DE3102314C2

DE3102314C2 - Zwischenplattenfitting für Wärmetauscher

Info

Publication number: DE3102314C2
Application number: DE3102314A
Authority: DE
Inventors: Richard Paul Mississauga Ontario Beldam
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1981-01-24
Publication date: 1983-08-18
Also published as: FR2475711B1; DE3102314A1; JPS56121996A; US4258785A; FR2475711A1; GB2069125A; IT8119363A0; GB2069125B; CA1141747A; IT1135199B

Abstract

Ein Zwischenplatten-Einlaß-, Auslaß- oder anderes geeignetes Fitting (25) für einen Plattenwärmetauscher (10) in enger Stapelbauweise, das zwischen den Platten an einem beliebigen Punkt über die Länge des Einlaß- oder Auslaßsammlertanks (13, 14), die durch die Wärmetauscherplatten gebildet werden, angeordnet werden kann. Das Fitting umfaßt zwei gegenüberliegend angeordnete, im wesentlichen identische Platten (36), die blasenförmige Abschnitte (38) bilden, welche zu den blasenförmigen Abschnitten (17, 18) an den Enden der Wärmetauscherplatten ausgerichtet sind und sich in eine seitlich erstreckende Leitung öffnen, um mit einem Schlauch für ein Strömungsmittel verbunden zu werden, mit geeigneten Fittings zur Aufnahme eines Sensors versehen zu werden oder mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Fittings mit Außengewinde ausgestattet zu werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zwischenplattenfitting nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Wärmetauschern in Stapelbauweise, die aus Platten hergestellt sind, weiche einstückig Sammlertanks bilden, finden normalerweise Einlaß- und Auslaßfittings Verwendung, die an einem Ende eines Tanks befestigt sind, wie beispielsweise in der US-PS 32 07 216 gezeigt ist. Obwohl diese Lage der Fittings in bezug auf bestimmte Installationserfordernisse nicht immer günstig ist, konnten die Fittings bisher an keinen anderen Stellen montiert werden, ohne hierbei Arbeitsvorgänge nach dem Löten in Kauf nehmen zu müssen. Derartige Arbeitsvorgänge umfassen das Einschneiden in die Tanks und das Verschweißen der Fittings an Ort und Stelle.

Aus der DE-GM 73 34 657 ist ein Zwischenplattenfitting der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art bekannt, das zylindrisch ausgebildet und an jeder Seite mit einer Abflachung versehen ist, an die ein Ringschweißbuckel angeschweißt ist. Beim Anbringen des Fittings wird der jeweilige Ringschweißbuckel mit dem entsprechenden blasenförmigen Abschnitt der benachbarten Wärmeaustauschplatte verschweißt. Wenn keine Schweißverbindung durchgeführt werden soll, wird der als Montagering ausgebildete Ringschweißbuckel mit einem an die entsprechende Wärmeaustauschplatte angeschweißten Gewindering verschraubt. Zum Anschließen des bekannten Fittings ist daher immer mindestens eine Schweißnaht erforderlich, und zwar entweder am Fitting selbst oder an dem blasenförmigen Abschnitt der benachbarten Wärmeaustauschplatte. Ferner muß zum Einpassen des Fittings zwischen zwei Wärmeaustauschplatten am gegenüberliegenden Ende der Platten eine entsprechende Überbrückung vorgenommen werden, da ja die Platten zur Einführung des Fittings auseinandergedrückt werden bzw. entsprechende Platten entfernt werden müssen. Die Montage des bekannten Fittings ist daher entsprechend schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zwischenplattenfitting der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, das in besonders einfacher Weise montierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Zwischenplattenfitting nach Patentanspruch 1 gelöst.

