das Kernrohr (35 ) vorzugsweise aus Edelstahl und das Außenrohr (36 ) vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung besteht. - Wärmetauscher gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernrohr (
35 ) eine glatte oder strukturierte Innenoberfläche besitzt. - Wärmetauscher gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (
36 ) mit dem Kernrohr (35 ) über eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung fest verbunden ist. - Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rohre (
30' ,30 ,30'' ) durch eine Beschichtung vor Korrosion geschützt sind. - Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rohre (
30' ,30 ,30'' ) mit ihren Enden (37 ,38 ) Öffnungen (52 ) in den Halteplatten (50 ,51 ) durchgreifen und eine feste, fluiddichte Verbindung zwischen den Halteplatten (50 ,51 ) und den Endbereichen (31 ,32 ) der Rohre (30 ,30' ,30'' ) bestehen. - Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rohre (
30' ,30 ,30'' ) mit ihren Enden (38 ) in Öffnungen (52 ) der Halteplatten (51 ) münden und alle Rohre (30 ) mit ihren Enden (37 ) in Öffnungen (52 ) der Halteplatten (50 ) münden, wobei die Rohre (30' ,30 ,30'' ) jeweils stirnseitig mit dem Rand der Öffnung (52 ) eine feste, fluiddichte Verbindung besitzen. - Wärmetauscher gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatten (
42 ,43 ) der Verbindungsplatten (40 ,41 ) randseitig mit den Halteplatten (50 ,51 ) verschweißt sind. - Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
11 ) Mittel zur Verbindung mit einem oder mehreren Lüftern besitzt. - Wärmetauscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
11 ) mit Anschlüssen für das flüssige Medium versehen ist, so dass der Radiator (10 ) als externe Einheit an einen Kühlwasserkreislauf einer zu kühlenden Vorrichtung, wie beispielsweise eines Personalcomputer oder eines Aquariums, anschließbar ist.
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