DE3743293C2 - Wärmetauscherflachrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeaustauscherflachrohr mit den Merkmalen, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben sind.

Bei einem bekannten Wärmetauscherflachrohr dieser Art (DE-GM 78 37 359) ist die an beiden Enden des Flachrohres vorhandene, nach außen ge­ richtete Auswölbung mit Bogenübergang in die Breitwände durch eine halbkreisförmige Krümmung der jeweiligen Schmalwände ge­ bildet. Diese halbkreisförmige Wölbung der Schmalwände führt zu folgenden Nachteilen. Im Inneren der Flachrohre anzuordnende, z. B. etwa wellenartig ausgebildete, Innenlamellen, die der Ver­ größerung der Wärmeaustauschflächen und im übrigen auch zur Versteifung dienen, reichen mit ihrer letzten Lamellenflanke so weit wie die Breitwand reicht und wo der Übergang zwischen dem Ende der Breitwand und der halbkreisförmig gebogenen Schmalwand liegt. Somit wird der von der halbkreisförmigen Schmalwand um­ grenzte Innenraum des Flachrohres von der Innenlamelle nicht be­ setzt, wobei sich im übrigen zwischen der halbkreisförmigen Schmal­ wand und der letzten Lamellenflanke der Innenlamelle ein Strömungs­ kanal ergibt, dessen Querschnitt erheblich größer ist als der­ jenige der zwischen den übrigen einzelnen Lamellenflanken und angrenzenden Breitwandflächen gebildeten übrigen Strömungs­ kanäle. Diese endseitigen größeren Strömungskanäle des Flach­ rohres setzen dem im Flachrohr geführten Medium, z. B. Luft, einen wesentlich niedrigeren Strömungswiderstand entgegen und wirken somit wie ein Bypass. Durch diese endseitigen Bypass­ kanäle strömt daher aufgrund des geringeren Strömungswider­ standes ein entsprechend großer Teil des Strömungsmediums, der am Wärmeaustausch nur gering oder praktisch gar nicht beteiligt ist. Dies führt bei derartigen Flach­ rohren zu reduzierter Wärmeaustauschleistung. Da auch an der Außenseite der Flachrohre die dort angebrachten Außenlamellen nahezu nur an den ebenflächigen Bereichen der Breitwände an­ liegen oder selbst bei etwa gleich tief bemessenen Außenlamellen, sind die Außenseiten der halbkreisförmig gebogenen Schmalwände der Flachrohre und auch ein entsprechender Anteil der Außenlamellen an der Wärmeübertragung ebenfalls praktisch nicht beteiligt. Dadurch ist die Wärmeaustauschleistung noch weiter gemindert. Mittels derartiger Flachrohre, die im Inneren Innenlamellen enthalten, werden Wärmeaustauschernetze dadurch gebildet, daß zwischen den einzelnen Flachrohren zickzackförmige Außenlamellen be­ festigt werden und die Flachrohre am Ende in Rohrböden durch Löten verankert werden, die mit einem kastenartigen Deckel zur Bildung von Sammelkästen versehen werden. Dabei hat sich gezeigt, daß bei den bekannten Flachrohren mit halbkreisförmig gebogenen Schmalwänden im Verbindungsbereich der Flachrohre mit den Rohr­ böden am Scheitelpunkt der halbkreisförmigen Schmalwände durch die Belastungen während des Betriebes eine Kraftkonzentration eintritt, welche die Haltbarkeit der Lötverbindung bzw. der Rohre speziell an dieser Stelle gefährden kann, so daß dort Schäden, insbesondere Rohrrisse, und dadurch Leckagen entstehen können.

