DE2853566A1

DE2853566A1 - Kollektor veraenderlicher abmessungen fuer einen fuer grosse arbeitsdruecke geeigneten waermetauscher

Info

Publication number: DE2853566A1
Application number: DE19782853566
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Moranne
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1978-01-11
Filing date: 1978-12-12
Publication date: 1979-07-12
Also published as: IT1110434B; FR2414706A1; ES476005A1; BE872577A; FR2414706B1; IT7919168A0; GB2012406A; GB2012406B

Description

HOFFMANN EITLS & PARTNER

PATENTANWÄLTE η Q r ο C £ C

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPL.-ING. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · D I PL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K.FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN
ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29ί19 (PATHE)

31 482/3

Societe Anonyme des Usines Chausson, Asnieres Cedex /

Frankreich

Kollektor veränderlicher Abmessungen für einen für große
. . . Arbeitsdrücke geeigneten Wärmetauscher

Die Erfindung betrifft Wärmetauscher, die verhältnismäßig
große innere Drücke aushalten können, beispielsweise bis zu 50 bar ohne die Gefahr einer Verformung, ungeachtet großer Abmessungen sowohl hinsichtlich der vorderen Breite als auch der Tiefe.

Erfindungsgemäß soll der Wärmetauscher auch eine beliebige Anzahl von Rohrreihen aufnehmen können, die in einen Kollektor oder in zwei Kollektoren münden.

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Bisher waren mit Rohren und Kollektoren ausgestattete Wärmetauscher verhältnismäßig einfach herzustellen, wenn sie lediglich eine oder zwei sich in ihrer Tiefe erstreckende Rohrreihen aufwiesen, jedoch wurde die Herstellung erheblich schwieriger, falls die Anzahl der Rohrreihen über zwei anstieg. Tatsächlich wird es praktisch unmöglich, die Rohre in die Rohröffnungen durch mechanische,schnell arbeitende Einrichtungen einzusetzen, denn die Schwierigkeiten einer genauen Zentrierung der Rohre wachsen mit der Anzahl der Rohrreihen. Insbesondere ist. es praktisch unmöglich, die Kollektoren auf einem vorbereiteten Rohrbündel, daß mit Kühlblechen versehen ist, an ihren Platz zu bringen. Die Kühlbleche tendieren dabei dazu, die Rohre auseinander zu bringen, oder es werden einige Kühlbleche beschädigt, wenn sie nicht an ihren Enden abgestützt gehalten werden, wie dies der Fall ist, solange die Kollektoren nicht montiert werden.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung von Wärmetauschern mit extrem unterschiedlichen Abmessungen, die jedoch Grundelemente, insbesondere Rohre und Kühlbleche,mit mehr oder weniger genormten Abmessungen verwenden, beispielsweise Rohre und Kühlbleche einer Bauart, wie sie bei Wärmetauschern in der Autoindustrie eingesetzt v/erden.

Ferner gestattet die Erfindung einerseits die Schaffung von äußerst widerstandsfähigen Wärmetauschern und andererseits von Wärmetauschern mit verschiedenen Abmessungen, und zwar unabhängig davon, aus welchem Metall oder Metallen bzw. Legierungen sie bestehen. Zur Lösung des gestellten Problems wurde erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen neuen Kollektor zu schaffen, der beliebige Abmessungen aufweisen kann, und für höhere Arbeitsdrücke geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird der Kollektor durch-den Zusammenbau von

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Kollektorelementen -aufgebaut, die die allgemeine Form eines U aufweisen, und deren Schenkel zusammengefügt und gelötet sind, wobei jedes Kollektorelement in seinem Boden mindestens einen Rohrdurchtritt begrenzt.

Verschiedene andere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der anschließenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung, in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines abgebrochen dargestellten, erfindungsgemäßen Wärmetauscherbündels ,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht einer leichten Ausführungsform,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Abwicklung der Erfindung,und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung entsprechend Fig. 3 einer abgeänderten Ausführungsform.

Das in der Zeichnung dargestellte Wärmetauscherbündel weist Umwälzrohre 1 auf, die mit Kühlblechen 2 verbunden sind, die im dargestellten Ausführungsbeispiel durch wellenförmige Bänder gebildet werden, die jedoch in analoger Weise als Flügel ausgebildet sein könnten.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 zeigt ein Bündel von zwei Rohrreihen, was jedoch nur ein Ausführungsbeispiel darstellt, da die anschließend beschriebenen Einrichtungen den Aufbau von

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Bündeln gestatten,-die eine beliebige Anzahl von Reihen aufweisen. Die Rohre aufeinanderfolgender Reihen, die beispielsweise durch 1a bezeichnet sind, werden von Rohrdurchtrittsöffnungen 3 aufgenommen, die in den Kollektorelementen 4, 4a vorhanden sind. Diese Kollektorelemente bestehen aus U-Stücken, die durch Treibarbeit, Falzen oder gegebenenfalls Strangbildung hergestellt sind.

