DE3413999A1

DE3413999A1 - Verfahren zur herstellung eines lamellen-waermetauschers und waermetauscher nach diesem verfahren

Info

Publication number: DE3413999A1
Application number: DE19843413999
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 6900 Heidelberg Thomae
Original assignee: THERMAL WAERME KAELTE KLIMA
Current assignee: THERMAL WAERME KAELTE KLIMA
Priority date: 1984-04-13
Filing date: 1984-04-13
Publication date: 1985-11-07
Also published as: DE8411661U1; DE3413999C2

Description

VERFAREN ZUR HERSTELLUNG EINES LAMELLEN-WÄRMETAUSCHERS UND WXRMETAUSCHER
NACH DIESEM VERFAHREN.
JiC Erfindung bezieht sich auf Lamellen-Wärmetauscher, welche aus Rohren mit einem ovalen oder ähnlichen Querschnitt bestehen, welch sich durch Öffnungen in dell Lamellen senkrecht zur Lamellenrichtung erstrecken, wobei die Rohre durch Aufweiten mit den Lamellen wärmeleitend und mechanisch verbunden sind.
ISm verschiedene Kreislaufschaltungen bei solchen Wärmetauschern durchführen zu ktnncn, zum Erzielen einer optimalen Leistung, wurden bisher immer Rundrohre verwendet, entweder in Form von geraden Rohren mit beiderseits eingelöteden Umkehrbögen, oder mit haarnadelförmig gebogenen Rohren und nur auf einer Seite mit eingelöteten Umkehrbögen. Derartige Schaltungen auch mit Rohren von ovalem oder ähnlichem Querschnitt in einfacher Weise ermöglichen zu können, ist Aufgabe der E.rfindung. Es ist bei Rundrohren schon vorgeschlagen worden, anstelle von eingeì tet-en Umkehrbögen ganze Seitenabdeckungen aus Kunststoff mittels Klebeverbindung mit den Rohren zu verbinden, wobei dann in diesen Kunststoffteilen ent-.prtlende Kanäle für die Verbindungen eingearbeitet sind. Dies bedeutet aber, daß man für jede Xnderung und für jeden neuen Wärmetauscher neue, teure Kunststoff-Spritzformen benötigt. Die Erfindung geht hier einen anderen Weg und macht es möglich, in einfachster Weise Schaltungen jeglicher Art durchführen zu können, wie es bisher auch bei Rundrohren möglich war.
Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß Haarnadeln oder Uncehrbo"gen zunächst aus Rundrohr gefertigt werden und daß die parallelen Schenkel von Haarnadeln und Umkehrbögen anschließend zu ihrem von der runden Querschnittsform abweichenden Querschnitt verformt werden. Hierbei wird die Verformung jeweils so vorgenommen, daß abhängig von der Winkelstellung der Verbindungslinie zwischen zwei nebeneinanderliegenden oder übereinanderliegenden Ovalrohren die längere Achse der Ovalrohre immer im wesentlichen in Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums verläuft, welches den Wärmetauscher außen beaufschlagt. Im Inneren der Rohre kann je nach Verwendungszweck ein Wasser-Glykolgemisch, ein Kältemittel oder ein anderes flüssiges Medium stromen. Das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren fur Umkehrbogen und Haarnadeln ist insbesondere von großem Vorteil für Leichtmetall-Wärmetauscher, bei denen die Verbindung zwischen den Rohrenden und den Umkehrbögen mittels Ultra-Schall-Lötung vorgenommen wird. In diesem Fall werden die Umkehrbögen beim entsprechenden Verformen auf den etwa ovalen Querschnitt so gefertigt, daß bereits ein Anschlag angeformt wird, der die richtige Lage des Umkehrbogens in den Haarnadelenden festlegt und daß gleichzeitig eine Entlüftungsnut an jedem Schenkel des Umkehrbogens angeformt wird. Die Haarnadeln erhalten gleichzeitig mit dem Aufweiten an Ihrem offenen Ende die für die Ultra-Schall-iötung erforderliche Form.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Figur 1 : Zeigt die teilweise Seitenansicht auf einen Verdampfer mit Oval-Rohren gemäß der Erfindung.
Figur 2 : Zeigt drei Haarnadelrohre, deren parallele Abschnitte oval verformt sind und bei denen die Ovale in verschiedenen Winkeln angeordnet sind.
Figur 3 : Zeigt drei Umkehrbögen, die zu den Haarnadeln von Figur 2 passen und bei denen die parallelen Abschnitte so verformt sind, daß ein Ultra-Schall-Lötverfahren angewendet werden kann.
figur t; : Zeigt die Ausbildung einer Ultra-Schall-lötgerechten Verbindung zwischen Umkehrbogen und Haarnadelrohrenden.
Am Beispiel eines Kältemittelverdampfers wird der Erfindungsgegenstand näher 1>escIjrieben. In Figur 1 ist in einer teilweisen Seitenansicht auf einen solchen Verdampfer mit (1) das seitliche Abdeckblech dargestellt, die dahinterliegenden Lamellen (15) sind durch die gestrichelten Linien (2) begrenzt. Ein gasförmiges Medium, in der Regel Luft, strömt zwischen den Lamellen durch den Verdampfer in I?i(tiiflg des Pfeiles (3) oder in umgekehrter Richtung.
Die Ansicht in Figur 1 zeigt die Haarnadelbögen (4), (5) und (6), wie sie auch in Figur 2 dargestellt sind, wobei die Winkels zwischen Bogenachse und großer Oval-Achse unterschiedlich sind. Selbstverständlich können die Verbindungen nicht nur vertikal, wie bei (4) oder von links oben nach rechts unten (5) oder von rechts oben nacii links unten (6) verlaufen, sie können auch horizontal verlaufen, müßten dann allerdings über mind. drei Rohrreihen gehen. Der WinkelOQist dann Null.
Die in Figur 3 dargestellten Umkehrbögen (11), (12) und (13), die zu einem Verdampfer gemäß Figur 1 passen und dann gleiche WinkelCXthaben, sind so ausgebildet, daß sie für eine Ultra-Schall-Lötung geeignet sind. Dies bedeutet, daß die parallele ALseitnitte (18) eines jeden Umkehrbogens zwei Bereiche aufweisen, nämlich einen Bereich (7), der sich eng an die Innenwand des zugehörigen Haarnadelrohres anlegt, ferner einen Bereich (8), der nach dem Einstecken des Umkehrbogens in die Haarnadelenden in der tulpenförmigen Erweiterung (12) des Haarnadelrohrendes liegt.
Der Übergang von Bereich (7) in den Bereich (8) bildet auf den flachen Ovalseiten eine Stufe (9), welche als Anschlag dient, der es verhindert, daß der Umkehrbogen zu weit in das Haarnadelrohr eingesteckt werden kann. Die für das Löten erforderlichten Entlüftungsnuten (lo) auf den Schmalseiten des ovalen Kohrbereiches reichen über den gesamten Bereich (7) bis in einen Teil des Bereiches (8).
Figur 4 zeigt eine Lötverbindung, wie sie beispielsweise zwischen dem unteren Ovalrohr des Haarnadelrohres (4) und dem oberen Ovalrohr des Haarnadelrohres (4) in Figur 1 auf der anderen, der Ansichtsseite gegenüberliegenden Verdampferseite hergestellt werden muß. Die Verbindung zeigt einen Umkehrbogen (11), der in die tulpenförmig verformten Enden (12) zweier Haarnadelrohre (16), (17) bis zum Anschlag (9) eingesteckt ist. Mit (13) ist der Lötspalt bezeichnet. (14) zeigt das seitliche Abdeckblech eines Verdampfers, mit (15) sind die sich an das Abdeckblech anschließenden Lamellen des Verdampfers bezeichnet.
Bei einem Lamellenwärmetauscher, welcher nach dem Verfahren gemaß der Erfindung hergestellt ist, weisen die Haarnadeln und Umkehrbögen jeweils parallele Schenkel auf mit ovalem oder ähnlichem Querschnitt, wobei deren große Achsen der Rohrovale immer im wesentlichen in Strömungsrichtung des gasförmigen äußeren Mediums verlaufen, unabhängig vom WinkelCXLzwischen den genannten großen Ovalachsen und der Verbindungslinie zwischen zwei zu verbindenden Rohren. Die Bögen auf der Haarnadeluni llmkehrbogenseite haben dabei einen runden Querschnitt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h : Anspruch 1 Verfahren zur Herstellung von Lamellen-arxotauschern, welche aus Rohren mit einem ovalen oder ähnlichen Querschnitt bestehen, welche sich durch Öffnungen in den Lamellen senkrecht zur Lamellenrichtung erstrecken, wobei die Rohre durch Aufweiten mit den Lamellen wärmeleitend und mechanisch verbunden sind, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Haarnadeln (4), (5), (6) und Umkehrbögen (11), (12), (13) zunächst aus Rundrohren gefertigt werden und daß die parallelen Schenkel der Haarnadeln (16) und der Umkehrb8gen (18) anschließend zu einem von der runden Querschnittsform abweichenden Querschnitt, vorzugsweise zu einem,ovalen Querschnitt, verformt werden.

