EP0992757B1

EP0992757B1 - Sammelrohreinheit für einen Wärmeübertrager

Info

Publication number: EP0992757B1
Application number: EP99118012A
Authority: EP
Inventors: Bernd Dr.-Ing. Dienhart; Hans-Joachim Dipl.-Ing. Krauss; Hagen Dipl.-Ing. Mittelstrass; Jochen Schumm; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Staffa; Christoph Dipl.-Ing. Walter
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2003-07-23
Anticipated expiration: 2019-09-20
Also published as: AU1373100A; DE59906340D1; ES2204041T3; JP4210007B2; US6170569B1; DE19846267A1; WO2000022365A2; WO2000022365A3; EP0992757A3; CA2312784A1; JP2000111295A; EP0992757A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeübertrager, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist. Ein derartiger Wärmeübertrager ist zum Beispiel aus der DE-B-1277282 bekannt.

Ein derartiger Wärmeübertrager ist auch aus der EP 0 845 647 A1 bekannt. In das dortige Sammelrohr ist ein axial beidseitig begrenzter Längsschlitz eingebracht, in den um 90° tordierte Enden von geradlinigen Flachrohren eines Rohr-/Rippenblocks aufeinanderfolgend fluiddicht eingefügt sind. Aufgrund von Fertigungstoleranzen insbesondere hinsichtlich der Breite der Flachrohre und damit der zum Sammelrohr-Längsschlitz parallelen Ausdehnung der dort einzufügenden, tordierten Rohrenden können sich Probleme beim Einbringen der Rohrenden in den Längsschlitz ergeben. Wenn beispielsweise die Flachrohrbreite für die meisten Flachrohre des Rohr-/Rippenblocks an der oberen Toleranzgrenze liegt oder diese gar überschreitet, kann die Längsausdehnung des Längsschlitzes hierfür knapp ausfallen, so daß die Rohrenden in ihrer Gesamtheit nur schwer in den Schlitz eingefügt werden können. Umgekehrt kann der Längsschlitz eher zu lang ausfallen, wenn die Flachrohrbreite an der unteren Toleranzgrenze liegt oder diese unterschreitet, wodurch sich die Gefahr von Undichtigkeiten des Längsschlitzes nach dem Dichtlöten der eingefügten Rohrenden ergibt.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Sammelrohreinheit der eingangs genannten Art zugrunde, bei der die Enden der Wärmeübertragerrohre eines Rohrblocks unabhängig von Fertigungstoleranzen zuverlässig fluiddicht in einen gemeinsamen Längsschlitz des Sammelrohres eingefügt werden können.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Sammelrohreinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dieser Sammelrohreinheit ist das Sammelrohr charakteristischerweise aus mehreren stirnseitig ineinandergesteckten oder aneinandergefügten Rohren mit jeweils vor oder nach dem Aufbau des Sammelrohres wenigstens an einer Einzelrohrstirnseite offenem, d.h. axial ausmündendem Längsschlitz gefertigt. Die tatsächliche, zum Einfügen der Enden der Wärmeübertragerrohre nutzbare Länge des auf diese Weise aus mehreren fluchtenden Einzelrohr-Längsschlitzen gebildeten Sammelrohr-Längsschlitzes ist dadurch nicht von vornherein festgelegt, sondern in einem weiten Bereich variabel, der ausreicht, eventuell auftretende Fertigungstoleranzen in der axialen Ausdehnung der einzufügenden Rohrenden auszugleichen. Nach dem Einfügen aller Rohrenden in den Längsschlitz kann dann mit dem jeweils übrig bleibenden, nicht von eingefügten Rohrenden belegten Teil des Längsschlitzes in geeigneter Weise verfahren werden.