Die Herstellung der Kollektorelemente 4, 4a durch Treibarbeit gestattet das gleichzeitige Druchbrechen der Rohrdurchtrittsöffnungen 3, die schließlich zur Aufnahme der Enden der Rohre 1 dienen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besteht das Warmetauscherbündel aus einer Anordnung von Kollektorelementen 4, 4a, .die mit ihren Rohren ausgestattet sind und zwischen welche Kühlbleche 2 eingesetzt sind. Die aufeinanderfolgend angeordneten Kollektorelemente stützen sich durch ihre seitlichen Schenkel 5 gegeneinander ab, welche auf diese Weise Versteifungsrippen bilden.

Zum Schließen der Kanäle 6, welche die aufeinanderfolgenden Kpllektorelemente begrenzen, ist es möglich, auf verschiedene Weise -vorzugehen. Fig. 1 zeigt Bänder 7, die auf den Enden der Kollektorelemente nach Verbindung mit diesen befestigt sind. Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausfuhrungsform, bei welcher die Bänder 7 durch Stäbe 8 ersetzt sind, die in Auflageflächen 9 angeordnet sind, die an den Enden der Schenkel 5 der Kollektorelemente mit Ausnahme der äußeren Schenkel 5a gebildet werden. Fig. 3 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungsform, gemäß welcher ein Band 7a in einer Rinne 10 angeordnet ist, die im Boden und in den Seitenwänden der Kollektorelemente 4 verläuft, d.h.. das Band 7 ist in dieser Rinne eingebettet, die wie eine Sägebahn aussieht. Gemäß Fig. 4 werden die Kollektorelemente

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und 4a unmittelbar in einem Gehäuse 11 aufgenommen, dessen innere Abmessungen genau den äußeren Abmessungen der Kollektorelemente bei ihrer Montage entsprechen.

Zwischen den verschiedenen Reihen von Durchtrittsöffnungen können Rinnen 10 und Bänder 7a vorgesehen werden oder auch nur in dem Raum die bestimmte aufeinander folgende Reihen trennen. Die auf diese Weise angeordneten Bänder 7a dienen zur Querverstrebung des Kollektors und infolgedessen zu einer Längsversteifung desselben.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform gemäß welcher das Band 7b Einschnitte 12 aufweist, die zur Aufnahme der mit den Kollektorelementen verbundenen Schenkel dienen. Die Bänder 7b können unter Druckeinwirkung eingesetzt werden, um eine Vormontage der Kollektorelemente zu gewährleisten und schließlich können sie mit diesen durch Punktschweißung oder Schweißnähte 13 verbunden werden.

Die Anordnung der' Bänder 7 und 7a wird vorgenommen, während bei der Herstellung das Kollektorbündel in einer Montageanordnung gehalten wird, damit die Schenkel der Kollektorelemente 4 bzw. 4a richtig aufeinander gelegt werden.

Um wenigstens eine vorläufige Halterung zu erzielen bevor das Verschweißen oder Verlöten der erwähnten Schenkel zwischen diesen und den in den Rohrdurchtrittsöffnungen 3 befindlichen Rohren erfolgt, ist es vorteilhaft/ auch die Schenkel der Kollektcrelemente durch einige Schweißstellen zu verbinden, die wie die Schweißpunkte oder Schweißnähte 13 durch Lichtbogenschweißung oder gegebenenfalls durch andere Einrichtungen, wie beispielsweise Schweißzangen für elektrisches Widerstandsschweißen erzielt werden können.

