DE3619267A1 - Waermetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung, nach Patent ....(Patentanmeldung P 35 32 493.7).

Der Gegenstand des Hauptpatentes besitzt eine Reihe von Vortei­ len, die insbesondere in geringem Bauraum im Bereich zwischen Rohrboden und Rippenblock, gleichmäßiger Kraftverteilung im Ver­ bindungsbereich sowie einer hohen mechanischen Festigkeit und Dichtheit der Rohrbodenverbindung zu sehen sind. Darüberhinaus wird eine günstigere Massenverteilung des Rohrbodens erreicht, was zu einer gleichmäßigeren Füllung beim Abspritzen des Rohrbodens und zu einem geringeren Einsatz von Material führt. Die gleichmäßige Massenverteilung des Materials zu beiden Seiten der Rohrbodenebene gewährleistet, daß der Rohrboden auch in seiner Längserstreckung verzugsfrei, d.h. ohne Wölbung ist.

Es ist darüberhinaus aus der US-PS 44 67 511 ein Verfahren zum Umformen der Rohrenden eines Wärmetauschers bekannt, wobei die ovalen Wärmetauscherrohre an ihren Enden derart umgeformt wer­ den, daß sie einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, damit sie in kreisförmigen Öffnungen eines Rohrbodens aufgenommen wer­ den können. Eine derartige Querschnittsveränderung an den Rohr­ enden erfordert nicht nur einen gesonderten Arbeitsprozeß, sondern bringt darüberhinaus in strömungstechnischer Hinsicht Nachteile.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Wärme­ tauscher bzw. dessen Rohrboden gemäß dem Hauptpatent derart wei­ ter zu entwickeln, daß ein Verbinden der Rohre mit dem Rohrboden unabhängig von der Querschnittsform des Rohres ohne Änderung der Form der Rohrenden möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Form der Öffnungen und der die Öffnungen umgebenden Nuten kann je nach vorhandener Rohrform gewählt werden. Eine Verformung der in Richtung der längeren Achse verlaufenden Wand­ teile radial innerhalb der Ringnut in Richtung auf die Öffnung wird durch den Steg bzw. die Stege mit Sicherheit vermieden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes be­ steht darin, daß die Öffnungen die Querschnittsform eines Flach­ rohres aufweisen. Bei einer solchen Form der Öffnungen ist es von Vorteil, daß zwei oder mehr Stege, vorzugsweise 3 Stege, vorgesehen sind. Im Falle von sich parallel erstreckenden Wand­ teilen ist es darüberhinaus zweckmäßig, daß die inneren Wandflä­ chen der Öffnungen zwischen den Stegen bzw. an den Flachseiten konkav ausgebildet sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante weisen die Öffnungen die Querschnittsform eines Ovalrohres auf. Für eine ausreichende Abstützung der Wandteile mit Hilfe der Stege wird vorgeschlagen, daß die Stege in axialer Richtung der Öffnungen gesehen sich über 50%-80% der Gesamtlänge der Abschnitte des Anschluß­ stutzens erstrecken und sich hauptsächlich in den mittleren Ab­ schnitt und dem auf der Außenseite des Rohrbodens liegenden Ab­ schnitts befinden. Die der Strömung des Fluids entgegen­ gerichtete Fläche kann flach, gewölbt oder spitz geformt sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Rohrbodens mit einer ovalen Öffnung zum Anschluß eines Ovalrohres,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Ausschnitt eines Rohrbodens mit einem Anschlußstutzen für ein Flachrohr,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 4.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Rohrbodens 1 gezeigt, der eine ovale Öffnung 31 zum Durchtritt des Wärmetauscherfluids aufweist. Der Rohrboden 1 besitzt einen die Öffnung 31 umgeben­ den Anschlußstutzen 34, in welchem eine Ringnut 32 angeordnet ist, deren Ringform dem Oval der Öffnung 31 entspricht. In Rich­ tung der kurzen Achse des Ovals ist zwischen radial innen lie­ genden Teilen 30 des Anschlußstutzens 34 ein Steg 35 angeordnet.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß der Anschlußstutzen 34 des Rohrbodens 1 drei Abschnitte umfaßt, nämlich einen mittleren Abschnitt B, einen in den Anschlußkasteninnenraum hineinragenden Endabschnitt A und einen auf der Außenseite des Rohrbodens 1 befindlichen Endabschnitt C. In dem hügelförmigen Anschlußstut­ zen 34 befindet sich die Ringnut 32, die axial zur Öffnung 31 angeordnet ist. Zwischen den radial innen liegenden Teilen 30 des Anschlußstutzens 34 ist der Steg 35 angeordnet, dessen Ober­ kante und Unterkante jeweils flach ausgebildet sind. Der Steg 35 befindet sich im Bereich der Abschnitte C und B und reicht nur geringfügig in den Bereich des Endabschnittes A.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, wobei wiederum mit 1 der Rohrboden, mit 31 die ovale Öffnung und mit 34 der Anschlußstutzen bezeichnet sind. Dieser Schnitt in Richtung der langen Achse des Ovals schneidet auch den Steg 35, der in der Mitte der langen Achse des Ovals angeordnet ist. Wie aus dieser Darstellung weiter ersichtlich ist, sind die der Strömungsrichtung des Fluids zu- bzw. abgewandten Flächen - be­ zogen auf die Stegdicke - flach ausgebildet, sie könnte jedoch ebensogut gewölbt oder spitz geformt sein.