Beispielsweise kann dieser freigebliebene Längsschlitzteil nachträglich oder gemeinsam mit dem Dichtlöten der eingefügten Rohrenden abgedichtet werden, oder das Sammelrohr kann mit diesem freigebliebenen Längsschlitzteil dicht in ein Anschlußrohr eingefügt werden. Alternativ kann ein aus mehreren Einzelrohren gefertigtes Sammelrohr an wenigstens einer Endseite ein an der äußeren Stirnseite geschlossenes Einzelrohr mit nur zur inneren Stirnseite hin offenem Längsschlitz beinhalten, das mit seiner inneren Stirnseite in variabler Länge mit einem benachbarten Einzelrohr ineinandergesteckt werden kann, so daß die Längsschlitzausdehnung dadurch variabel einstellbar ist. Erfindungsgemäß lassen sich somit die Enden der Wärmeübertragerrohre problemlos in den gemeinsamen Längsschlitz auch dann einbringen, wenn die Rohrenden merkliche Fertigungsungenauigkeiten zeigen.

Bei einer nach Anspruch 2 weitergebildeten Sammelrohreinheit beinhaltet das Sammelrohr mehrere fließgepreßte, mit stirnseitigen Böden geschlossene Einzelrohre, die mit ihren Böden aneinanderstoßend zusammengefügt sind, wobei der Sammelrohrlängsschlitz vorzugsweise nach diesem Zusammenfügen der Einzelrohre eingebracht wird. Die miteinander verbundenen Rohrböden bilden dann Quertrennwände im Sammelrohr.

Bei einer nach Anspruch 3 weitergebildeten Sammelrohreinheit ist ein axial beidseitig offener Längsschlitz am jeweiligen Einzelrohr vorgesehen, das in diesem Fall durch Biegen eines zuvor vorzugsweise planen Blechteils gefertigt ist. Bei Bedarf kann das Biegen des Blechteils zum Rohr gleichzeitig mit dem Einfügen der Wärmeübertragerrohrenden erfolgen, so daß sich das Sammelrohr auch in der Querabmessung seines Längsschlitzes problemlos an eventuelle Fertigungstoleranzen der Wärmeübertragerrohrenden in dieser Ausdehnungsrichtung anpassen kann. In weiterer Ausgestaltung dieser Maßnahme sind gemäß Anspruch 4 die beiden den Längsschlitz begrenzenden Randflächen des Blechteils so geformt, daß sie einander nach dem Biegen des Blechteils zum Rohr parallel gegenüberliegen, so daß sie sich flächig gegen zueinander parallele, plane Außenflächen der eingefügten Wärmeübertragerrohrenden anlegen können, was die Stabilität und Dichtheit der Fügeverbindung begünstigt.

Bei einer nach Anspruch 5 weitergebildeten Sammelrohreinheit ist der Längsschlitz als Durchzug gestaltet, d.h. die Längsschlitzränder weisen einen nach innen oder außen umgebogenen Verlauf auf und können auf diese Weise die Wärmeübertragerrohrenden beim Einfügen federnd nachgiebig aufnehmen.

Eine nach Anspruch 6 weitergebildete Sammelrohreinheit beinhaltet eine Hülse, die auf den jeweiligen, vom offen ausmündenden Längsschlitz geschlitzten Stirnendbereich des Sammelrohres letzteres umschließend aufgeschoben werden kann. Mit der Hülse läßt sich ein nach Einfügen der Wärmeübertragerrohrenden eventuell frei bleibender endseitiger Teil des Längsschlitzes abdichten. Zudem stabilisiert die Hülse das Sammelrohr im Betrieb gegen ein Aufbiegen bei hohen Betriebsdrücken eines im Inneren strömenden Wärmeübertragungsmediums. In weiterer Ausgestaltung dieser Maßnahme weist gemäß Anspruch 7 die Hülse einen nur an ihrer in Aufschieberichtung vorderen Stirnseite offenen Längsschlitz auf, der als Einfuhrschlitz für eines oder mehrere, im betreffenden Endbereich in den Sammelrohr-Längsschlitz eingefügte Wärmeübertragerrohrenden dient. Die Hülse kann in diesem Fall in den Bereich des mit eingefügten Rohrenden belegten Teils des Sammelrohres bzw. des Längsschlitzes aufgeschoben sein, z.B. bis der Endanschlag des Einfuhrschlitzes gegen ein Wärmeübertragerrohrende zur Anlage kommt, so daß ein eventuell freigebliebener Teil des offen ausmündenden Sammelrohr-Längsschlitzes stets zuverlässig von der Hülse abgedeckt werden kann.