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Die beschriebenen Ausführungsformen machen den Bau von Wärmetauschern mit sehr variablen Abmessungen möglich, wobei jedoch identische Grundeinheiten verwendet werden, beispielsweise jeweils zwei Kollektorelemente, die durch ein Rohr oder mehrere Rohre für die Fluidumwälzung verbunden werden. Darüber hinaus gestatten die beschriebenen Ausführungsformen die Herstellung von Wärmetauschern aus Metall oder verschiedenen Legierungen. ·

Sind die Rohre und die .Kollektorelemente aus Aluminium oder einer Legierung dieses Metalls, ist es vorteilhaft, die Kollektorelemente aus Blechen oder Platten herzustellen, die vorher mit einer Schicht einer Hartlotlegierung überzogen wurden, beispielsweise aus Aluminium-Silizium oder Aluminium-Silizium-Magnesium. Die Rohre können gleichermaßen vorher mit einer Hartlötlegierung plattiert sein, was das Hartlöten ihrer Enden besonders sicher gestaltet, da die Rohre durch Stanzen sehr genau abgeschnitten werden können, wobei die Hartlötung mit der Hartlötschicht erfolgt, die die Rohre überzieht, und die außer zum Hartlöten der Rohrenden auch-zum Hartlöten der Kühlfläche 2 verwendet wird.

Es ist gleichermaßen möglich, daß die Kollektorelemente 4 und die Rohre 1 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen, während die Kühlbleche aus Aluminium sind, wobei die Verbindung durch ein Hartlöten am unteen Schmelzpunkt erfolgt.

Andere Metalle und Legierungen können ebenfalls verwendet werden, wenn dies gewünscht wird, wobei insbesondere kupferhaltige Legierungen und Stahlsorten vorzugsweise mit einer Hartlötschicht überzogen sind.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern gestattet weitere Abänderungen im Rahmen der Ansprüche.

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Claims

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PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER, NAT. K. HOFFMANN · Dl PL.-ING.W. IEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-80G0 MÖNCHEN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29419 (PATHE)

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Societe Anonyme des Usines Chausson, Asnieres Cedex /

Frankreich

Kollektor veränderlicher Abmessungen für einen für große ... Arbeitsdrücke geeigneten Wärmetauscher.

Patentansprüche

1J Kollektor veränderlicher Abmessungen für einen

für größere Arbeitsdrücke geeigneten Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor sich aus Kollektorelementen (4, 4a) zusammensetzt, welche die allgemeine Form eines U haben, und deren Schenkel (5) zusammengefügt und hartgelötet sind, wobei jedes Kollektorelement in seinem Boden mindestens eine Rohrdurchtrittsöffnung (3) begrenzt.

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2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Kanäle, welche
die Kollektorelemente (4,4a) begrenzen, durch Bänder (7a)
oder Stäbe (8) geschlossen wird.
3.' Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch geken nzeichnet, daß die Bänder (7a) auf die Enden der Kollektorelementanordnungen aufgesetzt und damit direkt hartgelötet oder verschweißt sind.
4. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (7a)
in Rinnen (10) eingesetzt sind, die in den Schenkeln (5) der Kollektorelemente (4, 4a) und gegebenenfalls im Boden derselben vorgesehen sind.
5. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kanäle (6)
die die Kollektorelemente (4, 4a) begrenzen,durch zwei Seiten eines Gehäuses gebildet werden, dessen innere Abmessungen genau den äußeren Abmessungen der Kollektorelementanordnungen entsprechen .
6. Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle, die die Kollektorelemente (4, 4a) begrenzen, durch zwei Seiten eines Gehäuses geschlossen sind, dessen Innenabmessungen genau den Außenabmessungen der aneinandcrgreifenden Kollcktcreleincnte entsprechen.
7. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

gekennzeichnet durch Versteifungsbänder (7b)

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oder -stäbe, die im inneren der Kollektorelemente zwischen mindestens einigen der Rohrdurchtrittsöffnungen (3) angeordnet sind, die sie begrenzen.
8. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Versteifungsbänder (7a) oder -stäbe in Rinnen (10) eingesetzt sind, die in den Schenkeln (5) der Kollektorelemente'vorgesehen sind, sowie gegebenenfalls im Boden derselben zwischen mindestens einigen der Rohrdurchtrittsöffnungen.
9. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsbänder (7b) oder -stäbe Einschnitte (12) zur Aufnahme der Schenkel (5) der Kollektorelemente aufweisen.
10. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (5) der Kollektorelemente zwischen sich von Bereich zu Bereich durch Punktschweißungen verbunden sind, wie gegebenenfalls desgleichen die Versteifungsbänder (7a) oder -stäbe vor Durchführung einer Hartlötung.
11. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelemente .und die Rohre aus Metall bestehen, das mit einer Schicht einer Hartlötlegierung überzogen ist, und daß die im Boden der Kollektorelemente vorhandene Durchtrittsöffnung bzw. die Durchtrittsöffnungen durch Stanzen entsprechend den Abmessungen des Rohrs erhalten werden.

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