DE2346036A1

DE2346036A1 - Waermeaustauscher fuer kraftfahrzeugklimaanlagen

Info

Publication number: DE2346036A1
Application number: DE19732346036
Authority: DE
Inventors: Gordon Fowler
Original assignee: Delanair Ltd
Current assignee: Delanair Ltd
Priority date: 1972-09-08
Filing date: 1973-09-10
Publication date: 1974-04-04
Also published as: US3850234A; GB1442985A

Description

DELAMIH LIMITED, Barting/Essex - England Wärmeaustauscher für Kraftfahrzeugklimaanlagen

Die Erfindung "bezieht sich auf Wärmeaustauscher im allgemeinen und auf solche für die Verwendung "bei Kraftfahrzeugklimaanlagen im "besonderen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmeaustauscher für
die Verwendung in Klimaanlagen für Kraftwagen, die einfach und wirtschaftlich herzustellen ist.

Gemäß der Erfindung kann durch den Wärmeaustauscher für ein Strömungsmittel mit einem oder mehreren planaren Modulen, von denen jeder aus zwei gepreßten Metallblechen besteht, die miteinander verbunden sind, wobei jedes gepreßte Blech einen Einschnitt besitzt, so daß beim Verbinden der beiden Bleche zwei dichte Ausgleichsbehälter bildet, deren Innenräume durch dichte Rohre untereinander verbunden sind, die von einem Behälter zum anderen verlaufen. Das Blech zwischen den Rohren ist dabei so ausgeschnitten, daß die Flächen des Wärmeaustauschers, über die ein zweites Strömungsmittel geführt werden kann, in einer praktisch senkrechten Richtung zur Ebene der Module liegen. Bei zwei oder mehreren Modulen kann der Wärmeaustauscher einen Stapel verteilt angeordneter Module

4098U/0897

-2-

2 3 U ο U 3 6

enthalten, wobei die Innenräume jedes Ausgleichsbehälters durch dichte Verbindungsstücke miteinander verbunden sind und so zwei Sätze von Ausgleichsbehältern ergeben.

Das erste Strömungsmittel kann eine warme oder kalte Flüssigkeit sein, z.B. heißes Wasser aus einer Kühlanlage eines Wagens. In diesem Fall ist das zweite Strömungsmittel Luft, die durch die Ausschnitte in die Antriebsund Personenabteile strömt. Die Luftströmung kann durch ein Gebläse unterstützt werden.

Die Schlitzblechsätze jedes Ausschnitts im Blech können beim Zusammenbau miteinander ausgerichtet oder zueinander verschoben sein.

Eine besondere Konstruktion eines Wärmeaustauschers nach der Erfindung zur Verwendung in einer Kraftfahrzeugklimaanlage wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen erläutert. In diesen ist:

Figur 1 die schematische Darstellung eines Wärmeaustauschers mit mehreren untereinander verbundenen planaren Modulen;

Figur 2 eine Seitenansicht eines Moduls des Wärmeaustauschers nach Figur 1;

Figur 3 eine Ansicht des Moduls nach Figur 1, gesehen in Richtung des Pfeiles B;

Figur 4- ein Querschnitt an der Linie X-X der Figo 3; und

Figur 5 ein Querschnitt eines Teils des Ausschnitts des Moduls nach den Figuren 2 bis 4 an der Linie Y-Y der Figur 3·

Der Wärmeaustauscher enthält, wie Figur 1 zeigt, mehrere planare Module 1o, die in einem Stapel an einer gemein-

4098U/0897 ~³~

samen Achse angeordnet sind und einen rechteckigen Block ergeben. Der Wärmeaustauscher besitzt eine Einlaßöffnung 11, durch die heißes Wasser aus der Kühlanlage des Wagens in das Innere des Wärmeaustauschers gelassen wird, und eine Auslaßöffnung 12, durch die das Wasser in die Kühlanlage des Wagens zurückfließt. Die zu erwärmende Luft strömt durch den Stapel in Richtung des Pfeils A in das Personenabteil des Wagens.