Bei einer nach Anspruch 8 weitergebildeten Sammelrohreinheit weist die Hülse einen geschlossenen Boden auf, oder sie ist dort offen gestaltet und kann durch einen separat anzubringenden Abschlußdeckel verschlossen werden. In jedem Fall läßt sich dadurch das Sammelrohr auf der betreffenden Stirnseite fluiddicht schließen.

Bei einer nach Anspruch 9 weitergebildeten Sammelrohreinheit ist an der Hülse ein Befestigungsdorn und/oder ein Halteelement, z.B. ein Halteflansch, angeformt. Damit kann nach Anbringen der Hülse am Sammelrohr die Sammelrohreinheit und mit ihr der zugehörige Rohrblock über den Befestigungsdorn bzw. das Halteelement fest mit einem weiteren Bauteil in gewünschter Weise verbunden werden.

Bei einer nach Anspruch 10 weitergebildeten Sammelrohreinheit ist das Sammelrohr aus mehreren Einzelrohren gefertigt, wobei wenigstens eines der beiden endseitigen Rohre auf seiner äußeren Stirnseite geschlossen und mit einem nur an seiner inneren Stirnseite offenen Längsschlitz versehen ist. Dieses endseitige Rohr kann in variabler Länge mit dem benachbarten Einzelrohr zusammengesteckt werden, so daß sich ein beidseitig geschlossener Längsschlitz mit variabel einstellbarer Länge bereitstellen läßt, indem die Wärmeübertragerrohre vor dem vollständigen Ineinanderstecken und Fixieren der beiden besagten Einzelrohre eingefügt werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht eines Sammelrohres mit einseitig offenem Längsschlitz,
Fig. 2: eine Seitenansicht eines Sammelrohres mit beidseitig offenem Längsschlitz,
Fig. 3: eine ausschnittweise Draufsicht auf einen Rohr/Rippenblock eines Wärmeübertragers mit seitlicher Sammelrohreinheit,
Fig. 4: eine Seitenansicht einer für die Sammelrohreinheit von Fig. 3 verwendeten Hülse,
Fig. 5: eine Seitenansicht einer modifizierten Hülse für die Sammelrohreinheit von Fig. 3,
Fig. 6: eine Querschnittansicht längs der Linie VI-VI von Fig. 3,
Fig. 7: eine Schnittansicht entsprechend Fig. 6, jedoch für ein Sammelrohr mit als Durchzug gestaltetem Längsschlitz,
Fig. 8: eine Querschnittansicht entsprechend der Linie VIII-VIII von Fig. 3, jedoch mit modifizierter Hülse,
Fig. 9: eine Querschnittansicht entsprechend der Linie IX-IX von Fig. 3, jedoch für eine weitere Hülsenmodifikation,
Fig. 10: eine Längsschnittansicht eines aus zwei Einzelrohren gefertigen Sammelrohres mit beidseitig geschlossenem, variabel einstellbarem Längsschlitz und
Fig. 11: eine teilweise Längsschnittansicht eines aus mehreren, mit geschlossenen Böden aneinandergefügten Einzelrohren aufgebauten Sammelrohres.

In Fig. 1 ist ein Sammelrohr 1 dargestellt, das aus einem Rundrohr gefertigt ist, in dessen Rohrwand ein axial verlaufender Längsschlitz 2 eingebracht ist. Der Längsschlitz 2 ist in einem Stirnendbereich 1a des Sammelrohrs 1 geschlossen, indem er dort mit Abstand vor dem betreffenden Rohrstirnende endet, während er im anderen Sammelrohr-Stirnendbereich 1b offen ausmündet.

Fig. 2 zeigt ein Sammelrohr 3, das einen axial verlaufenden Längsschlitz 4 aufweist, der sich durchgehend über die gesamte Sammelrohrlänge hinweg erstreckt und daher an beiden Stirnendbereichen 3a, 3b des Sammelrohrs offen ausmündet. Dieses Sammelrohr 3 kann als ein durchgehend geschlitztes Rohr oder alternativ durch Rundbiegen eines entsprechend dimensionierten Blechstreifens gefertigt sein.