Bei einem anderen bekannten Wärmetauscherflachrohr der eingangs genannten Art (US-PS 22 89 163) mit ebenfalls halbkreisförmiger Krümmung der jeweiligen Schmalwände sind die Endbereiche der Innenlamelle, die auf die letzte Halbwelle folgen, etwa bogen­ förmig und so abgebogen, daß das jeweilige Lamellenende etwa im Bereich der Flachrohrmittelebene von innen her an die Schmalwand anstößt und dort ein Berührungskontakt besteht. Dies hat jedoch in jedem Endbereich zwischen den Flachrohr­ wänden und Bereichen der Innenlamelle gebildete Strömungs­ kanäle zur Folge, deren Querschnitt größer als derjenige der übrigen Strömungskanäle ist, so daß dadurch in beiden Endbe­ reichen des Flachrohres ein Bypaßkanal für einen am Wärmeaus­ tausch nicht beteiligten Teilstrom des Mediums gebildet ist, das das jeweilige Flachrohr passiert. Die Wärmeaustausch­ leistung ist dadurch beeinträchtigt. Auch ansonsten hat dieses Flachrohr die gleichen Nachteile wie das eingangs beschriebene Flachrohr. Dies gilt auch für ein aus der US 24 88 615 ersichtliches Wärmetauscherflachrohr mit ebenfalls halbkreis­ förmiger Wölbung der Schmalwände.

Ferner ist ein Wärmeaustauscher bekannt (FR 446 360), der aus genau rechteckigen Rohren besteht, welche auf ihren Breitflächen zu vertikalen Pfeilern gestapelt und je Pfeiler miteinander verschweißt sind, wobei drei derartige Pfeiler mit jeweils sechs übereinandergestapelten Rechteckrohren in Abstand nebeneinander angeordnet sind. Durch die Rechteck­ rohre wird das Kühlmedium hindurchgeführt. Die zwischen den einzelnen senkrechten Pfeilern gebildeten Abstände bilden Flüssigkeitspassagen für das hindurchgeführte Kühlwasser. Diese Flüssigkeitspassagen sind an den Enden durch im Querschnitt halbkreisförmige oder dreiviertel­ kreisförmige Rohre verschlossen. Diese Anordnung bedingt hinsichtlich der Flachrohre möglichst über ihre ganze Höhe ebenflächig verlaufende, nicht gebogene Schmalwände, die mög­ lichst rechtwinklig zu den jeweils angrenzenden Breitwänden ausgerichtet sind, wobei möglichst rechtwinklige Eckkanten im jeweiligen Übergangsbereich gebildet sind, damit die im Quer­ schnitt halbkreisförmigen oder dreiviertelkreisförmigen Rohre möglichst auf ihrer gesamten Länge an diesen Schmalflächen der Flachrohre anliegen und nicht etwaige anlagefreie Zwischen­ räume verbleiben, die ein Leck für die hindurchgeführte Kühlflüssigkeit bedeuten würden. Das Innere der einzelnen Flachrohre des Wärmetauschers ist frei durchgängig und nicht mit Innenlamellen versehen.

Bekannt ist ferner ein Flachrohr für Wärmetauscher (FR 12 17 792), das einen generell rechteckigen Querschnitt mit gerundeten Ecken aufweist und aus einem Gußteil hergestellt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmetauscherflachrohr der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile vermieden sind und insbesondere eine möglichst große Wärmeübertragungs­ leistung durch gute Ausnutzung der Rohrflächen in Richtung der Rohrtiefe für die Verbindung des Flachrohres mit den Innen- und Außenlamellen bei kleinstmöglichem Bypass inner­ halb des Flachrohres erreicht ist.

Die Aufgabe ist bei einem Wärmetauscherflachrohr der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merk­ male im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.

