PL126241B1 - Heat exchanger and method of making the same - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wymiennik ciepla, skladajacy sie z szeregu plaskich i równolegle wzgledem siebie ustawionych zeber oraz z osadzonych prostopadle w otworach tych zeber rur, stosowany zwlaszcza do chlodzenia silnika pojazdu samochodowego, przy czym przez rury jest przepuszczany czynnik chlodzacy, korzystnie woda, a zebra sa omywane atmosferycznym powietrzem.Przedmiotem wynalazku jest takze sposób wykonywa¬ nia wymiennika ciepla, w którym to sposobie wykonuje sie w zebrach otwory, a nastepnie w otworach tych zeber oiadza sie rury.W wymiennikach ciepla, skladajacych sie z zeber i rur, stosowanych zwlaszcza jako chlodnice silników samochodowych, dazy sie do tego, aby rury scisle przylegaly do obrzezy otworów w zebrach, poniewaz poprawia to w duzym stopniu wspólczynnik wymiany ciepla. Przy wytwarzaniu takich wymienników ciepla powstaje wlasnie problem laczenia rur z obrzezami otworów w zebrach, przez które te rury przechodza.Znany z amerykanskiego opisu patentowego nr 3 034 204 tego rodzaju wymiennik ciepla sklada sie z zeber zaopatrzonych w podluzne otwory i z rur plaskich osadzonych w tych otworach. Poniewaz dluzsze od¬ cinki obrzezy podluznych otworów sa prostoliniowe i równolegle do siebie, przeto i poprzeczny przekrój rur przyjmuje taki sam ksztalt. Ta prostolinijnosc dluzszych o cinków obrzezy otworów zeber nie pozwala na scisle przyleganie do nich rur bez spawania.Sposób wykonywania tych znanych z amerykanskiego 10 15 20 25 30 opisu patentowego nr 3 034 204 wymienników ciepla polega na tym, ze w zebrach wykonuje sie podluzne otwory, które moga przyjac dwie sztywno polaczone ze soba rury. Rury wykonuje sie poczawszy od plytki zawierajacej dwie podluzne i równolegle wzgledem siebie szczeliny. Plytka zostaje najpierw osadzona w otworze zebra, nastepnie zostaje w szczeliny plytki wtloczona ciecz, która rozpiera od wewnatrz plytke tworzac rure o przekroju poprzecznym zgodnym z ksztal¬ tem otworu w zebrze. Wreszcie rura zostaje laczona z obrzezem otworu w zebrze przez spawanie. Sposób ten jest uciazliwy i kosztowny.Celem wynalazku jest opracowanie takiego wymien¬ nika ciepla oraz sposobu jego wykonywania, który bedzie skuteczny w dzialaniu i który nie bedzie wymagal la¬ czenia rur z obrzezami otworów w zebrach przez spa¬ wanie.Zgodnie z wynalazkiem cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze plaskie rury, które na calym swym obwodzie scisle przylegaja do kolnierzy zebra, sa na swych obwodowych plaskich odcinkach lagodnie wkle¬ sle ku srodkowi rury, a kolnierze sa prostopadle do plaszczyzny zeber.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze otwory wraz z kolnierzami w zebrach wykonuje sie o obrysie utworzonym z dwóch zwróconych do siebie wkleslos¬ ciami pólkul polaczonych wzdluznymi odcinkami krzy¬ wych, które to krzywe sa lagodnie wklesle ku srodkowi otworu, zas rury wykonuje sie o splaszczonym przekroju poprzecznym, nastepnie do otworów ustawionych w 126 241126 241 stos zeber wprowadza sie z luzem splaszczone rury, po czym prostoliniowe obwodowe odcinki scianki rury odksztalca sie sprezyscie i dociska sie je do kolnierzy zeber przez plastyczne odksztalcenie i docisniecie do kolnierzy tylko pólkulistych