Sammelrohre mit einseitig oder beidseitig offenem Längsschlitz, wie sie beispielhaft in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, können in Sammelrohreinheiten für Wärmeübertrager mit einem Rohrblock aus mehreren Wärmeübertragerrohren verwendet werden, insbesondere für Wärmeübertrager, bei denen Flachrohre mit tordierten Rohrenden als Wärmeübertragerrohre verwendet werden. Ein Beispiel für einen solchen Wärmeübertrager, wie er für einen Gaskühler oder einen Verdampfer einer CO₂-Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges verwendbar ist, ist ausschnittweise in Fig. 3 dargestellt. Dieser Wärmeübertrager beinhaltet einen Rohr-/Rippenblock aus einem Stapel beabstandeter Flachrohre 5, zwischen die wärmeleitende Wellrippen 6 eingebracht sind. Die Enden 5a der Flachrohre sind gegenüber dem Flachrohrmittenbereich um 90° um die Flachrohr-Längsmittelachse tordiert, wobei der Stapelabstand der Flachrohrmittenbereiche gleich der Flachrohrbreite gewählt ist, so daß die tordierten Rohrenden 5a in einer Reihe in Berührkontakt oder jedenfalls mit sehr geringem Abstand nebeneinanderliegen. Durch die 90°-Tordierung liegt die Flachrohrquerachse im äußeren Teil der tordierten Flachrohrenden 5a parallel zur Stapelrichtung des Rohr-/Rippenblocks und damit parallel zur Längsachse 7 eines seitlich des Rohr-/Rippenblocks in dieser Stapelrichtung oder Blockhochrichtung verlaufenden Sammelrohrs 8.

Das Sammelrohr 8 weist in seiner Rohrwand einen gemeinsamen Längsschlitz 9 für die Flachrohre 5 auf, in den alle auf dieser Blockseite liegenden, tordierten Flachrohrenden 5a fluiddicht eingefügt sind. Insbesondere kann das Sammelrohr 8 von einer der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bauarten sein. Um das Sammelrohr 8 in seinem in Fig. 3 unteren Bereich, in welchem der Längsschlitz 9 je nach Realisierung offen ausmündet oder geschlossen ist, fluiddicht abzuschließen, ist eine becherförmige Hülse 10 vorgesehen, die auf den betreffenden Stirnendbereich des Sammelrohres 8 aufgeschoben ist. Die becherförmige Hülse 10 schließt zum einen mit ihrem Boden das axial offene Sammelrohr 8 und zum anderen mit einem entsprechenden Seitenwandbereich einen gegebenenfalls noch freigebliebenen, nicht von einem eingesteckten Flachrohrende 5a ausgefüllten Teil des Längsschlitzes 9 ab. Das fluiddichte Verbinden der Hülse 10 mit dem Sammelrohr 8 kann gemeinsam mit dem fluiddichten Verbinden der eingefügten Flachrohrenden 5a mit dem Sammelrohr 8 mittels Dichtlöten erfolgen, wozu das Sammelrohr 8 aus lotplattiertem Material gefertigt sein kann.

Die Hülse 10 kann beispielsweise durch ein Tiefzieh- oder Fließpreßverfahren hergestellt sein. Wie in der Seitenansicht von Fig. 4 ersichtlich, weist sie einen in Richtung des Aufschiebens der Hülse 10 auf das Sammelrohr 8 einseitig offenen, d.h. auf der dem Hülsenboden gegenüberliegenden Seite ausmündenden Einfuhrschlitz 11 auf, mit dem das tordierte Ende des in Fig. 3 untersten Flachrohres 5b wenigstens teilweise in Eingriff kommt, wenn die Hülse 10 auf das Sammelrohr 8 aufgeschoben wird. Dazu entspricht die Breite des Einfuhrschlitzes 11 im wesentlichen der Dicke der Flachrohre 5. Je nach Länge der Hülse 10 und ihres Einfuhrschlitzes 11 umfaßt die Hülse 10 im aufgeschobenen Zustand auf diese Weise einen mehr oder weniger großen Teil des in das Sammelrohr 8 mündenden Endes des untersten Flachrohres 5b oder alternativ das gesamte Ende des untersten Flachrohres 5b und gegebenenfalls zusätzlich weitere Flachrohrenden und ist so in der Lage, auftretende Fertigungstoleranzen auszugleichen, d.h. unabhängig von diesen die geforderte Fluiddichtheit nach dem Dichtlöten zu gewährleisten.

