EP1588115B1 - Wärmeübertrager, insbesondere gaskühler - Google Patents

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EP1588115B1
EP1588115B1 EP03815365A EP03815365A EP1588115B1 EP 1588115 B1 EP1588115 B1 EP 1588115B1 EP 03815365 A EP03815365 A EP 03815365A EP 03815365 A EP03815365 A EP 03815365A EP 1588115 B1 EP1588115 B1 EP 1588115B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
longitudinal
collecting box
tongues
flat tube
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03815365A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1588115A1 (de
Inventor
Uwe FÖRSTER
Kurt Molt
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Publication of EP1588115A1 publication Critical patent/EP1588115A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1588115B1 publication Critical patent/EP1588115B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F28F9/0204—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
    • F28F9/0214—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only longitudinal partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0073—Gas coolers

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular a gas cooler for a CO2 refrigerant circuit of a motor vehicle air conditioning system, according to the preamble of claim 1.
  • Heat exchanger for air conditioners with R134a as refrigerant eg. B. capacitors consist of a heat transfer network with flat tubes and both sides of the network arranged collecting pipes with circular or other cross-section.
  • Other heat exchangers for air conditioning z. B. double-row evaporator after the DE-A 198 26 881 the applicant have a subdivided into two Lzanskammem collecting box, which is made of a prepared sheet metal blank by bending over the edge regions of the sheet metal blank. This gives a central, double-layered longitudinal partition, which is fixed by means of tongues in recesses of a flat header tank bottom.
  • each longitudinal chamber communicates with a row of flat tubes.
  • CO2 R744
  • a manifold consists of four juxtaposed circular flow channels. The production of such an extruded manifold is expensive because of the tools required for it.
  • the collection box is integrally formed and is bent from a sheet metal strip so that there are two longitudinal channels, however, - are different from this prior art - only with a flat tube row in fluid communication. Due to this design of the collecting tank, an approximately circular cross-section and thus a pressure-resistant collection box is made possible.
  • the two-ply longitudinal partition is fixed and anchored by means of tongues in a central region of the metal strip, which facilitates the manufacture and increases the strength.
  • the tongues for fixing the longitudinal dividing wall can be arranged either on the side facing the flat tubes or facing away. This increases the Krasmögtichkeiten the heat exchanger.
  • notches are arranged in the longitudinal partition wall in the region of the flat tube ends, which project into the longitudinal channels, in which engage the flat tube ends.
  • the flat tubes can be pushed into the collecting box relatively far - approximately to the middle - and formed with a maximum depth (the depth of the flat tube is measured in the direction of air flow).
  • the collection box is thus only insignificantly lower than that Flat tube. This can be advantageously created space for transformations or passages.
  • gaps are left between the notches and the flat tube ends, which may for example be U-shaped or arranged only laterally or above the flat tube. It is advantageous if the notches simultaneously serve as a stop for the flat tubes when they are pushed through the slot-shaped openings in the collection box. This results in a precise positioning of the flat tubes in the collecting box. Through the column to reach a pressure and flow compensation between the two adjacent longitudinal channels.
  • the region of the collecting tank, in which the recesses are arranged with the tongues slightly inwards, d. H. be retracted in the direction of the longitudinal partition, resulting in a certain "sidecut" for the cross section of the header. This ensures that the cross sections of the longitudinal channels even more, d. H. beyond a circumference of 270 degrees to a circular cross-section, which benefits the strength and weight.
  • Fig. 1 shows a section of a gas cooler 1 with a collecting box 2 and flat tubes 3, which open with their flat tube ends 3a in the collecting box 2 and are received in slot-shaped openings 4. Between the flat tubes 3 are - which is not shown - corrugated fins provided to increase the air side heat exchange surface.
  • the gas cooler 1 is particularly suitable for use in a refrigerant circuit with CO2 as the refrigerant of a motor vehicle air conditioning system, but not limited to this application.
  • the gas cooler is the primary side, ie flows through in the collecting tanks and the flat tubes of gaseous CO2 at a pressure of about 120 bar and the secondary side acted upon by ambient air; It has the task of cooling the CO2 gas from a temperature of approx. 150 degrees Celsius to 50 degrees Celsius. The resulting pressure is about ten times that of conventional condensers in a circuit with the refrigerant R134a.
  • Fig. 2 shows the gas cooler 1 according to Fig. 1 in a section, wherein it is clear that the collecting box 2 is integrally formed. He has two Lzanskammem 5, 6, which are separated by a double longitudinal partition 7 from each other.