Jeder Modul 1o besteht aus zwei gepreßten Metallblechen (z.B. Kupfer oder Aluminium) 15 und 14, die an einer Naht 15 miteinander verbunden sind, wie die Figuren 2 und 3 im einzelnen zeigen.

Jedes Blech 13 oder 14 ist, wie Figur 3 erkennen läßt, mit Einschnitten 16a und 17a versehen, die bei miteinander verbundenen Blechen 13 und 14· zwei Ausgleichsbehälter 16 und 17 ergeben. Die Bleche 13 und 14 werden ferner mit Einschnitten 18a versehen, die Rohre 18 bilden, die mit den Innenräumen der Ausgleichsbehälter 16 und verbunden sind, wenn die Plätten 13 und 14 zusammengefaßt sind. Die Bleche werden im Gebiet 19 gleichzeitig ausgeschnitten, so daß die Einschnitte 16a, 17a und 18a durch ein entsprechendes Schneid- oder Stanzwerkzeug hergestellt werden können. Der Außenrand 2o jedes Bleches 13, 14 wird nicht ausgeschnitten, sondern flach gelassen, damit eine dichte Verbindung zwischen den Blechen 13 und 14 nacheinander ausgeführt werden kann.

In den Blechen 13, 14 werden im Bereich des einen Ausgleichsbehälters 16 und der Verbindungsstücke 22 gleichzeitig zwei Löcher 21 vorgesehen. In ähnlicher Weise wird in den Blechen 13, 14 im Bereich des anderen Ausgleichsbehälters 17 und des Verbindungsstückes 24 ein einzelnes Loch 23 vorgesehen.

-4— A098U/0897

_ 4· —

Die Verbindungsstücke 22 des Blechs 13 sind entsprechende Lochteile und das Verbindungsstück 2M- ist ein Stiftteil, aber beim Blech 14 sind die Verbindungsstücke 22 Stiftteile und das Verbindungsstück 24 ist ein Lochteil. Andererseits sind die Bleche 15 und 14 identisch und somit sind zum Herstellen der beiden Bleche 13 und 14 nur zwei Ereßwerkzeuge notwendig. Die ganze Herstellung $ edes Blechs 13 und 14 kann in einem Preßvorgang erfolgen.

Eine Icke 25 der Bleche 13 und 14 wird freigelassen, um Verbindungsleitungen (nicht dargestellt) an die Einlaß- und Auslaßöffnung des Wärmeaustauschers anschließen zu können.

Zum Herstellen des Wärmeaustauschers nach Figur 4 werden entsprechende Paare von Blechen 13 und 14 ausgesucht (wenn sie identisch sind) und danach entfettet, wobei alle- zu verbindenden Flächen verzinnt werden und ein Blech 14 über das Blech 13 gelegt wird, was einen Modul 1o ergibt. Der Stift des entsprechenden Verbindungsstücks 22 der Bleche 14 eines Moduls 1o wird in die Lochverbindungsstücke 24 des Blechs 13 eines benachbarten Moduls eingesetzt und gleichermaßen wird der Stift des Stiftverbindungsstücks 24 des Blechs 13 eines Moduls 1o in das Lochverbindungsstück 24 eines benachbarten Moduls eingesetzt. Auf diese Weise werden alle Ausgleichsbehälter 17 durch die stücke 24 miteinander verbunden. Zur Fertigstellung des Modulstapels können die freien Verbindungsstücke 22 und 24 der Bleche 13 und 14 am Ende des Stapels mit Abschlußüberteilen 26 abgeschlossen werden.

Der vollständige, lose zusammengesetzte Stapel von Modulen 1o wird dann in einen Ofen gebracht und eine leichte Belastung an den Stapel angelegt. Der Stapel wird dann

-5-4098 1 A/0897

erhitzt, um alle vorher verzinnten Flächen zu verlöten.

Die Hälfte des Modulstapels wird, wie Figur 1 zeigt, so angeordnet, daß sie gegen die andere Hälfte gerichtet ist, d.h. bei einer Hälfte liegen die freien Ecken 25 an der oberen Kante des Stapels, während sich beim Rest die freien Ecken 25 an der ttaterkante des Stapels befinden. Bei dieser Anordnung können die (nicht dargestellten) ■Verbindungsleitungen leicht an die jeweiligen Verbindungsstücke 22 oder 24 eines anderen Moduls angeschlossen werden.