Das erfindungsgemäß ausgebildete fitting ist aus zwei allgemein symmetrischen Hälften gebildet, die jeweils einen taschenförmigen Abschnitt aufweisen, der sich in einen seitlich erstreckenden halbzylindrischen Leitungsabschnitt des Fittings vergrößert. Um die Einführung eines Fittings mit einem eigenen taschenförmigen Abschnitt zu ermöglichen, werden die aneinanderstoßenden blnsenförmigen Abschnitte von zwei benachbarten Wärmeaustauschplatten weggelassen.

und die taschenförmigen Abschnitte des Fittings werden eingesetzt, um einen Teil des Sammlertanks zu bilden. Da die Fittinghälften aus dem gleichen Blechmaterial in der gleichen Weise wie die Wärmeaustauschplatten hergestellt werden, kann die gesamte Einheit zusammen gestapelt und hartgelötet werden. Auf diese Weise werden Arbeitsvorgänge nach dem Hartlöten vermieden.

Das Fitting kann eine Einlaß- oder Ausiaßleitung bilden, die in geeigneter Weise an Schläuchen oder Rohren befestigt wird, oder es kann mit geeigneten Paßstücken versehen werden, um eine Verbindung mit Innengewinde oder eine Verbindung mit Reibpassung zur Aufnahme eines Sensors. Durchflußmeßgeräts oder eines anderen geeigneten Elementes vorzusehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Rückansicht mit teilweise weggebrochenen Teilen eines Plattenwärmetauscher^ in S'apelba-J-weise, der mit entsprechend ausgebildeten Fittings versehen ist;

Fig. 2 eine auseinandergezogene Schnittansicht entlang Linie 4-4 in Fig. 3 eines Fittings und der benachbarten Wärmeaustauschplatten;

F i g. 3 eine vergrößerte Teilrückansicht eines Sammlertanks, der mit entsprechenden Fittings versehen ist;

F i g. 4 einen Vertikalschnitt durch ein Fitting entlang Linie 4-4 in Fig.3, wobei ein Teil des Fittings in Seitenansicht dargestellt ist;

Fig.5 eine Teilseitenansicht des Wärmetauschers von der rechten Seite in F i g. 1;

F i g. 6 eine vergrößerte Draufsicht auf ein Stück, das eine Hälfte des Fittings bildet;

Fig. 7 einen Vertikalschnitt entlang Linie 7-7 in Fig. 6;

Fig.8 einen Vertikalschnitt entlang Linie 8-8 in Fig.6;

Fig.9 einen vergrößerten Teilschnitt durch in Verbindung mit dem Fitting verwendete Paßstücke; und

Fig. 10 eine Teildraufsicht auf ein modifiziertes Stück, das eine Hälfte eines Fittings bildet.

In F i g. 1 ist ein Querstrom-Plattenwärmetauscher 10 in enger Stapelbau wrise dargestellt, v-ie er beispielsweise bei einem Kraftfahrzeugkühler Verwendung findet, der eine Vielzahl von Wärmeaustauschplatten 12 umfaßt, die an ihren gegenüberliegenden Enden vergrößerte Abschnitte cifweisen. welche zur Bildung von Einlaß- und Auslaßsammlertanks 13 und 14 dienen. Jede Platte ¹St aus zwei gegenüberliegenden tellerförmigen Elementen 15, 15 gebildet, die über ihre Umfangsränder 16, 16 miteinander verbunden und an den gegenüberliegsnden Enden mit blasenförmigen Abschnitten 17, 17 oder 18, 18 versehen sind, in denen gegenüberliegend angeordnete vergrößerte Öffnungen 19 ausgebildet sind. Die gegenüberliegend angeordneten blasenförmigen Abschnitte 17, 17 oder 18, 18 bilden jeweils zusammen die vergrößerten Einlaß- und Aüsläßsäfnmlertanks 13 oder 14.

Die einander zugewendeten beiden tellerförmigen Elemente 15, 15 bilden einen länglichen Durchflußkanal, der sich zwischen den blasenförmigen Abschnitten 17, 17 und 18, 18 erstreckt, und der zwischen den beiden tellerförmigen Elementen gebildete Raum sorgt für einen Luftstrom zwischen den Durchflußkanälen und weist eine gefaltete oder gerippte Warmeübertnigungsfläche 21 aus Metall auf, die sich in dem Kanal 20 befindet Die Offnungen 19 in den blasenförmigen Abschnitten 17 oder 18 sind axial zueinander ausgerichtet und bilden einen vertikalen Durchflußkanal durch den Sammlertank 13 oder 14.