  • the collection box 2 is made of a sheet metal plate or a sheet metal strip 8, which outer edge strips or longitudinal edges 9, 10, which are provided with tongues 11, 12. In the middle of the sheet metal tire 8, 12 recesses 13 are arranged according to the arrangement of the tongues 11 ,.
  • the collecting box 2 is made from the prepared, ie cut and punched sheet metal strip 8 in such a way that the sides with the longitudinal edges 9, 10 bent to approximately cylindrical channels 5, 6 and that the longitudinal edges 9, 10 centrally and approximately perpendicular to a central Connection region 14 are returned, where they are inserted with the tongues 11, 12 in the recesses 13.
  • the flat tubes 3 are inserted with their flat tube ends 3a in the openings 4 and protrude with its upper edge 3b about halfway in the free cross section of the longitudinal channels 5, 6 in. Since the cross section of the longitudinal channels 5, 6 here its has maximum width, resulting from the narrowing thereafter cross section, a stop for the flat tubes.
  • Fig. 3 shows a section through the gas cooler 1 in the plane III-III in Fig. 2
  • This section through the longitudinal channel 5 shows the partition 7, which has U-shaped notches 15 in the region of the flat tube ends 3a.
  • a gap 16 is left, which releases a flow cross-section between the two longitudinal channels 5, 6.
  • the refrigerant can also escape through this gap 16 in the middle of the flat tube ends 3a, and on the other hand, refrigerant can flow from one longitudinal channel 5 into the other longitudinal channel 6 and vice versa, so that pressure equalization can take place between the two longitudinal channels.
  • the notches 15 and the gap form 16 are given by way of example only - the shape of the gap can also be modified in such a way that only above the flat tube ends, ie above the upper edge 3b, there is a gap or only laterally of the flat tube ends 3a. In the latter case, the Flachrohroberkante 3b would abut the notch in the partition wall 7, which would result in a stop.
  • the tongues 11, 12 protrude beyond the outer wall of the collecting tank 2 and are each arranged approximately centrally between two flat tubes 3. However, it is also possible to skip one or more Flachrohrabments and to arrange the tongues 11, 12 and the recesses 13 at any intervals between two flat tubes.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of a gas cooler 20 with a collecting box 21 and flat tubes 22.
  • tongues 23 and recesses 24 are here on the top of the collecting box 21, that is arranged on the flat tubes 22 side facing away.
  • Fig. 5 shows this gas cooler 20 in section.
  • the collecting box 21 is basically the same as in the embodiment according to Fig. 2 , but mirror-inverted.
  • the collecting box 21 has two longitudinal chambers 21a, 21b, which are divided by a double longitudinal partition wall 25 from each other.
  • the flat tubes 22 are inserted through a not visible here opening in the collecting box 21 so that they fill with their flat tube ends 22a about half of the longitudinal channels 21 a, 21 b.
  • the upper edge 22b is thus at the height of the maximum width of the inner cross sections.
  • the Flat tube 22. Skin has a continuous depth t, which extends into the collection box 21.
  • Fig. 6 shows a section in the plane VI-VI through the longitudinal channel 21a in Fig. 5 ,
  • the flat tubes 22 are inserted through corresponding openings 26 in the collection box 21, wherein the openings 26 extend over the full depth t of the flat tube 22.
  • approximately circular notches 27 are arranged, which transition into a rectangular cross section corresponding to the flat tube cross section and thus allow the insertion of the flat tube ends 22a.
  • an approximately circular gap 28 is left, which forms a passage cross section between the two longitudinal chambers 21a, 21b.
  • no gap is left.
  • the tongues 23 and also the not visible recesses here are each arranged between the flat tubes 22.
  • Fig. 7 shows a third embodiment of a gas cooler 30 with a collecting box 31 and flat tubes 32.
  • a double longitudinal partition wall 33 is anchored with tongues 34 in a central connecting portion 35, said connecting portion 35 is retracted slightly inward, ie by an amount x relative to a lower boundary line I of the header box 31 offset inwards.