Fig. 5 zeigt in der Seitenansicht eine gegenüber derjenigen von Fig. 4 modifizierte Hülse 12, bei der am Boden ein zusätzlicher Befestigungsdorn 13 angeformt ist, der dazu verwendet werden kann, an dem fertig montierten Wärmeübertrager mit der auf das Sammelrohr 8 aufgeschobenen Hülse 12 durch geeignete, mit dem Befestigungsdorn 13 zusammenwirkende Befestigungsmittel ein weiteres Bauteil in gewünschter Weise anzubringen. Im übrigen weist auch die Hülse 12 einen Einfuhrschlitz 11a zum Aufnehmen eines entsprechenden Teils der in den Längsschlitz 9 des Sammelrohres 8 eingefügten Reihe von tordierten Flachrohrenden 5a auf.

Die Hülsen 10, 12 können aufgrund des einseitig offenen Einfuhrsschlitzes 11, 11a jeweils so weit auf das Sammelrohr 8 aufgeschoben werden, bis das in Fig. 3 unterste, in das Sammelrohr 8 eingefügte Flachrohrende gegen die axiale Begrenzung des Einfuhrschlitzes 11, 11a oder das Sammelrohr 8 mit ihrer unteren Stirnfläche gegen den Hülsenboden zur Anlage kommt. Zweckmäßigerweise entspricht die Breite der Einfuhrschlitze 11, 11a im wesentlichen der Flachrohrdicke. In Anwendungsfällen, in denen die Hülse nur bis höchstens zum Erreichen des äußersten Flachrohrendes auf das Sammelrohr 8 aufgeschoben wird, kann der Einfuhrschlitz entfallen.

Wenn das Sammelrohr 8 auch auf seiner in Fig. 3 nicht gezeigten Stirnseite axial geschlossen ist und/oder der Längsschlitz 9 auch dort einer Abdichtung bedarf, kann in entsprechender Weise eine zweite Hülse auf diesen Stirnendbereich des Sammelrohrs 8 aufgeschoben sein. Die jeweilige stirnendseitige Hülse gewährleistet nicht nur die gewünschte Dichtheit, sondern verhindert gleichzeitig, daß das Sammelrohr 8, beispielsweise unter Druckeinwirkung im Gebrauch, sich aufbiegt oder auseinanderklafft, was insbesondere für den oder die Stirnendbereiche des Sammelrohrs 8 von Bedeutung ist, an denen der Sammelrohr-Längsschlitz 9 offen ausmündet.

Für eine gute Stabilität und Dichtigkeit der Verbindung der in den Sammelrohr-Längsschlitz 9 eingefügten Flachrohrenden 5a mit dem Sammelrohr 8 ist es günstig, wenn die Ränder des Längsschlitzes 9 Führungsflächen für die eingefügten Rohrenden 5a bilden, indem sie flächig gegen selbige anliegen. Unter diesem Gesichtspunkt vorteilhafte Gestaltungen sind in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht. Fig. 6 zeigt eine Variante, die sich insbesondere auch für den Fall eignet, daß das Sammelrohr 8 durch Rundbiegen eines Blechstreifens gefertigt ist. Bei dieser Variante liegen die beiden, den Längsschlitz 9 begrenzenden Randflächen einander parallel in einem Abstand gegenüber, der gleich oder geringfügig größer als die Dicke der eingfügten Flachrohrenden 5a ist. Bei Fertigung des Sammelrohrs 8 aus einem planen Blechstreifen bedeutet dies, daß dessen beide längsschlitzbegrenzende Randfläche vorzugsweise vor dem Biegen des Blechstreifens in eine entsprechende Form gebracht werden, damit sie sich nach dem Biegen im geforderten Abstand parallel und nicht gegeneinander geneigt gegenüberliegen.