czesci scianki rury, za po¬ moca wtlaczanego do tej rury kalibrownika.Inny przyklad wykonania sposobu polega na tym, ze otWPrLwraz 2 kolnierzami w zebrach wykonuje sie o obrysie utworzonym z dwóch zwróconych da siebie wkleslosciami pólkul polaczonych wzdluznymi odcin¬ kami krzywych, które to krzywe sa lagodnie wklesle ku srodkowi otworu, zas rury wykonuje sie o eliptycznym przekroju poprzecznym, przy czym wieksza os elipsy jest mniejsza od calkowitej dlugosci otworu w zebrze, a mniejsza os elipsy jest wieksza od calkowitej szero¬ kosci otworu w zebrze, nastepnie tak wykonane rury splaszcza sie sprezyscie przez przylozenie sily w pun¬ ktach, przez które przechodzi mniejsza os elipsy* wzgle¬ dnie przez wytworzenie we wnetrzu rur prózni, po czym rury osadza sie z luzem w otworach stosu zeber i wre^ szcie znosi sie przylozona sile, wzglednie uwalnia sie rure od wytworzonej w niej prózni.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykla¬ dzie wykonania na rysunku* na którym fifc. 1 przedsta¬ wia rure podczas jej wprowadzania w otwór zebra, w przekroju poprzecznym, fig. 2 — czesc zebra w widoku z przodu, fig* 3 — rure po spfcaaniuy w przekroju poprzecznym, fig. 4 — przekrój wzdluz lin1*i 4—4 oznaczonej na fig. 3, fig. 5 — inny przyklad wykonania rury, schematycznie.Rura 11 (fig. 1 i 4) ma cienia scianke o jednolitej grubosci rzedu 0,1 do 0,5 mm ograniczona powierzchnia zewnetrzna 12 i powierzchnia wewnetrzna 13. Rura otrzymywana przez przeciaganie posiada wydluzony przekrój poprzeczny. Dwa zaokraglone zakonczenia 14 i 15 (fig; 1) przekroju poprzecznego ta ograniczone odfcoWkdnio pracz dwa póltooia 16, 1? i 18* 16: Sa one polaczone dwiema prostymi 81, 22 oraz 2$, 24. W ten spofcób rura jest utworzona przez dwie pólcylihdiy* cza* csesci talowe 25, 26 polaczone dwom* plaskimi bokami 27y 28.Zebro 31 stosu zeber posiada obrys prostokatny i po1- siadaszertfcotworów przelotowych 32 (fig. 2), o wydlu¬ zonym ksztalcie, ustawionych symetryczni* wzgledem Itaii srodkowej 33 równo oddalonej od jego braegow Wzdluznych 34 i 35, W tym rozwiazaniu dluzsze boki wydluzonych otworów sa prostopadle do linii 38. W in¬ nych rozwiazaniach rozmieszczenie otworów wzgledem Unii 33 moie byc inne od przedstawionego; Kazdy ot¬ wór32 ma kolnierz 36 prostopadly do korpusu 37 zebra.Otwór 32 posiada przekrój wiekszy o4 zewnetrznego przekroju poprzecznego rury 11 tak, ze rura moze byc latwo wprowadzona do wspólosiowych otworów szeregu zeber ustawionych w stos jedno za drugim. W przypadku wymknnifea ciepla z szeregiem mi, takiego jak chlodnica pojazdu samochodowego, rury wymiennika sa_ wprowa¬ dzane jednoczesnie w otwory stosu zeber.Otwór 32, w przekroju poprzecznym, ma dwa na^ przeciwlegle krzywoliniowe zakonczenia 41 i 42 pola¬ czone krawedziami 43 i 44.W przedstawionym przykladLifc wykonania krzywoli¬ niowe zakonczenia 41 i 42 sa lukami kola odpowiednio o srodkach 45 i 49 i których promienie sa wieksze od promieni pólkoli 16 i 18 przekroju poprzecznego rury.Krawedzie 43 i 44 maja wypuklosc zwrócona do wnetrza 20 35 »o otworu 32. Sa to na przyklad luki kól o promieniu znacznie wiekszym od promieni luków zakonczen 41 i 42. Otwór 32 ma w ten sposób ksztalt nieco wezszy w srodku, a szerszy na zakonczeniach. 