Anspruch 2 Verfahren nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z o i c h n e t , daß die Verformung der Rohre vom runden zum ovalen oder ähnlichen Querschnitt jeweils so vorgenomMen wird, daß unabhängig vom Winkel zwischen der Verbindungslinie zweier zu verbindender Ovalrohre und den großen Achsen der Rohrovale letztere immer im wesentlichen in Strömmgsrichtung des gasförmigen Mediums verlaufen, welches den Wärmeaustauscher außen beaufschlagt.

Anspruch 3 Verfahren nach den Anspruchen 1 und 2 d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die parallelen Abschnitte (18) eines jeden Umkehrbogens jeweils zwei Bereiche (7) und (8) aufweisen, wobei der Ubergang von den Bereichen (7) zu den Bereichen (8) auf den flachen Ovalseiten eine Stufe (9) bildet, die als Anschlag dient und daß gleichzeitig auf den Schmalseiten des ovalen Rohrbereiches Entluftungsnuten (lo) angeformt werden, die sich Ueber den gesamten Bereich (7) und einen Teil des Bereiches (8) erstrecken.

Anspruch 4 Lanellen-Wärmetauscher nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Haarnadeln (4), (5), (6) und Umkehrbogen (11), (12), (13) parallele Schenkel (16) bzw. (18) aufweisen, mit ovalem oder ähnlichen Querschnitt, wobei deren große Achsen der Rohrovale immer im wesent-Jic:tlen in Strömungsrichtung des gasförmigen äußeren Mediums verlaufen, unabhängig vom Winkel zwischen den genannten großen Ovalachsen und der Verbindungslinie zwischen zwei zu verbindenden Rohren, wobei die Bogen auf der Haarnadel- und der Umkehrbogenseite jeweils runden Querschnitt aufweisen.