Fig. 7 zeigt eine Variante, bei der ein modifiziertes Sammelrohr 8a mit einem als Durchzug gestalteten Längsschlitz 9a versehen ist, d.h. die den Längsschlitz begrenzenden Ränder 15a, 15b der Sammelrohrwand sind radial umgebogen, im gezeigten Fall nach innen, alternativ nach außen, und bilden dadurch eine federnd nachgiebige Halterung für die eingefügten Flachrohrenden 5a. Dazu liegen sich die umgebogenen Ränder 15a, 15b in einem Abstand gegenüber, der gleich oder geringfügig kleiner als die Dicke der Flachrohre 5a ist. Das Sammelrohr 8a wirkt in diesem Fall wie eine Feder, die sich beim Einfügen der Flachrohrenden 5a etwas aufweitet und die eingefügten Flachrohrenden 5a anschließend federnd festhält. Dies erleichtert die Montage insbesondere für den Fall, daß zunächst der gesamte Rohr-/Rippenblock und die eine oder mehreren seitlichen Sammelrohreinheiten aus Sammelrohr 8 und Hülse 10 lose vormontiert und dann in einem gemeinsamen Lötvorgang zu einer festen Wärmeübertragerstruktur verlötet werden. Gleichzeitig lassen sich mittels dieser Längsschlitzgestaltung als Durchzug Fertigungstoleranzen in der Dicke der Flachrohre 5a in gewissem Maße ausgleichen.

Fig. 8 zeigt eine weitere Variante hinsichtlich der Hülsenge staltung, bei der ein axial beidseitig offener Hülsenring 16 auf das Sammelrohr 8 aufgeschoben ist. Das Sammelrohr 8 ist in diesem Beispiel stirnseitig durch eine als Abschlußdeckel fungierende Ronde 17 geschlossen, die eine Nase 17a aufweist, welche für den fluiddichten Abschluß des ansonsten offen ausmündenden Längsschlitzes 9 sorgt. Erkennbar entspricht, wie auch bei den anderen Hülsengestaltungen, der Innendurchmesser des Hülsenrings 16 im wesentlichen dem Außendurchmesser des Sammelrohres 8.

Fig. 9 zeigt eine weitere Realisierung einer Hülse 18, die der Hülse 12 von Fig. 5 mit der Ausnahme entspricht, daß zusätzlich zu dem Befestigungsdorn 13 und dem Einfuhrschlitz 11a für ein darin aufgenommenes Flachrohrende 5a ein radial nach außen abstehender Befestigungsflansch 19 angeformt ist, über den der fertig montierte Wärmeübertrager in gewünschter Weise an einem zugehörigen Bauteil festgelegt werden kann, zusätzlich oder alternativ zur Anbringung eines entsprechenden Bauteils am Befestigungsdorn 13.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines aus zwei ineinandergesteckten Einzelrohren 20, 21 aufgebauten Sammelrohres. Dabei entspricht der Außendurchmesser des durchmesserkleineren Rohres 20 im wesentlichen dem Innendurchmesser des durchmessergrößeren Rohres 21, so daß das erstere in das letztere mit zusammenfallenden Längsachsen 22 bis zu einer gewünschten Tiefe eingesteckt und dann mit diesem fluiddicht verbunden, z.B. verlötet, werden kann. Die beiden Einzelrohre 20, 21 sind nur an ihren ineinandergesteckten Stirnenden 20a, 21a offen, an den äußeren Stirnenden 20b, 21b hingegen mit einem Boden geschlossen. Sie können beispielsweise als zunächst beidseitig offene Rohre gefertigt werden, die auf jeweils einer Stirnseite durch Rollieren unter Bildung des besagten Bodens verschlossen werden.