5 Po wprowadzeniu jednej rury 11 we wspólosiowe otwory 32 Szeregu zeber 31 ustawionych w stos, przy zachowaniu pewnego luzu pomiedzy zewnetrzna po¬ wierzchnia rury 11 a wewnetrznymi brzegami 32 zao¬ kraglone zakonczenia 14 i 15 rury 11 zostaja rozsze- 10 rzone w taki sposób, ze ich powierzchnie wewnetrzne sa dociskane do krzywoliniowych zakonczen 41 i 42 otworów 32, przy czym odksztalcenie zaokraglonych zakonczen 14 i 15 rury jest wieksze od odksztalcenia odpowiadajacego granicy sprezystosci tak5 ze jest od- 15 ksztalceniem plastycznym. Rozszerzenia mozna dokonac przez przejscie jednego kalibrowfcika.Wskutek odksztalcenia zaokraglonych zakonczen 14 i 15 odksztalcaja sie plaskie boki 27 i 28 rury 11, przy czym kazdy z nich jest dociskany na swoich koncach 47 i 48 oraz 49 i 51 (fig. 3) do zaokraglonych zakonczen 14, 15 opierajac sie o wewnetrzne powierzchnie otworów 32, Odksztalcenie plastyczce zaokraglonych zakonczen 14 i 15 pociaga za soba sprezyste odksztalcenie boków 27 i 28, które wykazuja tendencje do stawania sie plas¬ kimi po odksztalceniu zaokraglonych zakonczen 14 i 15. Poniewaz zakrzywiony ksztalt krawedzi 43 i 44 otworów przelotowych 32 przeszkadza bokom 27 i 28 w powrocie do ich plaskiego ksztaltu, boki te sa docis¬ kane sprezyscie do zakrzywionych odcinków krawedzi 43 i 44 otworów przelotowych zeber ewentualnie zao¬ patrzonych w kolnierze. Uksztaltowanie kazdego z ot¬ worów jest takie, ze odksztalcenie boków 27 i 28 nie przekracza odksztalcenia odpowiadajacego granicy spre¬ zystosci.W tych warunkach, z chwila zaniku naprezenia, któremu byly poddane zaokraglone zakonczenia 14 i 15, z jednej strony zewnetrzne powierzchnie zaokraglonych zakonczen rury 11 pozostaja docisniete do wewnetrznych 40 powierzchni zaokraglonych zakonczen kolnierzy 36, a z drugiej strony zewnetrzne powierzchnie boków 27 i 28 pozostaja docisniete sprezyscie do powierzchni wewnetrznych o duzym promieniu krzywizny kolnierzy 36. W ten sposób uzyskuje sie scisly styk rury 11 z kol- 45 nierzami 36 zeber 31 (fig. 3), a to zapewnia dobra przewodnosc cieplna miedzy rura i kolnierzami.Wynalazek obejmuje równiez rozwiazania, w których brzegi otworów w zebrach nie posiadaja kolnierzy.W innym rozwiazaniu (fig. 5) otwory 51 zeber sa 50 równiez wydluzone* majac kolowe luki zakonczen 52 i 53, polaczone zakrzywionymi liniami 54 i 55, których wypuklosc jest zwrócona ok) wnetrza wydluzonego otworu* a rura 56 ma poczatkowy przekrój poprzeczny o ksztalcie owalnym. 55 Rura 56 prz«d jej wprowadzeniem w ustawione wspól¬ osiowo otwory 5 zostaje odksztalcona pfzez nacisk schematycznie oznaczony strzalkami f i f, który usi¬ luje zblizyc do siebie srodkowe strefy 57 i 56 jej boków 5&i 61* Odksztalcenie to moze byc uzyskane na przyklad 60 prze* wytworzenie podcisnienia Wewnatrz rury 56* W ten sposób odksztalcona rura jest wprowadzana w otwory 51^ po czym we wnetrzu rury wytwarza sie cisnienie atmo¬ sferyczne. Wskutek sprezystosci metalu* z którtgo jes* wykonana rura, dociskana jest ona do krawedzi otworów 15 51, których brzegi ewentualnie posiadaja kolnierze.120 241 6 Zastrzezenia patentowe 1. Wymiennik ciepla, skladajacy sie z szeregu plaskich i równolegle wzgledem siebie ustawionych zeber oraz 2 osadzonych prostopadle w otworach tych zeber rur, stosowany zwlaszcza do chlodzenia silnika pojazdu samo¬ chodowego, przy czym przez rury jest przepuszczany czynnik chlodzacy, korzystnie woda, a zebra sa omywane atmosferycznym powietrzem, znamienny tym, ze plaskie rury (11), które na calym swym obwodzie scisle przylegaja do kolnierzy (36) zebra (37), sa na swych ob¬ wodowych plaskich odcinkach (27, 28) lagodnie wklesle ku srodkowi rury, a kolnierze (36) sa prostopadle do plaszczyzny zeber (37). 