In Fig. 4 ist ein Ausschnitt eines Rohrbodens 1 gezeigt, der eine längliche Öffnung 36 nach Art eines Langloches zum Durch­ tritt des Wärmetauscherfluids aufweist. Der Rohrboden 1 besitzt einen die Öffnung 36 umgebenden Anschlußstutzen 34, in dem eine der Form der Öffnung 36 entsprechende Ringnut 37 angeordnet ist. Zwischen radial innen liegenden Teilen 30 des Anschlußstutzens 34 sind drei Stege 38 angeordnet, die sich in Richtung der kur­ zen Achse der Öffnung 36, d.h. quer zu den parallelen Wandteilen des Anschlußstutzens 34 erstrecken. Die inneren Wandflächen des Anschlußstutzens 34 sind mit 39 bezeichnet. Diese Wandflächen 39 der Öffnung 36 sind zwischen den Stegen 38 bzw. zwischen dem schmalen Ende und dem benachbarten Steg 38 konkav ausgebildet. Durch diese Ausbildung der Wandteile 39 wird die Formbeständig­ keit des Kunststoffmaterials im Anschlußstutzen besonders groß.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4. Der Rohrboden 1 weist einen Anschlußstutzen 34 zum Anschluß eines (in der Zeichnung nicht dargestellten) Flachrohres auf, wobei das Flachrohr in die Ringnut 37 im Anschlußstutzen 34 einge­ presst wird. In dem Anschlußstutzen 34 ist die Öffnung 36 zum Durchtritt des Wärmetauscherfluids vorhanden. Zwischen radial innen liegenden Wandteilen 30 des Anschlußstutzens 34 ist ein Steg 38 gezeigt, der die radial innen liegenden Teile 30 der Anschlußstutzens 34 gegeneinander abstützt. Der Steg 38 ist an seiner dem Endabschnitt A zugewandten Seite flach und an seiner im Endabschnitt C gelegenen Seite konkav gewölbt ausgebildet.

Fig 6 zeigt einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 4. Dabei ist die Öffnung 36 im Rohrboden 1 in ihrer Längserstreckung mit einem Schnitt durch die drei Stege 38 gezeigt.

Neben den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind weitere Formen, beispielsweise für Rechteckrohre, realisierbar.

Claims (6)

1. Wärmetauscher mit mindestens einem Wärmetauscherrohr, das endseitig in einem aus Kunststoff bestehenden Rohrboden flüs­ sigkeits- oder gasdicht gehalten ist, wobei der Rohrboden je Rohranschluß eine Öffnung zum Durchtritt des Wärmetauscher­ fluids vom Rohr in einen Anschlußkasten bzw. in umgekehrter Richtung aufweist und der Rohrboden im Bereich der Öffnungen je einen hülsenförmigen Anschlußstutzen aufweist, in dem eine sich koaxial zur Öffnung erstreckende und zum Wärmetauscher­ rohr hin offene Ringnut angeordnet ist, in die das Ende des Wärmetauscherrohres eingepresst ist, und die hülsenförmigen Anschlußstutzen einen mittleren Abschnitt aufweisen, der sich in der Ebene des Rohrbodens befindet, und auf beiden Seiten des Rohrbodens Endabschnitte der Anschlußstutzen hervorstehen, nach Patent ....(Patentanmeldung P 35 32 493.7), dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (31, 36) ei­ nen länglichen Querschnitt mit einer längeren und einer kür­ zeren Achse besitzen und die Form der Ringnut (32, 37) der Querschnittsform der Öffnungen (31, 36) entspricht, und daß mindestens ein etwa in Richtung der kurzen Achse zwischen den radial innen liegenden Teilen (30) der Anschlußstutzen (34) verlaufender Steg (35, 38) angeordnet ist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnungen (36) die Querschnitts­ form eines Flachrohres aufweisen.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei oder mehr, vorzugsweise drei Stege (38) vorgesehen sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die inneren Wandflächen (39) der Öff­ nungen (36) zwischen den Stegen (38) bzw. zwischen den schmalen Enden des Flachrohres und dem jeweils benachbarten Steg (38) konkav ausgebildet sind.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnungen (31) die Querschnitts­ form eines Ovalrohres aufweisen.

6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stege (35, 38) in axialer Richtung der Öffnungen (31, 36) gesehen sich über 50%-80% der Gesamtlänge der Abschnitte (A + B + C) erstrecken und sich hauptsächlich in dem mittleren Abschnitt (B) und dem auf der Außenseite des Rohrbodens (1) liegenden Abschnitt (C) befinden.