DE3432231A1

DE3432231A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE3432231A1
Application number: DE19843432231
Authority: DE
Inventors: Thomas A. South Bend Ind. Lesniak
Original assignee: Ex-Cell-O Corp
Current assignee: MCCORD HEAT TRANSFER CORP WALLED LAKE MICH US
Priority date: 1983-09-09
Filing date: 1984-09-01
Publication date: 1985-03-28
Also published as: IT8448808A0; GB2146421B; FR2551853A1; CA1233169A; US4513811A; GB8419579D0; GB2146421A; IT8448808A1; IT1178412B

Description

HOEGER, STELLRECHT & PARTNER ,

PATENTANWÄLTE 0 *+ 0 Δ £ 0 \

UHLANDSTRASSE 14C-D 7OOO STUTTGART 1

A 46 27o b Anmelder: Ex-Cell-0 Corporation

k - 192 2855 Coolidge

29. August 1984 " Troy, Michigan 48o84

USA

Beschreibung : Wärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem oberen und einem unteren Kopfteil, mit in einer Reihe miteinander fluchtenden, jeweils von einem nach außen gerichteten Flansch umgebenen Öffnungen in jedem der Kopfteile und mit Rohren, welche sich zwischen den Kopfteilen erstrecken und die Öffnungen derart durchgreifen, daß ihre freien Rohrenden mit überstehenden Endbereichen nach außen über die Flansche vorstehen.

Ein derartiger Wärmetauscher ist beispielsweise aus der DE-OS 33 o3 681 bekannt. Bei dem bekannten Wärmetauscher besitzen die Rohre in der Nähe ihrer freien Enden eine Verdickung, mit der sie an der Innenseite der zugeordneten öffnung des Kopfteils anliegen sowie eine konische Erweiterung, welche auf der Außenseite des die Öffnung umgebenden Flansches hergestellt wird.

Die verschiedenen Verfahren zum Verbinden der Rohre mit den Kopfstücken, welche bisher angewendet werden,

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sind im allgemeinen befriedigend. Die bekannten Verfahren bzw. Anordnungen lassen jedoch immer noch Wünsche hinsichtlich einer dauerhaften dichten Verbindung offen, welche durch Vibrationen und Bewegungen, die auf Druckkräfte und Temperaturänderungen zurückzuführen sind, nicht beeinträchtigt wird und trotzdem wirtschaftlich herstellbar ist.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Wärmetauscher eine besonders vorteilhafte Verbindung zwischen den Rohren und den Kopfteilen anzugeben, welche wirtschaftlich herstellbar ist und sich im Betrieb als zuverlässig und dauerhaft erweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in jedem der beiden überstehenden Endbereiche jedes der Rohre jeweils mindestens ein Paar von im Abstand voneinander, in axialer Richtung des Rohres verlaufenden Einschnitten vorgesehen ist, daß der Materialsteg zwischen den Einschnitten derart gerollt ist, daß er in Kontakt mit dem Flansch der zugeordneten Öffnung steht und daß zwischen der Außenseite des Rohres und der Innenseite des Flansches sowie zv/ischen der Außenseite des Flansches und dem gerollten Materialsteg eine Lötverbindung vorgesehen ist.

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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teil-Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Wärmetauschers gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Außenseite einer Kopfteil /Rohr-Verbindung bei einem Wärmetauscher gemäß Fig. 1, gesehen von der Linie II-II in dieser Fig. und

Fig. 3 einen Teil-Querschnitt durch den

Wärmetauscher gemäß Fig. 1 links der Linie III-III in dieser Fig.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Wärmetauscher 1o mit einer Rohrpackung bzw. einem Kern aus mehreren Rohren 12 und Rippen 14. Ein Kopfteil 16 befindet sich an jedem Ende der Rohrpackung, wobei die Rohre 12 Öffnungen 18 in den Kopfteilen 16 durchgreifen. Die Rippen 14 können mäanderförmig angeordnete Rippen sein, wie sie in der Zeichnung gezeigt sind oder in Querrichtung verlaufende Rippen aus einem dünnen

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Blechmaterial. Die Rohre 12 können im Querschnitt länglich, oval, rund oder quadratisch sein. Typischerweise wird bei Verwendung von im Querschnitt länglichen Rohren das Material der Kopfteile 16, nachdem zunächst nur Schlitze in diesen hergestellt werden, zu öffnungen 18 aufgeweitet, deren nach außen umgebogene Randbereiche später einen in Fig. 1 vertikalen Flansch 2o rings um die Öffnung 18 bilden, wobei unter der Außenseite des Kopfteils 16 diejenige Seite desselben zu verstehen ist, die vom Rohrpaket abgewandt ist und auf der später ein Tank 22 montiert wird.