2. Sposób wykonywania wymiennika ciepla, skladaja¬ cego sie z szeregu p askich i równoleglych wzgledem siebie zeber oraz z os adzonych prostopadle w otworach tych zeber rur, stosowanego zwlaszcza do chlodzenia silnika pojazdu samochodowego, w którym to sposobie wykonuje sie w plaskich zebrach otwory, a nastepnie w otworach tych zeber osadzasierury, znamienny tym, ze otwory wraz z kolnierzami w zebrach wykonuje sie o obrysie utworzonym z dwóch zwróconych do siebie wkleslosciami pólkoli polaczonych wzdluznymi odcinka¬ mi krzywych, które to krzywe sa lagodnie wklesle ku srodkowi otworu, zas rury wykonuje sie o splaszczonym przekroju poprzecznym, nastepnie do otworów ustawio¬ nych w stos zeber wprowadza sie z luzem splaszczone 10 15 20 25 rury, po czym prostoliniowe obwodowe odcinki scianki rury odksztalca sie sprezyscie i dociska sie je do kolnie¬ rzy zeber przez plastyczne odksztalcenie i docisniecie do kolnierzy tylko pólkolistych czesci scianki rury, za pomocawtlaczanego do tejrury kalibrownika. 3. Sposób wykonywania wymiennika ciepla, skladaja¬ cego sie z szeregu plaskich i równoleglych wzgledem siebie zeber oraz z osadzonych prostopadle w otworach tych zeber rur, stosowanego zwlaszcza do chlodzenia silnika pojazdu samochodowego, w którym to sposobie wykonuje sie w plaskich zebrach otwory, a nastepnie w otworach tych zeber osadza sierury, znamienity tym, ze otwory wraz z kolnierzami w zebrach wykonuje sie o obrysie utworzonym z dwóch zwróconych do siebie wkleslosciami pólkoli polaczonych wzdluznymi odcin¬ kami krzywych, które to krzywe sa lagodnie wklesle ku srodkowi otworu, zas rury wykonuje sie o eliptycznym przekroju poprzecznym, przy czym wieksza os elipsy jest mniejsza od calkowitej dlugosci otworu w zebrze, a mniejsza os elipsy jest wieksza od calkowitej szerokosci otworu w zebrze, nastepnie tak wykonane rury splaszcza sie sprezyscie przez przylozenie sily w punktach, przez które przechodzi mniejsza os elipsy, wzglednie przez wytworzenie we wnetrzu rur prózni, po czym rury o- sadza sie z luzem w otworach stosu zeber i wreszcie znosi sie przylozona sile, wzglednie uwalnia sie rure od wytworzonej w niej prózni.126 241 Fig.3 -M Fig. 5 54 56 61 58 LDD Z-d 2, z. 101/1400/85/10, n. 90+20 egz.Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Wymiennik ciepla, skladajacy sie z szeregu plaskich i równolegle wzgledem siebie ustawionych zeber oraz 2 osadzonych prostopadle w otworach tych zeber rur, stosowany zwlaszcza do chlodzenia silnika pojazdu samo¬ chodowego, przy czym przez rury jest przepuszczany czynnik chlodzacy, korzystnie woda, a zebra sa omywane atmosferycznym powietrzem, znamienny tym, ze plaskie rury (11), które na calym swym obwodzie scisle przylegaja do kolnierzy (36) zebra (37), sa na swych ob¬ wodowych plaskich odcinkach (27, 28) lagodnie wklesle ku srodkowi rury, a kolnierze (36) sa prostopadle do plaszczyzny zeber (37).