Durch der­ artige nur schwach nach außen gekrümmte Schmalwände des Flach­ rohres werden die möglichen Kontaktflächen zwischen den Flach­ rohrwänden und den Innen- und Außenlamellen für die Verbindung und damit auch für die Wärmeübertragung vergrößert und nahezu vollständig genutzt. Dies bedeutet z. B. hinsichtlich der Innenlamellen, daß diese den jeweiligen Innenraum der Flachrohre so weit bis hin zu den Schmalwänden ausfüllen können, daß der Abstand zwischen der dortigen jeweils äußersten Lamellenflanke und der Innenfläche der nur schwach gewölbten Schmalwand nicht größer ist als zwischen zwei benachbarten Lamellenflanken, so daß der Querschnitt der so gebildeten endseitigen Strömungs­ kanäle kleiner oder höchstens ebenso groß ist wie der übrigen, zwischen den einzelnen Lamellenflanken gebildeten sonstigen Strömungskanäle. Es entsteht somit angrenzend an beide Schmal­ wände des Flachrohres dort kein Bypasskanal für einen am Wärmeaustausch nicht beteiligten Teilstrom des das jeweilige Flachrohr passierenden Mediums, z. B. Luft. Ferner können die jeweiligen Außenlamellen zumindest nahezu so tief wie das je­ weilige Flachrohr sein, wobei sich die Verbindung zwischen Flachrohr und Außenlamellen dementsprechend fast über die gesamte Rohrtiefe erstrecken kann. Aufgrund der nur schwachen Wölbung der beidseitigen Schmalwände des Flachrohres nach außen sind diese Schmalwände für ein geringfügiges Ausknicken nach außen während des Lötprozesses vorprogrammiert, bei dem die Breitwände des Flachrohres geringfügig nach innen nach­ geben können. Mithin ist durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Schmalwände des jeweiligen Flachrohres die Möglichkeit zum Ausknicken gerade im Bereich dieser Schmalwände während des Fertigungsverlaufs, insbesondere beim Löten, vorgegeben, wo­ durch erreicht ist, daß am Ende die den Rohrwänden zuge­ ordneten Rücken der Innenlamellen und Außenlamellen durch­ gehend und ohne Unterbrechung an den Flächen des jeweiligen Flachrohres angelötet sind. Dies ergibt sich aus folgendem:

Das jeweilige Flachrohr kann innen und außen auf der gesamten Fläche lotbeschichtet sein. Dieses Lotschichten schmelzen beim Löten ab, wobei infolge der Ausknickfähigkeit der nur schwach nach außen gebogenen beidseitigen Schmalwände erreicht wird, daß der gesamte, aus Flachrohren und Innenlamellen und Außen­ lamellen bestehende Stapel eines so gebildeten Wärmeaustau­ schernetzes über die gesamte Rohrtiefe hinweg gleichmäßig zusammensackt, so daß alle Lamellenrücken über ihre voll­ ständige Berührungslänge mit den ebenflächigen Rohrwänden der jeweiligen Flachrohre verlötet sind. Dies ergibt sich daraus, daß beim Lötprozeß die nur schwach nach außen gebogenen Schmal­ wände etwas nachgeben, so daß die Breitwände der jeweiligen Flachrohre über die gesamte Rohrtiefe hinweg auf den Rücken der Innenlamellen zur Abstützung kommen und sowohl mit den Innenlamellen als auch mit den Rücken der Außenlamellen durch­ gehend verlötet werden. Das erfindungsgemäß gestaltete Flach­ rohr schafft somit die Voraussetzungen für einen äußerst guten Wärmeübergang eines aus solchen Flachrohren, Innenlamellen und Außenlamellen gebildeten Wärmeaustauschernetzes. Von Vorteil ist ferner, daß durch die nur schwache Wölbung der Schmalwände des Flachrohres nach außen beim Befestigen der Flachrohre in Rohrböden eine etwa punktförmige Kraftkonzentration im Ver­ bindungsbereich des Flachrohres mit dem Rohrboden vermieden ist und somit etwaigen Schäden bei Belastungen während des Betriebes in diesen Bereichen mit etwa entstehenden Leckagen vorgebeugt ist.