Die oberste Platte 12a und die unterste Platte 126 sind jeweils aus einem tellerförmigen Element 15 gebildet, das gegenüberliegende blasenformige Endabschnitte 17 und 18 sowie eine flache Deckplatte 22 oder Bodenplatte 23 aufweist, die mit dem Umfangsrand 16 des entsprechenden tellerförmigen Elementes 15 verbunden sind. Ein Einlaßfitting 24. das an einen geeigneten Schlauch oder eine geeignete Leitung angeschlossen werden kann, ist mit der Deckplatte 22 verbunden und steht mit einer Öffnung in der Platte (nicht gezeigt) in Verbindung, die axial zu dem Sammlertank 13 ausgerichtet ist Im Sammlertank 14 ist an einem Punkt zwischen seinen Enden ein Auslaßfitting 25 vorgesehen, dessen Konstruktion später beschrieben wird. Ein Druckfitting 26 kann an der oberen flachen Deckplatte 22 an einer Öffnung bef.uigt werden, die allgemein zu dem Sammlertank 14 ausgerichtet ist, und ist darauf mit einem Überlauffitting 27 versehen. Das Fitting nimmt eine geeignete Druckkappe (nicht gezeigt) auf. Geeignete Stützelemente (nicht gezeigt) können :.n die Einheit eingesetzt werden, damit eine Montageeinrichtung zur Befestigung einer Ventilatorverkleidung oder einer elektrischen Gebläseeinheit am Wärmetauscher zur Verfugung steht.

Um das Einsetzen des Zwischenplatlenfittings 25 in die Platteneinheit zu ermöglichen, werden zwei modifizierte Wärmeaustauschplatten 29, 29 verwendet, bei denen es sich jeweils um eine Kombination aus einem tellerförmigen Element 15 und einem tellerförmigen Element 31 handelt, das einen Umfangsrand 32 mit einem blasenförmigen Abschnitt 33 an einem Ende und eine vergrößerte Öffnung 34 am gegenüberliegenden Ende in der flachen Oberfläche 35 des tellerförmigen Elementes 31 aufweist. Bei dem Zwischenplatteniltting 25 stoßen die blasenförmigen Abschnitte 33,33 an dem einen Ende der beiden tellerförmigen Elemente 31, 31 aneinander an und sind miteinander verbunden, wobei die Öffnungen axial zu dem Sammlertank 13 ausgerichtet sind, und die entgegengesetzt gerichteten Umfangsränder 32, 32 sind mit den Umfangsrändern !6 der benachbarten tellerförmigen Elemente 15, 15 verbunden, um die Durchflußkanäle dieser beiden Platten für den Sammlertank 13 zu vervollständigen. Die Öffnungen 34, 34 in den flachen Oberflächen 35, 35 der Elemente 31, 31 sind axial zu den Öffnungen in den blasenförmigen Abschnitten 18 für den Sammlertank 14 ausgerichtet.

Das Zwischenplatteniitting 25 ist aus zwei im wesentlichen identischen tellerförmigen Platten 36, 36 geformt, obwohl auch modifizierte Platten verwendet werden können, v»ie in Fig. 10 gezeigt ist. Die Fittingplatten 36, 36 liegen einander gegenüber mit aneinanderstoßenden Umfangsrändern 37, 37 und gegenüberliegend angeordneten taschenförmigen Abschnitten 38, 38 an einem Ende der Platten, jeder taschenförmige Abschnitt besitzt eine Öffnung 39. die durch einen Axialflansch 41 begrenzt wird, der sich in die Öffnung 34 eines benachbarten tellerförmigen Elements 31 (siehe Fi g. 4) erstreckt. Die taschenförmigen Abschnitte 38, 38 und die Öffnungen 39, 39 bilden einen Abschnitt des Sammlcrtanks 14. Die Platten 36,36 erstrecken sich vom Sammlertank 14 aus rückwärts und vergrößern sich in zwei gegenüberliegende halbzylind-

risehe Leitungsabschnilte 42, 42, die durch die Umfangsriinder 37, 37 miteinander verbunden sind, um ein rohrförmiges Fitting 43 zu bilden. Kin zweites Fitting 44. das einen vertikalen Abstand vom Zwischenplnttenfitting 25 aufweist, besteht ebenfalls aus Fittingpiatten > 36, 36 und ist unter Verwendung von zusätzlichen Elementen31,3! in den Sammlertank 14 eingesetzt.