In die beiden Rohre 20, 21 ist je ein Längsschlitz 23, 24 eingebracht, der zum äußeren Rohrstirnende 20b, 21b hin geschlossen ist, d.h. mit Abstand vor dem dortigen Rohrboden endet, während er auf der gegenüberliegenden, inneren Rohrstirnseite 20a, 21a offen ausmündet. Bei der Bildung des Sammelrohres werden die beiden Rohre 20, 21, wie gezeigt, mit fluchtenden Längsschlitzen 23, 24 zusammengesteckt, so daß die beiden Längsschlitze 23, 24 zusammen einen beidseitig geschlossenen Sammelrohr-Längsschlitz ergeben. Dessen Länge ist variabel einstellbar, indem die beiden Einzelrohre 20, 21 mehr oder weniger weit ineinandergesteckt werden. Zur Fertigung des Wärmeübertragers werden zunächst die beiden einzelnen Rohre 20, 21 nur geringfügig ineinandergesteckt, wonach dann die Enden der Wärmeübertragerrohre lose in den noch ausreichend langen Sammelrohr-Längsschlitz eingefügt werden. Damit die Längsschlitzausdehnung in jedem Fall ausreicht, wird für die beiden einzelnen Rohre 20, 21 zweckmäßigerweise eine Länge von jeweils etwa dem 0,6-fachen bis 0,8-fachen der Blocklänge des Rohrblocks in Hochrichtung gewählt. Sobald dann alle Wärmeübertragerrohrenden eingefügt sind, werden die beiden Einzelrohre 20, 21 vollends so weit zusammengeschoben, bis sie gegen die eingefügten Wärmeübertragerrohrenden anstoßen und der Sammelrohr-Längsschlitz von diesen ausgefüllt ist. Auf diese Weise können wiederum Fertigungstoleranzen der Wärmeübertragerrohrenden problemlos ausgeglichen werden. Anschließend wird der lose zusammengefügte Verbund fixiert, z.B. mittels Dichtlöten.

Es versteht sich, daß als Variante des Beispiels von Fig. 10 zwischen den beiden gezeigten Einzelrohren 20, 21 ein oder mehrere weitere Einzelrohre vorgesehen sein können, die jeweils mit einem durchgehenden, an beiden Rohrstirnenden ausmündenden Längsschlitz versehen sind. Auch in diesem Fall läßt sich die Ausdehnung des aus den Längsschlitzen der Einzelrohre gebildeten Sammelrohr-Längsschlitzes durch variables Ineinanderstecken wenigstens eines äußeren Einzelrohres in das benachbarte Einzelrohr variabel einstellen.

Fig. 11 zeigt einen Ausschnitt aus einem weiteren Beispiel für die Realisierung eines Sammelrohres aus mehreren Einzelrohren. In diesem Beispiel ist für das gesamte Sammelrohr oder jedenfalls für den gezeigten Sammelrohrabschnitt eine Bildung aus Einzelrohren 25, 26, 27 vorgesehen, die an beiden Stirnseiten durch einen jeweiligen Boden 25a, 26a, 26b, 27a geschlossen sind. Die Einzelrohre 25, 26, 27 sind mit durchgehenden Längsschlitzen 29, 30, 31 versehen und mit aneinanderstoßenden Böden 25a, 26a; 26b, 27a und gemeinsamer Längsachse 28 so aneinandergefügt, daß ihre Längsschlitze 29, 30, 31 fluchten und einen durchgehenden Sammelrohr-Längsschlitz ergeben. Die Einzelrohre 25, 26, 27 sind vorzugsweise aus fließgepreßten, beidseitig offenen Rohlingen gefertigt, an denen dann stirnseitig durch Rollieren die Böden 25a, 26a, 26b, 27a ausgebildet werden. An den aneinanderstoßenden Böden 25a, 26a; 26b, 27a sind die Einzelrohre 25, 26, 27 fest miteinander verbunden, wobei je ein Paar zusammengefügter Böden 25a, 26a; 26b, 27a eine Quertrennwand des Sammelrohres bildet, so daß in Längsrichtung des Sammelrohres aufeinanderfolgende, getrennte Sammelräume gebildet sind. In die Böden 25a, 26a, 26b, 27a sind durch die durchgehenden Längsschlitze 29, 30, 31 entsprechende Schlitze eingebracht, welche die einzufügenden Wärmeübertragerrohrenden in diesem Bereich aufnehmen können. Vorzugsweise steht die Wandstärke des Rohrmantels der Einzelrohre 25, 26, 27 zur Dicke der stirnseitigen Böden 25a, 26a, 26b, 27a in einem Verhältnis von etwa 2:1. In diesem Fall entspricht dann die Trennwandstärke der Rohrwandstärke.