Bekannt sind ferner Wärmetauscherflachrohre, die einen rechteckigen Quer­ schnitt besitzen (US 45 69 390). Diese haben jedoch den Nachteil, daß die somit ebenflächigen Schmalwände und durch den rechtwinkligen Übergang in die Breitwände bedingten scharfen Kanten des Flachrohres einen relativ hohen Druckver­ lust bei dem hindurchströmenden Wärmeaustauschmedium, z. B. Luft, mit sich bringen, das die Außenflächen der Flachrohre und dazwischen angeordneten Außenlamellen passiert. Nach­ teilig ist ferner, daß die Stabilität so gestalteter Flach­ rohre im Bereich der Schmalwände außerordentlich gering ist. Die Schmalwände können beim Transport der einzelnen Flach­ rohre oder z. B. bei einzelnen Stufen während des Fertigungs­ ablaufes durch eine darauf einwirkende mechanische Beanspru­ chung, z. B. Druck, Schlag, Stoß od. dgl., nach innen ein­ schlagen, wodurch das nachfolgende Einschieben von Innenla­ mellen in das Innere derart deformierter Flachrohre erschwert oder gar unmöglich ist. Dann sind die Flachrohre unbrauchbar. Auch beim Fügen des Flachrohres in einen dem Rohrquerschnitt entsprechenden Schlitz im Rohrboden kann infolge einer hierbei auftretenden Klemmkraft die jeweilige Schmalwand des Flach­ rohres verformt werden, so daß hier eine fehlerhafte, ins­ besondere undichte, Lötverbindung entstehen kann. Diese Nach­ teile derartiger bekannter Flachrohre mit rechteckigem Quer­ schnitt sind durch das erfindungsgemäße Flachrohr vermieden, wobei zugleich die vorstehend angegebenen Vorteile erzielt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wärmetauscherflach­ rohres ergibt sich aus Anspruch 2. Eine derartige Bogenform entsprechend einer Ellipsenhälfte hat den Vorteil, daß jede Schmalwand nahezu über die gesamte Breite des Flachrohres eine nur geringe Auswölbung hat, wobei die Auswölbung über die Bogenübergänge strömungsgünstig jeweils in die beiden Breitwände überleitet, so daß für das außenseitig hindurchge­ führte Medium keine nachteiligen Druckverluste die Folge sind. Das Flachrohr hat auch im Bereich jeder so gestalteten Schmal­ wand große Festigkeit und ist in der Lage, etwaigen einwirken­ den mechanischen Beanspruchungen, z. B. während des Fertigungs­ ablaufes oder sonstiger Manipulationen, zu widerstehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den An­ sprüchen 3-12.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Teiles eines Wärmeaustauschernetzes, das aus Flach­ rohren sowie inneren und äußeren Lamellen paketartig zusammengesetzt ist,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Wärmeaus­ tauschernetzes in Pfeilrichtung II in Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht der Einzelheit III in Fig. 1.

In Fig. 1-3 ist ein Wärmeaustauschernetz 10 schematisch gezeigt, das z. B. für Kühler und hierbei beispielsweise für Ölkühler, Kompressorluftkühler, Ladeluftkühler od. dgl. ver­ wendet werden kann.

Das Wärmeaustauschernetz 10 ist von abwechselnd aufeinander geschichteten Flachrohren 11 und etwa zickzackförmig gefal­ teten Außenlamellen 12 gebildet, die beim Zusammenbau des Wärmeaustauschernetzes 10 miteinander verlötet werden.

Im Inneren der Flachrohre 11 sind etwa wellenförmig verlau­ fende Innenlamellen 13 enthalten, die ebenfalls mit den Flachrohren 11 verlötet sind.

Die einzelnen Flachrohre 11 sind jeweils aus einem Streifen 14 elastischen Materials, insbesondere einem Blechstreifen, der auf der ganzen Innenseite und Außenseite lotbeschichtet ist, gefertigt. Jedes Flachrohr 11 weist zwei im wesentlichen ebenflächige Breitwände 15, 16 sowie zwei Schmalwände 17, 18 auf, die jeweils paarweise einander gegenüberliegen. Die Breite der Breitwände 15, 16 der Flachrohre 11 bestimmt im Wärmeaustauschernetz 10 etwa die Rohrtiefe, die in Fig. 3 mit T angedeutet ist. Der Abstand, den die Breitwände 15, 16 von­ einander haben, bestimmt die mit B gekennzeichnete Rohrbreite. Die Wandstärke oder Querschnittsdicke des Streifens 14 jedes Flachrohres 11 ist in Fig. 3 mit w bezeichnet.

Bei jedem Flachrohr 11 weisen beide Schmalwände so, wie ins­ besondere in Fig. 3 für die dortige Schmalwand 17 erkennbar ist, jeweils eine nach außen gerichtete Auswölbung 19 mit Bogenübergang 20, 21 in die Breitwände 15 bzw. 16 auf. Die Auswölbung 19 ist nur mit geringer Vorwölbung s und dabei derart gewählt, daß der Wölbungsverlauf der Auswölbung 19 mit beiden Bogenübergängen 20, 21 etwa zwischen dem Verlauf eines Halbkreisbogens und eines rechtwinkligen Anschlusses der Schmalwand 17 an beide Breitwände 15, 16 liegt. Es handelt sich also um ein Mittelding zwischen beiden.