  • the cross sections of the longitudinal channels 36, 37 are approximated to the circular shape beyond the three-quarter circle (270 degrees). Nevertheless, the offset middle connecting region 35 and the double longitudinal dividing wall 33 form a right angle. This cross-sectional shape thus offers a higher compressive strength for the collecting box 31.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Gaskühler für einen CO2-Kältmittelkreislauf einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Wärmeübertrager für Klimaanlagen mit R134a als Kältemittel, z. B. Kondensatoren bestehen aus einem Wärmeübertragemetz mit Flachrohren sowie beidseitig des Netzes angeordneten Sammelrohren mit kreisförmigen oder anderem Querschnitt. Andere Wärmeübertrager für Klimaanlagen, z. B. zweireihige Verdampfer nach der DE-A 198 26 881 der Anmelderin weisen einen in zwei Längskammem unterteilten Sammelkasten auf, der aus einer vorbereiteten Blechplatine durch Umbiegen der Randbereiche der Blechplatine hergestellt ist. Man erhält so eine mittige, doppellagige Längstrennwand, die mittels Zungen in Aussparungen eines ebenen Sammelkästenbodens fixiert ist. Im Boden sind zwei Reihen von Durchzügen für die beiden Flachrohrreihen angeordnet, das heißt jede Längskammer kommuniziert mit einer Flachrohrreihe. Mit dieser Bauweise wird bereits eine relativ hohe Druckfestigkeit erzielt. Bei modernen Klimaanlagen, die CO2 (R744) als Kältemittel verwenden, treten jedoch erheblich höhere Drücke auf, die ungefähr das Zehnfache betragen und die mit den herkömmlichen Bauweisen für Wärmeübertrager nicht mehr zu bewältigen sind. Man hat daher in der WO 98/51 983 extrudierte Sammelrohre mit einer erhöhten Wandstärke vorgeschlagen, wobei ein Sammelrohr aus vier nebeneinander angeordneten kreisförmigen Strömungskanälen besteht. Die Herstellung eines solchen extrudierten Sammelrohres ist wegen der dafür benötigten Werkzeuge kostenaufwendig.
  • Ein anderer Typ von Sammelrohr wurde in der DE-A 199 06 289 vorgeschlagen, wobei ein Sammelrohr aus zwei oder drei extrudierten oder gepressten Teilen aufgebaut ist und zwei kreisförmige Strömungskanäle für das Kältemittel (CO2) aufweist. Auch bei dieser Bauweise muss wenigsten ein Teil des Sammelrohres durch Extrusion oder andere aufwendige Umformverfahren hergestellt werden, was sich ungünstig auf die Herstellkosten des Wärmeübertragers, wie beispielsweise Gaskühler, auswirkt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass der Sammelkasten eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Wie an sich aus dem eingangs genannten Stand der Technik ( DE-A 198 26 881 ) bekannt, ist der Sammelkasten einteilig ausgebildet und wird aus einem Blechstreifen derart gebogen, dass sich zwei Längskanäle ergeben, die allerdings - abweichend von diesem Stand der Technik - nur mit einer Flachrohrreihe in Fluidverbindung stehen. Durch diese Bauweise des Sammelkastens wird ein annähernd kreisförmiger Querschnitt und damit ein druckfester Sammelkasten ermöglicht. Die doppellagige Längstrennwand ist mittels Zungen in einem mittleren Bereich des Blechstreifens fixiert und verankert, was die Fertigung erleichtert und die Festigkeit erhöht.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Zungen zur Fixierung der Längstrennwand entweder auf der den Flachrohren zugewandten oder abgewandten Seite angeordnet sein. Dies erhöht die Gestaltungsmögtichkeiten des Wärmeübertragers.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind in der Längstrennwand im Bereich der Flachrohrenden, welche in die Längskanäle hineinragen, Ausklinkungen angeordnet, in welche die Flachrohrenden eingreifen. Dadurch können die Flachrohre relativ weit - ungefähr bis zur Mitte - in den Sammelkasten hineingeschoben und mit einer maximalen Tiefe ausgebildet werden (die Tiefe des Flachrohres wird in Luftströmungsrichtung gemessen). Der Sammelkasten ist somit nur unwesentlich tiefer als das Flachrohr. Damit kann vorteilhaft Platz für Umformungen oder durchzüge geschaffen werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den Ausklinkungen und den Flachrohrenden Spalte belassen, die beispielsweise U-förmig ausgebildet oder nur seitlich oder oberhalb des Flachrohres angeordnet sein können. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Ausklinkungen gleichzeitig als Anschlag für die Flachrohre dienen, wenn diese durch die schlitzförmigen Öffnungen in den Sammelkasten hineingeschoben werden. Dadurch ergibt sich eine genaue Positionierung für die Flachrohre im Sammelkasten. Durch die Spalte erreicht man einen Druck- und Strömungsausgleich zwischen den beiden nebeneinander liegenden Längskanälen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Bereich des Sammelkastens, in dem die Aussparungen mit den Zungen angeordnet sind, etwas nach innen, d. h. in Richtung der Längstrennwand eingezogen werden, wodurch sich eine gewisse "Taillierung" für den Querschnitt des Sammelkastens ergibt. Damit wird erreicht, dass die Querschnitte der Längskanäle noch mehr, d. h. über 270 Grad Umfang hinaus an einen Kreisquerschnitt angenähert werden, was der Festigkeit und dem Gewicht zugute kommt.