Die Ausschnitte in jedem Blech sind so angeordnet, daß die Schlitzbleche 27 des Blechs 13 sich mit denen im Blech 14 in einer Linie befinden oder, was vorzuziehen ist, mit den Schlitzblechen 27 des Blechs 13 axial zu denen im Blech 14 versetzt sind, wie Figur 5 zeigt. Dadurch werden die Schlitzbleche 27 des Bleches 13 versetzt, d_eh. in eine Linie mit den Schlitzen 28 des Blechs 15 gebracht, was die Wärmeübertragungswirkung erhöht, wenn die Luft durch die Ausschnitte streicht. Ein Nachteil ergibt sich jedoch dadurch, daß man mehr als ein Stanzwerkzeug braucht, d.h. eins zum Pressen der Platte 13 und eins zum Pressen der Platte 14.

Anstatt identische Bleche 13 und 14 herzustellen, kann man auch Bleche 13 verwenden, wenn beim Zusammenbau verschiedene Links- oder Rechtsformen der zusammengehörenden Flächen der Ausgleichsbehälter 16 und 17 und Röhren 18 richtig zusammenpassen.

Obwohl zum Abschließen der Enden der Bleche 13 und 14 Abschlußplatten 26 vorgeschlagen worden sind, kann man besondere Endplatten als die letzte Platte 13 oder 14 des Modulstapels verwenden.

-6-4098 1 4/0897

Der Ausgleichsbehälter 17 kann zwei Löcher 23 und zwei Verbindungsstücke besitzen, die ähnlich wie der Behälter 16 hergestellt sind.

Die Verbindungsstücke 22 und 24 brauchen nicht in die Bleche 13 oder 14 eingeformt zu werden, wenn besondere Verbindungsrohre in die Löcher 21 und 23 eingelötet sind. Eine solche Abänderung macht jedoch die Herstellungsdauer nur kompliziert und ist nicht der beste Weg zum Verbinden der Ausgleichsbehälter 16 und 17 benachbarter Module.

Der beschriebene Wärmeaustauscher dient nicht nur als Heizeinrichtung in Klimaanlagen für Kraftwagen, sondern kann auch als Kühleinrichtung oder Kältemaschine für Klimaanlagen verwendet werden. In diesem Fall kann das erste Strömungsmittel eine kalte Flüssigkeit oder ein kaltes Gas und das zweite Strömungsmittel Luft sein, die in das Personenabteil des Wagens geleitet wird.

Der Wärmeaustauscher kann auch für andere Zwecke als Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge verwendet werden.

-7-4Q98U/Q897

Claims

Sr-25938 DELANAIR LIMITED, Barking/Essex - England-Pate η t anspriic he

1.^Wärmeaustauscher, gekennzeichnet durch einen oder mehrere planare Module (1o), von denen jeder aus zwei Metallblechen (13, 14) hergestellt ist, die miteinander an den Vorderflächen verbunden sind und Einschnitte aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie mindestens zwei dichte Abteile (16, 17) für ein erstes Strömungsmittel bilden, und durch Rohre miteinander verbunden sind, wenn die Bleche zusammengefaßt werden, wobei das Metallblech zwischen den Rohren jedes Moduls (1o) ausgeschnitten ist und Wärmeaustauschflächen ergibt, über die ein zweites Strömungsmittel senkrecht zur Ebene der Bleche strömen kann_o

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stapel paralleler Module (1o) mit benachbarten dichten Abteilen über dichte Verbindungsstücke (22, 24-) verbunden sind.

3· Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Strömungsmittel Luft ist, die mittels eines Gebläses (28) durch die Ausschnitte (28) der Bleche (13, 14) gedrückt wird.

4. Wärmeaustauscher nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte benachbarter Bleche so versetzt angeordnet sind, daß sitf einen/gewundenen Pfad für das zweite Strömungsmilb-tijel ergaben.

0 9 8 1 4/0897

Leerseite