Die Auswölbung 19 mitsamt den benachbarten beiden Bogenüber­ gängen 20, 21 kann z. B. zumindest annähernd dem Verlauf einer Ellipsenhälfte entsprechen, die sich auf einer Seite ihrer großen Halbachse erstreckt. Auf jeden Fall ist der Radius R1 der Auswölbung 19 um ein wesentliches größer als die halbe Rohrbreite B gewählt. Dieser Radius R1 kann z. B. etwa so groß wie die Rohrbreite B sein. Dieser Radius R1 ist so gewählt, daß die Vorwölbung s etwa zwischen dem 0,05fachen bis 0,4fachen der Rohrbreite B liegt, gemessen im Wölbungs­ maximum.

Der mit R2 in Fig. 3 gekennzeichnete Radius jedes Bogenüber­ ganges 20, 21 ist z. B. etwa so groß wie die Querschnitts­ dicke w des Streifens 14 gewählt. Auf jeden Fall liegt der Radius R2 jedes Bogenüberganges 20, 21 etwa zwischen dem 0,8fachen bis 8fachen der Querschnittsdicke w des Streifens 14. Beide Bogenübergänge 20, 21 der jeweiligen Schmalwand 17 verlaufen zweckmäßigerweise auf einem beiden gemeinsamen Bogen. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß auch noch die Auswölbung 19 auf diesem Bogen verläuft. Der Bogen für diese Auswölbung 19 und/oder die Bogenübergänge 20, 21 jeder Schmalwand 17 kann aus einem Abschnitt eines Kreises bestehen, dessen Mittelpunkt auf der Symmetrieachse des Flachrohres 11 liegt, die etwa parallel zu den Breit­ wänden 15, 16 und auf halber Rohrbreite B zwischen diesen ver­ läuft.

Die jeweiligen Innenlamellen 13 sind etwa wellenartig und hierbei z. B. sinusähnlich gebogen, wobei sie je Halbwelle im Bereich der schematisch angedeuteten Maxima 22, 23 und 24 jeweils an der Innenseite der jeweiligen Breitwand 15, 16 an­ liegen und daran durch Löten befestigt sind. Die einzelnen Lamellenflanken 25, 26 und weitere reichen somit quer über die Flachrohrbreite von einer Breitwand 15 zur anderen Breit­ wand 16. Alle Innenlamellen 13 reichen zumindest annähernd jeweils von der einen Schmalwand 18 bis zur anderen Schmal­ wand 17. Sie bilden zwischen ihren Flanken und den ent­ sprechenden Abschnitten der Breitwände 15, 16 jeweils Strö­ mungskanäle 27, 28 und weitere. So ist z. B. der Strömungs­ kanal 27 durch die Lamellenflanken 25, 26 und den Flächenbe­ reich der Breitwand 15 gebildet, der sich zwischen den beiden Maxima 22 und 24 erstreckt. An den Strömungskanal 27 grenzt auf der anderen Seite der Lamellenflanke 25 ein weiterer Strömungskanal 29 an. Dieser Strömungskanal 29 ist zum einen durch die Lamellenflanke 25 auf den Bereich vom oberen Maximum 22 zum unteren Maximum 23, zum anderen durch den zwischen dem unteren Maximum 23 und dem Bogenübergang 21 sich erstreckenden Teil der Breitwand 16 und ferner durch die Schmalwand 17 mit ihrer Auswölbung 19 und den angrenzenden Bogenübergängen 20, 21 begrenzt. Die jeweilige Schmalwand 17, 18 ist hinsichtlich ihrer Auswölbung 19 und der beiden angrenzenden Bogenübergänge 20, 21 in beschriebener Weise derart gewählt, daß dieser Strömungskanal 29 im Querschnitt kleiner oder höchstens gleich den übrigen Strömungskanälen 27, 28 ist. Der Abstand zwischen der äußersten Lamellenflanke 25 und der Innenfläche der be­ nachbarten Schmalwand 17 ist somit also nicht größer als der­ jenige zwischen den beiden benachbarten Lamellenflanken 25, 26. Der Strömungskanal 29 am jeweiligen Ende jedes Flachrohres 11 ist also somit nicht größer, eher kleiner, als der Querschnitt der übrigen Strömungskanäle 27, 28, so daß in diesen Endbe­ reichen, wo die Innenlamellen 13 den jeweiligen Schmalwänden 17, 18 benachbart sind, keine Bypasskanäle dazwischen ent­ stehen, die sonst dem hindurchgeführten zu kühlenden Medium einen niedrigeren Strömungswiderstand als die übrigen Strö­ mungskanäle 27, 28 und weitere entgegensetzen würden und des­ wegen am Wärmeaustausch unter entsprechender Minderung der Wärmeaustauschleistung praktisch nicht beteiligt wären. Statt dessen ist also auch in diesen endseitigen Strömungskanälen 29 ein mindestens so großer Strömungswiderstand wie in den anderen Strömungskanälen 27, 28 vorhanden, so daß auch die Strömungskanäle 29 vom zu kühlenden Medium mit voller Leistung durchströmt werden und die Kontaktflächen zwischen den Innen­ lamellen 13 und dem Flachrohr 11 in diesen Endbereichen für die Wärmeübertragung nahezu völlig ausgenutzt werden.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich auch jede Außenlamelle 12 zumindest nahezu über die gesamte Rohrtiefe T, von einer Schmalwand 17 zur anderen Schmalwand 18 gemessen. Die wärmeleitende Verbindung der Flachrohre 11 mit den Außenlamellen 12 erstreckt sich somit fast über die ge­ samte Rohrtiefe T. Dadurch werden auch die diesbezüglichen Kontaktflächen zwischen den Flachrohren 11 und den Außen­ lamellen 12 für die Wärmeübertragung nahezu vollständig aus­ genutzt.