  • Schließlich kann es auch vorteilhaft sein, die Querschnitte der beiden Längskanäle nicht gleich, sondern verschieden auszubilden, wobei auch die Lage der Trennwand außermittig, d. h. asymmetrisch sein kann. Wesentlich bei der Gestaltung des Sammelkastens ist, dass die Zungen etwa rechtwinklig zum Verbindungsstreifen mit den Aussparungen angeordnet sind, um eine optimale Zugankerwirkung zu erzielen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine perspektivische Teilansicht eines Gaskühlers,
    Fig. 2
    einen Schnitt durch den Gaskühler gemäß Fig. 1,
    Fig. 3
    einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,
    Fig. 4
    ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gaskühlers,
    Fig. 5
    einen Schnitt durch den Gaskühler gemäß Fig. 4,
    Fig. 6
    einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5,
    Fig. 7
    ein drittes Ausführungsbeispiel eines Gaskühlers im Schnitt.
  • Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Gaskühlers 1 mit einem Sammelkasten 2 und Flachrohren 3, die mit ihren Flachrohrenden 3a in den Sammelkasten 2 münden und in schlitzförmigen Öffnungen 4 aufgenommen sind. Zwischen den Flachrohren 3 sind - was nicht dargestellt ist - Wellrippen zur Vergrößerung der luftseitigen Wärmeaustauschfläche vorgesehen. Der Gaskühler 1 ist insbesondere zur Verwendung in einem Kältemittelkreislauf mit CO2 als Kältemittel einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage geeignet, allerdings nicht auf diese Anwendung beschränkt. Der Gaskühler wird primärseitig, d. h. in den Sammelkästen und den Flachrohren von gasförmigem CO2 bei einem Druck von etwa 120 bar durchströmt und sekundärseitig von Umgebungsluft beaufschlagt; er hat die Aufgabe, das CO2-Gas von einer Temperatur von ca. 150 Grad Celsius auf 50 Grad Celsius abzukühlen. Der hierbei auftretende Druck beträgt etwa das Zehnfache gegenüber herkömmlichen Kondensatoren in einem Kreislauf mit dem Kältemittel R134a.
  • Fig. 2 zeigt den Gaskühler 1 gemäß Fig. 1 in einem Schnitt, wobei deutlich wird, dass der Sammelkasten 2 einstückig ausgebildet ist. Er weist zwei Längskammem 5, 6 auf, die durch eine doppelte Längstrennwand 7 voneinander abgeteilt sind. Der Sammelkasten 2 ist aus einer Blechplatine bzw. einem Blechstreifen 8 hergestellt, welcher äußere Randstreifen bzw. Längsränder 9, 10 aufweist, die mit Zungen 11, 12 versehen sind. In der Mitte des Blechsreifens 8 sind, entsprechend der Anordnung der Zungen 11, 12 Aussparungen 13 angeordnet.
  • Der Sammelkasten 2 wird aus dem vorbereiteten, d. h. zugeschnittenen und ausgestanzten Blechstreifen 8 in der Weise hergestellt, dass die Seiten mit den Längsrändern 9, 10 zu etwa zylinderförmigen Kanälen 5, 6 umgebogen und dass die Längsränder 9, 10 mittig und etwa senkrecht auf einen mittleren Verbindungsbereich 14 zurückgeführt werden, wo sie mit den Zungen 11, 12 in die Aussparungen 13 gesteckt werden. Damit sind die Längsränder 9, 10 fixiert, und der Sammelkasten 2 ist fertig für den Lötprozess. Die Flachrohre 3 sind mit ihren Flachrohrenden 3a in die Öffnungen 4 gesteckt und ragen mit ihrer Oberkante 3b etwa zur Hälfte in den freien Querschnitt der Längskanäle 5, 6 hinein. Da der Querschnitt der Längskanäle 5, 6 hier seine maximale Breite hat, ergibt sich durch den sich danach verengenden Querschnitt ein Anschlag für die Flachrohre 3.
  • Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Gaskühler 1 in der Ebene III-III in Fig. 2. Dieser Schnitt durch den Längskanal 5 zeigt die Trennwand 7, welche U-förmige Ausklinkungen 15 im Bereich der Flachrohrenden 3a aufweist. Zwischen der Kontur der Flachrohrenden 3a und der Kontur der Ausklinkung 15 ist ein Spalt 16 belassen, der einen Durchströmungsquerschnitt zwischen den beiden Längskanälen 5, 6 freigibt. Durch diesen Spalt 16 kann einerseits das Kältemittel auch in der Mitte der Flachrohrenden 3a austreten, und andererseits kann Kältemittel von einem Längskanal 5 in den anderen Längskanal 6 und umgekehrt strömen, sodass zwischen beiden Längskanälen ein Druckausgleich stattfinden kann. Die Ausklinkungen 15 bzw. die Spaltform 16 sind der Zeichnung nur beispielhaft angegeben - die Form des Spaltes kann auch in der Weise abgeändert werden, dass sich nur oberhalb der Flachrohrenden, d. h. oberhalb der Oberkante 3b ein Spalt befindet oder nur seitlich der Flachrohrenden 3a. In letzterem Falle würde die Flachrohroberkante 3b an die Ausklinkung in der Trennwand 7 anstoßen, wodurch sich ein Anschlag ergäbe. Die Zungen 11, 12 stehen über die Außenwand des Sammelkastens 2 hervor und sind jeweils etwa mittig zwischen zwei Flachrohren 3 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, ein oder mehrere Flachrohrabstände zu überspringen und die Zungen 11, 12 und die Aussparungen 13 in beliebigen Abständen jeweils zwischen zwei Flachrohren anzuordnen.
  • Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels eines Gaskühlers 20 mit einem Sammelkasten 21 und Flachrohren 22. Zungen 23 und Aussparungen 24 sind hier auf der Oberseite des Sammelkasten 21, d. h. auf der den Flachrohren 22 abgewandten Seite angeordnet.
  • Fig. 5 zeigt diesen Gaskühler 20 im Schnitt. Der Sammelkasten 21 ist prinzipiell gleich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, jedoch spiegelbildlich ausgebildet. Der Sammelkasten 21 weist zwei Längskammern 21a, 21b auf, die durch eine doppelte Längstrennwand 25 voneinander abgeteilt sind. Die Flachrohre 22 werden durch eine hier nicht sichtbare Öffnung in den Sammelkasten 21 eingeschoben, sodass sie mit ihren Flachrohrenden 22a etwa die Hälfte der Längskanäle 21 a, 21 b ausfüllen. Die Oberkante 22b liegt damit auf der Höhe der maximalen Breite der Innenquerschnitte. Das Flachrohr 22. haut eine durchgehend Tiefe t, die sich bis in den Sammelkasten 21 erstreckt.
  • Fig. 6 zeigt einen Schnitt in der Ebene VI-VI durch den Längskanal 21a in Fig. 5. Die Flachrohre 22 sind durch entsprechende Öffnungen 26 im Sammelkasten 21 eingesetzt, wobei sich die Öffnungen 26 über die volle Tiefe t des Flachrohres 22 erstrecken. Oberhalb der Oberkante 22b der Flachrohrenden 22a sind etwa kreisförmige Ausklinkungen 27 angeordnet, die in einen rechteckigen Querschnitt entsprechend dem Flachrohrquerschnitt übergehen und somit das Einführen der Flachrohrenden 22a erlauben. Oberhalb der Oberkante 22b der Flachrohrenden 22a ist ein etwa kreisförmiger Spalt 28 belassen, der einen Durchtrittsquerschnitt zwischen den beiden Längskammem 21a, 21b bildet. Unmittelbar neben den Flachrohrenden 22a ist kein Spalt belassen. Die Zungen 23 und ebenso die hier nicht sichtbaren Aussparungen sind auch hier jeweils zwischen den Flachrohren 22 angeordnet.
  • Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für einen Gaskühler 30 mit einem Sammelkasten 31 und Flachrohren 32. Eine doppelte Längstrennwand 33 ist mit Zungen 34 in einem mittleren Verbindungsbereich 35 verankert, wobei dieser Verbindungsbereich 35 etwas nach innen eingezogen ist, d. h. um einen Betrag x gegenüber einer unteren Begrenzungslinie I des Sammelkastens 31 nach innen versetzt. Dadurch werden die Querschnitte der Längskanäle 36, 37 über den Dreiviertel-Kreis (270 Grad) hinaus der Kreisform angenähert. Dennoch bilden der abgesetzte mittlere Verbindungsbereich 35 und die doppelte Längstrennwand 33 einen rechten Winkel. Diese Querschnittsform bietet somit eine höhere Druckfestigkeit für den Sammelkasten 31.