2. Sposób wykonywania wymiennika ciepla, skladaja¬ cego sie z szeregu p askich i równoleglych wzgledem siebie zeber oraz z os adzonych prostopadle w otworach tych zeber rur, stosowanego zwlaszcza do chlodzenia silnika pojazdu samochodowego, w którym to sposobie wykonuje sie w plaskich zebrach otwory, a nastepnie w otworach tych zeber osadzasierury, znamienny tym, ze otwory wraz z kolnierzami w zebrach wykonuje sie o obrysie utworzonym z dwóch zwróconych do siebie wkleslosciami pólkoli polaczonych wzdluznymi odcinka¬ mi krzywych, które to krzywe sa lagodnie wklesle ku srodkowi otworu, zas rury wykonuje sie o splaszczonym przekroju poprzecznym, nastepnie do otworów ustawio¬ nych w stos zeber wprowadza sie z luzem splaszczone 10 15 20 25 rury, po czym prostoliniowe obwodowe odcinki scianki rury odksztalca sie sprezyscie i dociska sie je do kolnie¬ rzy zeber przez plastyczne odksztalcenie i docisniecie do kolnierzy tylko pólkolistych czesci scianki rury, za pomocawtlaczanego do tejrury kalibrownika.

3. Sposób wykonywania wymiennika ciepla, skladaja¬ cego sie z szeregu plaskich i równoleglych wzgledem siebie zeber oraz z osadzonych prostopadle w otworach tych zeber rur, stosowanego zwlaszcza do chlodzenia silnika pojazdu samochodowego, w którym to sposobie wykonuje sie w plaskich zebrach otwory, a nastepnie w otworach tych zeber osadza sierury, znamienity tym, ze otwory wraz z kolnierzami w zebrach wykonuje sie o obrysie utworzonym z dwóch zwróconych do siebie wkleslosciami pólkoli polaczonych wzdluznymi odcin¬ kami krzywych, które to krzywe sa lagodnie wklesle ku srodkowi otworu, zas rury wykonuje sie o eliptycznym przekroju poprzecznym, przy czym wieksza os elipsy jest mniejsza od calkowitej dlugosci otworu w zebrze, a mniejsza os elipsy jest wieksza od calkowitej szerokosci otworu w zebrze, nastepnie tak wykonane rury splaszcza sie sprezyscie przez przylozenie sily w punktach, przez które przechodzi mniejsza os elipsy, wzglednie przez wytworzenie we wnetrzu rur prózni, po czym rury o- sadza sie z luzem w otworach stosu zeber i wreszcie znosi sie przylozona sile, wzglednie uwalnia sie rure od wytworzonej w niej prózni.126 241 Fig.3 -M Fig. 5 54 56 61 58 LDD Z-d 2, z. 101/1400/85/10, n. 90+20 egz. Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL PL