Die Flachrohre 11 ermöglichen somit eine möglichst große Wärmeübertragungsleistung durch eine gute Ausnutzung der Rohrflächen in Richtung der Rohrtiefe T für die Verbindung derselben mit den Innenlamellen 13 und den Außenlamellen 12 bei kleinstmöglichem Bypass in den jeweiligen schmalseitigen Endbereichen der Flachrohre 11 und dort, wo die Strömungs­ kanäle 29 gebildet sind. Zugleich ist sichergestellt, daß durch die erfindungsgemäße schwache Wölbung der jeweiligen Schmalwände 17, 18 der Flachrohre 11 diese im Bereich dieser Schmalwände 17, 18 die Möglichkeit zum Ausknicken während des Fertigungsvorganges, insbesondere beim Löten, haben, so daß am Ende die den Breitwänden 15, 16 zugeordneten Maxima 22, 23, 24 der Innenlamellen 13 sowie die zugeordneten Rücken der außen anliegenden Außenlamellen 12 ohne Unterbrechung durch­ gehend an diesen jeweiligen Flächen der Flachrohre 11 an­ liegen und angelötet werden. Da jedes Flachrohr 11 innen und außen auf der gesamten Fläche lotplattiert ist, ist dies beim Lötvorgang gewährleistet; denn die Lotschichten schmelzen beim Löten ab, wobei infolge der Ausknickfähigkeit der jewei­ ligen Schmalwände 17, 18 der Flachrohre 11 erreicht wird, daß der gesamte Stapel - bestehend aus Flachrohren 11, Innenlamel­ len 13 und Außenlamellen 12 - über die gesamte Rohrtiefe T hinweg gleichmäßig zusammensackt, so daß alle Rücken der Innenlamellen 13 und Außenlamellen 12 über ihre vollständige Berührungslänge mit den Breitwänden 15, 16 der Flachrohre 11 innen und außen verlötet werden. Insbesondere die Auswölbung 19 je Schmalwand 17, 18 jedes Flachrohres 11 begünstigt dieses Ausknickvermögen zum definierten Ausknicken der Schmalwände 17, 18 im Bedarfsfall. Die daran angrenzenden Bogenüber­ gänge 20, 21 begünstigen den in Pfeilrichtung 30 (Fig. 1) erfolgenden verlustarmen Eintritt äußerer Kühlluft in die Außenlamellen 12 und die Räume zwischen den einzelnen Flach­ rohren 11. Die eintretende Kühlluft passiert die Außen­ lamellen 12 und Außenflächen der Breitwände 15, 16 der ein­ zelnen Flachrohre 11 und tritt sodann in Pfeilrichtung 31 am in Fig. 1 rechten Ende wieder aus. Aufgrund der Bogen­ übergänge 20, 21 an beiden Enden der Flachrohre 11 ergibt sich somit eine möglichst verlustarme Kühlluftströmung.