  • Alle oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für hohe Innendrücke und damit auch für einen mit CO2 betriebenen Kättemittelkreislauf einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage geeignet und vorteilhaft.
    • Bezugszahlen
    • 1
    Gaskühler
    2
    Sammelkasten
    3
    Flachrohr
    4
    Öffnung
    5
    Längskanal
    6
    Länskammer
    7
    Längstrennwand
    8
    Blechstreifen
    9
    Längsrand
    10
    Längsrand
    11
    Zunge
    12
    Zunge
    13
    Aussparung
    14
    mittlerer Verbindungsbereich
    15
    Ausklinkung, U-förmig
    16
    Spalt
    17
    Spalt
    20
    Gaskühler
    21
    Sammelkasten
    21a
    Längskammer
    21b
    Längskammer
    22
    Flachrohre
    23
    Zunge
    24
    Aussparung
    25
    Längstrennwand
    26
    Öffnung
    27
    Ausklinkung
    28
    Spalt
    30
    Gaskühler
    31
    Sammelkasten
    32
    Flachrohr
    33
    Längstrennwand
    34
    Zungen
    35
    mittlerer Verbindungsbereich
    36
    Längskanal
    37
    Längskanal
    38
    Spalt

Claims (14)

  1. Wärmeübertrager, insbesondere Gaskühler für einen CO2-Kältemittelkreislauf einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit mindestens einem Sammelkasten (2), der durch eine Längstrennwand (7) in zwei Längskanäle (5, 6) unterteilt ist, und einer Reihe von Flachrohren (3) mit Flachrohrenden (3a), die in Öffnungen (4) im Sammelkasten (2) aufgenommen und mit den Längskanälen (5, 6) in Fluidverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (2) mit den Längskanälen (5, 6) aus einem vorbereiteten Blechstreifen (8) mit Zungen (11, 12) aufweisenden Längsrändern (9, 10) und einem Aussparungen (13) aufweisenden mittleren Verbindungsbereich (14) gebogen ist, wobei die Längsränder (9, 10) die Längstrennwand (7) bilden und über die Zungen (11, 12) in den Aussparungen (13) verankert sind.
  2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (11, 12) und Aussparungen (13) auf der den Flachrohren (3) zugewandten Seite des Sammelkastens (2) angeordnet sind.
  3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (23) und die Aussparungen (24) auf der den Flachrohren (22) abgewandten Seite des Sammelkastens (21) angeordnet sind.
  4. Wärmeübertrager-nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längstrennwand (7, 25) Ausklinkungen (15, 27) aufweist, in welche die Flachrohrenden (3a, 22a) eingreifen.
  5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkasten oder Teile des Sammelkastens mit entsprechenden Umformungen, Anformungen und/oder Versickungen versehen ist, die als Anschläge für die Rohre dienen.
  6. Wärmeübertrager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ausklinkungen (15, 27) und den Flachrohrenden (3a, 22a) Spalte (16, 28) belassen sind.
  7. Wärmeübertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalte (16) U-förmig ausgebildet sind.
  8. Wärmeübertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalte seitlich angeordnet sind und die Ausklinkungen einen Anschlag für die Rohrenden bilden.
  9. Wärmeübertrager nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Spalte (28) oberhalb und/oder unterhalb der Flachrohrenden (22a, 22b) angeordnet sind.
  10. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (11, 12; 23) und Aussparungen (13, 24) zwischen dedem n-ten Flachrohr (3, 22) angeordnet sind, mit n = 1, 2, 3, 4, 5, ....
  11. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Längskanäle (5, 6; 23, 24; 36, 37) annähernd kreisförmig, insbesondere über einen Umfangsbereich von mindesten 270 Grad ausgebildet sind.
  12. Wärmeübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der die Zungen (34) aufnehmende mittlere Verbindungsbereich (35) in Richtung der Längstrennwand (33) um einen Betrag x eingezogen oder nach außen gewölbt ist.
  13. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Längskanäle verschieden in Form und/oder Größe sind.
  14. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längstrennwand zumindest eine Öffnung oder Ausklinkung oder Überströmöffnung besitzt.
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