Die gezeigten Beispiele verdeutlichen, daß die erfindungsgemäße Sammelrohreinheit mit einem wenigstens einseitig offenen oder einem in seiner Länge variabel einstellbaren Längsschlitz im Sammelrohr die Realisierung von auch unter hohen Betriebsdrücken zuverlässig dichten Wärmeübertragern mit einem Rohrblock aus mehreren Wärmeübertragerrohren ermöglicht, die in einem jeweiligen Endbereich in den gemeinsamen Längsschlitz des Sammelrohres münden. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur die gezeigten, sondern weitere Realisierungen umfaßt, z.B. solche, bei denen ein Anschlußrohr fluiddicht direkt an das Stirnende des Sammelrohres angeschlossen ist. Außerdem ist die Erfindung nicht auf den gezeigten Fall geradliniger Flachrohre mit rechtwinklig tordierten Enden beschränkt, sondern läßt sich überall dort verwenden, wo mehrere Wärmeübertragerrohre endseitig in einen gemeinsamen Längsschlitz eines Sammelrohres münden. Es versteht sich zudem, daß statt des gezeigten Rundrohrtyps Sammelrohre mit anderen Querschnittsformen verwendbar sind, z.B. solche mit ovalem oder mehreckigem Querschnitt. In allen Ausführungsbeispielen können zudem eine oder mehrere Trennwände im Sammelrohr vorgesehen sein, um in diesem mehrere getrennte Sammelräume bereitzustellen.

In jedem Fall gewährleistet die Erfindung durch die Bereitstellung des wenigstens einseitig offenen oder variabel einstellbaren, den einzufügenden Enden mehrerer zugehöriger Wärmeübertragerrohre gemeinsamen Längsschlitzes einen problemlosen Ausgleich von Fertigungstoleranzen der eingefügten Rohrenden insbesondere hinsichtlich deren Ausdehnung in der Längsrichtung dieses Schlitzes.

Claims

Wärmeübertrager mit einem Rohrblock aus mehreren Wärmeübertragerrohren und mit einer Sammelrohreinheit, mit einem Sammelrohr (1), in dessen Rohrwand ein gemeinsamer Längsschlitz (2) für darin einzufügende Enden (5a) der Wärmeübertragerrohre (5) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (1) aus mehreren stimseitig ineinandergesteckten oder aneinander gefügten Einzelrohren mit jeweils wenigstens an einer Einzelrohrstirnseite (1b) offenem, vor oder nach dem Aufbau des Sammelrohres eingebrachtem Längsschlitz (2) gefertigt ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr mehrere fließgepreßte, mit stimseitigen Böden geschlossene Einzelrohre (25, 26, 27) beinhaltet, die mit ihren Böden (25a; 26a; 27a) aneinanderstoßend zusammengefügt und mit durchgehenden, fluchtenden Längsschlitzen (29, 30, 31) versehen sind.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Einzelrohr mit an beiden Stirnseiten (3a, 3b) offenem Längsschlitz (4) durch Biegen eines Blechteils gefertigt ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden längsschlitzbegrenzenden Randflächen (14a, 14b) des jeweiligen Blechteils so geformt sind, dass sie einander nach dem Biegen des Blechteils zum Einzelrohr parallel gegenüberliegen.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitz (9a) als Durchzug gestaltet ist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet durch eine Hülse (10), die das Sammelrohr (8) umschließend stirnseitig auf dieses aufschiebbar ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) einen in der Aufschieberichtung einseitig offenen Einfuhrschlitz (11) aufweist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) an ihrem in Aufschieberichtung hinteren Stimende einen geschlossenen Boden aufweist oder offen ist und in letzterem Fall durch einen Abschlußdeckel (17) verschließbar ist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hülse (18) ein Befestigungsdorn (13) und/oder ein Halteelement (19) angeformt ist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr aus mehreren Einzelrohren (20, 21) gefertigt ist, wobei wenigstens eines der beiden endseitigen Rohre auf seiner äußeren Stirnseite (20b, 21b) geschlossen und mit einem nur an seiner inneren Stirnseite (20a, 21a) offenen Längsschlitz versehen und mit dem benachbarten Einzelrohr zusammengesteckt ist.