Außerdem bewirken die Auswölbung 19 und angrenzenden Bogen­ übergänge 20, 21 eine Steigerung der Steifigkeit und Stabili­ tät der Flachrohre 11 in diesen Endbereichen. Durch diese Ge­ staltung ist einer Beschädigung, Verformung oder Zerstörung im Bereich der Schmalwände 17, 18 z. B. beim Transport oder sonst während des Fertigungsablaufes durch eine auf jene ein­ wirkende mechanische Beanspruchung, z. B. Druck, Schlag, Stoß od. dgl., vermieden. Die schwachen nach außen gewölbten Schmal­ wände 17, 18 stellen sich einem Einschlagen nach innen ent­ gegen. Von Vorteil ist ferner, daß dank dieser erhöhten Festigkeit auch keine aufgrund Verformung, Beschädigung od. dgl. sonst gegebene Schwierigkeiten beim nachfolgenden Einschieben der Innenlamellen 13 in das Innere der Flachrohre 11 zu befürchten sind, ebenso wenig wie etwaige Probleme beim Fügen der Flachrohre 11 in dem Rohrquerschnitt entsprechende Schlitze endseitig anzubringender Rohrböden mit etwa einher­ gehender Gefahr einer dort sonst entstehenden fehlerhaften, z. B. undichten, Lötverbindung.

Durch die schwache Wölbung der jeweiligen Schmalwände 17, 18 nach außen ist diese jeweilige Stirnseite der Flachrohre 11 für ein geringfügiges Ausknicken nach außen während des Löt­ prozesses, bei dem die Breitwände 15, 16 der Flachrohre 11 geringfügig nach innen nachgeben können, vorprogrammiert. Dadurch geben die Breitwände 15, 16 geringfügig nach innen etwas nach, so daß die Breitwände 15, 16 über die gesamte Rohrtiefe T hinweg auf den Rücken der Innenlamel­ len 13 zur Abstützung kommen und sowohl mit diesen als auch mit den Rücken der Außenlamellen 12 durchgehend verlötet werden. Das aus derartigen Flachrohren 11, Innenlamellen 13 und Außenlamellen 12 paketartig zusammengesetzte Wärmeaus­ tauschernetz 10 gewährleistet so einen guten Wärmeübergang.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus folgendem. Wie nicht weiter dargestellt ist, werden die Flachrohre 11 in bekannter Weise an ihren Enden in nicht weiter gezeigten Rohrböden ver­ ankert, die ihrerseits mit je einem kastenartigen Deckel ver­ sehen werden. Im Verbindungsbereich der Flachrohre 11 mit diesen Rohrböden ergaben sich sonst am Scheitelpunkt von halb­ kreisförmig gebogenen Schmalwänden der Flachrohre 11 durch die Belastungen während des Betriebes Kraftkonzentrationen, die die Haltbarkeit der Rohre unterhalb der Rohrboden-Lötverbin­ dung gerade an dieser Stelle gefährden konnten und zu Beschädi­ gungen, insbesondere Rohrrissen, Leckagen od. dgl., führen konnten. Vorwiegend bei wechselnder Dauerbelastung ergaben sich Dauer­ brüche an dieser Stelle. Bei den erfindungsgemäß gestalteten Flach­ rohren 11 dagegen wird durch die schwache Auswölbung der beid­ seitigen Schmalwände 17, 18 eine punktförmige Kraftkonzentra­ tion im Verbindungsbereich der Flachrohre 11 mit dem Rohrboden vermieden, so daß dort die Gefahr etwaiger Beschädigungen oder Zerstörungen mit einhergehenden Leckstellen gebannt ist.

Das beschriebene Wärmeaustauschernetz 10 eignet sich z. B. mit Vorteil für einen Ladeluftkühler, bei dem die zu kühlende Ladeluft in den einzelnen Strömungskanälen 27-29 und weiteren der Flachrohre 11 quer zur Strömung der Kühlluft geführt wird, die das Wärmeaustauschernetz 10 in Pfeilrichtung 30 anströmt und beim Hindurchströmen die Flachrohre 11 und die Außenla­ mellen 12 beaufschlagt.