Die Fittings 25 und 44 können in vielerlei Weise eingesetzt werden, je nach der Art des in dem rohrförmigen Fitting 43 angeordneten Einsatzes. Bei- " spielsweise kann das Fitting 44 ein rohrförmiges Paßstück 45 aufweisen, das in diesem angeordnet und mit diesem verlötet ist. wobei das Paßstück mit Ausnahme des ringförmigen Bossenwerks oder vergrößerten Wulstes 46 am äußeren Ende zylindrisch ι ■ ausgebildet ist. über das ein flexibler Schlauch 47 geschoben und über eine geeignete Klemme (nicht gezeigt) befestigt wird.

Bei einer anderen Art von Paßstück 48 handelt es sich um einen zylindrischen Ring oder ein Rohr, das in den -'" rohrförmigen Fitting 43 eingesetzt und dort verlötet ist und eine Fläche 49 mit Innengewinde aufweist, die einen Stopfen oder eine Leitung mit Außengewinde aufnehmen kann. Somit kann ein Gewindestopfen mit einem Temperatursensor oder einer anderen Meßeinrichtung '"> in das ringförmige Paßstück 48 eingeschraubt werden, um eine bestimmte Eigenschaft des innerhalb des Wärmetauschers fließenden Strömungsmittel zu messen. Bei einem dritten Fitting handelt es sich um ein Bauteil 51 in Form eines Kunststoffrings mit Außenge- i" winde, der an einem Ende einen Flansch 52 aufweist, der gegen das ringförmige Paßstück 48 stoßen soll. <;owie eine glatte zylindrische Innenfläche 53 mit reduziertem Durchmesser zur Aufnahme eines Einsatzes in Reibpassung. r> Wie in Fig. IO dargestellt ist. kann eine der oder können beide gegenüberliegende Filtingplatten 36;/ zwei oder mehrere sich nach außen erstreckende Lappen 54 aufweisen, die am Flansch 37,7 an den halbzylindrischen Abschnitten 42;/ ausgebildet sind. Die Lappen 54 sind über den Flansch 37,/ der Fittingplatte 36.7 gefaltet, um die Abschnitte 42,/. 42./ während des Haniötens zusammenzuhalten. Offensichtlich können die Fittingpiatten 36 als rechte und linke oder als vorstehende und zurückspringende Platten ausgebildet sein, um die Positionierung und/oder das Verbinden der Teile zur Ausbildung des Fittings zu erleichtern.

Die Fittings 25 oder 43 können an jeder Stelle in jedem Sammlertank 13 oder 14 entweder als Einlaß- oder Auslaüfitting oder zur abgedichteten Aufnahme eines Elementes für irgendeine geeignete Funktion, beispielsweise für das Messen des Durchflusses oder der Temperatur des Strömungsmittels. verwendet werden. Die Fittings können auch so eingesetzt werden, daß sie mit einer Zuführeinrichtung für einen Zusatzstoff für das darin befindliche Strömungsmittel in Verbindung stehen. Wenn der Wärmetauscher mit den tellerförmigen Elementen 15. der oberen Deckplatte 22 und der unteren Bodenplatte 23 zusammengebaut wird, werden die tellerförmigen Elemente 31 und die Fittingpiatten 36 an den geeigneten Stellen in den Stapel eingeführt und die gesamte Einheit wird zusammengelötet, so daß Arbeifvorgänge nach dem Löten nicht mehr erforderlich sind. Die hier beschriebenen Fittings sind für Wärmetauscher geeignet, die aus einem üblichen Kupfer-Messing-Material bestehen, für Wärmetauscher aus Aluminium oder Aluniiniumlegierungen. bei denen die Aluminiumteile in geeigneter Weise miteinander verlötet sind, oder für Wärmetauscher aus rostfreiem Stahl oder Flußstahl, je nach den Stromungsmiiteln. die . durch den Wärmetauscher fließen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