Wie Fig. 2 und 3 zeigen, haben die Rohre 12 beim Ausführungsbeispiel einen länglichen bzw. ovalen Querschnitt, welcher durch zwei flache Seitenwände 24 und zwei dieselben verbindenden bogenförmige Verbindungsbereiche 26 definiert wird. Ferner sind in jedem Rohrende der Rohre 12 senkrechte im Abstand voneinander verlaufende Schlitze bzw. Einschnitte 28 vorgesehen, die etwa an den übergängen zwischen den flachen Seitenwänden 24 und den bogenförmigen bzw. abgerundeten Verbindungsbereichen 26 liegen. Die geschlitzten Rohrenden durchgreifen die Öffnung 18 und stehen über den Flansch 2o mit vorgegebener Länge vor. Die aus den flachen Seitenwänden 24 gebildeten Materialstege 3o zwischen den Einschnitten 28 jedes Paares von Einschnitten werden nach unten umgerollt und stehen in Kontakt mit den Außenflächen ihrer zugeordneten Flansche 2o, wobei sich zwischen den eingerollten

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Stegen 3o und dem betreffenden Flansch 2o jeweils ein Zwischenraum 32 ergibt.

Beim Verlöten der Rohre 12 mit den Kopfteilen 16 zur Herstellung einer Lötverbindung 34 fließt das Lot aufgrund der Kapillarwirkung auf der Innenseite des Flansches 2o zwischen diesen und das Rohr 12 und füllt außerdem den Zwischenraum 32 zwischen dem Flansch 2o und den gerollten Materialstegen 3o auf der Außenseite des Flansches 2o, wodurch eine starke, körperliche und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Flansch und dem Rohr geschaffen wird, welche bei Vibrationen und Relativbewegungen der Materialien aufgrund von Druck- und/oder Temperaturänderungen für lange Zeit unversehrt erhalten bleibt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn auf jeder (Flach-)Seite des Rohrendes jeweils ein Materialsteg 3o vorgesehen ist, insbesondere wenn dieser so gerollt ist, daß sein freies Stirnende, welches ursprünglich am freien Rohrende liegt, in Kontakt mit der Außenseite des Flansches 2o steht.

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Claims

HOEGER₁ STELLRECHT & PARTNER

PATENTANWÄLTE ij H 0 Z 4 J I

UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1

A 46 27o b Anmelder: Ex-Cell-0 Corporation

k - 192 2855 Coolidge

29. August 1984 ■ Troy, Michigan 48o84

USA

Patentansprüche :

Wärmetauscher mit einem oberen und einem unteren Kopfteil, mit in einer Reihe miteinander fluchtenden, jeweils von einem nach außen gerichteten Flansch umgebenen Öffnungen in jedem der Köpfteile und mit Rohren, welche sich zwischen den Köpfteilen erstrecken und die Öffnungen derart durchgreifen, daß ihre freien Rohrenden mit überstehenden Endbereichen nach außen über die Flansche vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der beiden überstehenden Endbereiche jedes der Rohre (12) jeweils mindestens ein Paar von im Abstand voneinander, in axialer Richtung des Rohres (12) verlaufenden Einschnitten (28) vorgesehen ist, daß der Materialsteg (3o) zwischen den Einschnitten (28) derart gerollt ist, daß er in Kontakt mit dem Flansch (2o) der zugeordneten Öffnung (18) steht, und daß zwischen der Außenseite des Rohres (12) und der Innenseite des Flansches (2o) sowie zwischen der Außenseite des Flansches (2o) und dem gerollten Materialsteg (3o) eine Lötverbindung (34) vorgesehen ist.

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2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Endbereich aufeinander bezüglich der Rohrachse gegenüberliegende Seiten des Rohres jeweils ein Paar von Einschnitten (28) vorgesehen ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, mit flachen Rohren, die gerade, insbesondere parallele Seitenwände aufweisen, welche über bogenförmige Verbindungsbereiche miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (28) jeweils im Übergangsbereich zwischen einer Seitenwand (24) und einem Verbindungsbereich (26) vorgesehen sind.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialstege (3o) derart gerollt sind, daß ihre freie Stirnkante derart an den zugeordneten Flanschen anliegt, daß die Lötverbindung (34) aufgrund der im Zwischenraum (32) zwischen den beiden Elementen (2o,3o) bestehenden Kapillarwirkung herstellbar ist.