Claims (12)

1. Wärmetauscherflachrohr, das zwei im wesentlichen eben­ flächige Breitwände (15, 16) sowie zwei Schmalwände (17, 18) aufweist, die jeweils einander gegenüberliegen, wobei die Schmalwände (17, 18) jeweils eine nach außen gerichtete Auswölbung mit Bogenübergang in die Breit­ wände (15, 16) aufweisen, und das mit zumindest einer etwa wellenartigen Innenlamelle (13) im Rohrinneren versehen ist, die je Halbwelle an der Innenseite jeder Breitwand (15, 16) anliegt und zumindest annähernd bis zu beiden Schmalwänden (17, 18) reicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung (19) mit nur geringer Vorwölbung (s) und derart gewählt ist, daß der Wölbungsverlauf der Aus­ wölbung (19) mit beiden Bogenübergängen (20, 21) etwa zwischen dem Verlauf eines Halbkreisbogens und eines rechtwinkligen Anschlusses der Schmalwand (17, 18) an beide Breitwände (15, 16) liegt.

2. Wärmetauscherflachrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswölbung (19) mitsamt beiden Bogenübergangen (20, 21) zumindest annähernd dem Verlauf einer sich auf einer Seite ihrer großen Halbachse erstrecken­ den Ellipse entspricht.

3. Wärmetauscherflachrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Radius (R1) der Aus­ wölbung (19) um ein Wesentliches größer als die halbe Rohr­ breite (B), gemessen von einer Breitwand (15) zur gegen­ überliegenden Breitwand (16), gewählt ist.

4. Wärmetauscherflachrohr nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Radius (R1) der Auswölbung (19) etwa so groß wie die Rohrbreite (B) gewählt ist.

5. Wärmetauscherflachrohr nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung (19), ge­ messen im Wölbungsmaximum, etwa zwischen dem 0,05fachen bis 0,4fachen der Rohrbreite (B) gewählt ist.

6. Wärmetauscherflachrohr nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R2) jedes Bogenüberganges (20, 21) etwa so groß wie die Querschnitts­ dicke (w) der Rohrwand gewählt ist.

7. Wärmetauscherflachrohr nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R2) jedes Bogenüberganges (20, 21) etwa zwischen dem 0,8fachen bis 8fachen der Querschnittsdicke (w) der Rohrwand ge­ wählt ist.

8. Wärmetauscherflachrohr nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bogenübergänge (20, 21) einer Schmalwand (17, 18) auf einem beiden ge­ meinsamen Bogen verlaufen.

9. Wärmetauscherflachrohr nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung (19) mit­ samt beiden Bogenübergängen (20, 21) auf einem allen ge­ meinsamen Bogen verläuft.

10. Wärmetauscherflachrohr nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bogen für die Auswölbung (19) und/oder die Bogenübergänge (20, 21) jeder Schmalwand (17, 18) aus einem Abschnitt eines Kreises besteht, dessen Mittelpunkt auf der Symmetrieachse des Flachrohres (11) liegt, die etwa parallel zu und auf halber Rohrbreite (B) zwischen den Breitwänden (15, 16) verläuft.

11. Wärmetauscherflachrohr nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung (19) und die beiden angrenzenden Bogenüber­ gänge (20, 21) je Schmalwand (17, 18) derart schwach nach außen gewölbt sind, daß der innenseitig zwischen dieser Schmalwand (17, 18) und der dieser benachbarten letzten Lamellenflanke (25), die von einer Breitwand (15) zur ande­ ren Breitwand (16) reicht, gebildete Strömungskanal (29) im Querschnitt kleiner oder höchstens gleich den übrigen jeweils zwischen den anderen benachbarten Lamellenflanken (25, 26) und Breitwänden (15, 16) gebildeten Strömungska­ nälen (27, 28) ist.

12. Wärmetauscherflachrohr nach einem der Ansprüche 1-11, wobei an der Außenseite seiner Breitwand (15, 16) eine etwa zickzack­ förmig gefaltete Außenlamelle (12) gehalten ist, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Außen­ lamelle sich zumindest nahezu über die gesamte, von einer Schmalwand (17) zur anderen Schmalwand (18) gemessene Rohr­ tiefe (T) erstreckt.