l.Zwischenplattenfitting für einen Plattenwärmetauscher in Stapelbauweise, bei dem jede Wärmeaustauschplatte des Stapels zwei gegenüberliegende tellerförmige Elemente aufweist, die über aneinanderstoßende Umfangsflansche miteinander verbunden sind und an ihren gegenüberliegenden Enden sich nach außen erstreckende blasenförmige Abschnitte aufweisen, wobei die blasenförmigen Ab- i< > schnitte von benachbarten Platten aneinanderliegen und axial zueinander ausgerichtete Offnungen zur Ausbildung von Sammlertanks aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenplattenfitting (25) anstelle von zwei aneinandersto- ι ϊ ßenden blasenförmigen Abschnitten (17, 18) von zwei benachbarten Wärmeaustauschplatten (12) eingesetzt ist und zwei tellerförmige Fittingplatten (36) aufweist, die mit aneinanderstoßenden Umfangsränße/n (37) und einander gegenüberliegend miteinander einen Sammelraum bildenden taschenförmigen Abschnitten (38) versehen sind, die Öffnungen (39) besitzen, die axial zu den blasenförmigen Abschnitten (17, 18) der Wärmeaustauschplatten ausgerichtet sind, und daß sich seitlich erstreckende halbzylindriscbe Leitungsabschnitte (42) an den Fittingplatten (36) mit den taschenförmigen Abschnitten (38) in Verbindung stehen.
2. Zwischenplattenfitting nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einzelne modifizier- ω te tellerföni.ige Elemente (31) zwei tellerförmigen Elementen (15) der Wärm-vaustauschplatten (12) zugeordnet sind, so daß zur Aufnahme der Fittingplatten die aneinander:-"oßenden blasenförmigen Abschnitte der Wärmeaustauschplatten (12) weggelassen werden.
3. Zwischenplattenfitting nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes einzelne modifizierte tellerförmige Element (31) an einem Ende einen blasenförmigen Abschnitt (33) und am ·»<> gegenüberliegenden Ende eine im wesentlichen flache Oberfläche (35) aufweist, in der eine Öffnung (34) angeordnet ist, wobei das einzelne modifizierte tellerförmige Element (31) einem tellerförmigen Element (15) der Wärmeaustauschplatten (29) +5 gegenüberliegt, um ein benachbartes Paar von modifizierten Wärmeaustauschplatten (29) zu bilden.
4. Zwischenplattenfitting nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Axialflansch (41) die öffnung (39) in der Fittingplatte (36) begrenzt, der in der benachbarten öffnung (34) der flachen Oberfläche (35) eines modifizierten tellerförmigen Elementes (31) aufgenommen ist.
5. Zwischenplattenfitting nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die halbzylindrischen « Leitungsabschnitte (42) ein rohrförmiges Fitting (43) bilden, das ein Paßstück (45 oder 48) aufnimmt.
6. Zwischenplattenfitting nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßstück (45 oder 48)

in dem rohrförmigen Fitting (43) befestigt ist. f>o
7. Zwischenplattenfitting nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßstück aus einem rohrförmigen Bauteil (45) besteht, das ein ringförmiges Bossenwerk (46) an einem Ende aufweist, über das ein flexibler Schlauch (47) geklemmt ist. h >
8. Zwischenplattenfitting nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßstück (48) aus einem Ring mit Innengewinde besteht.
9. Zwischenplattenfitting nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bauteil (51) mit Außengewinde in den Ring (Paßstück) eingesetzt ist und eine glatte zylindrische Innenfläche (53) aufweist
10. Zwischenplattenfitting nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (51) mit Außengewinde aus Kunststoff besteht und einen radialen Flansch (52) aufweist, der gegen den Ring (Paßstück 48) mit Innengewinde stößt.