SE532900C2 - Värmeväxlare innefattande ändplåt. - Google Patents

Description

'BBQ 2 brukliga hårdlödningen av skarvarna mellan dessa. Därför måste under tillverkningen stor uppmärksamhet ägnas åt hårdlödningsprocessen i syfte att nedbringa kassationsnivåerna, och i ett senare skede måste stor uppmärksamhet ägnas åt vibrationsdämpning i syfte att undvika försvagning av nämnda skarvar. Ändamålet med uppfinninqen Mot den bakgrunden är ändamålet med uppfinningen att förbättra den tidigare ändplåtskonstruktionen genom att undanröja nackdelarna med den kända tekniken, l synnerhet avseende produktionsvänlighet och hållbarhet, och således åstadkomma en förbättrad värmeväxlare.

Kort sammanfattnincLav uppfinninqen Detta ändamål uppnås genom att öppningarna i ändplåten har perifera kragar, som skjuter ut på ena sidan av ändplåten och ger luftrören ett extra- stöd när de är införda l ändplåtens öppningar, och genom att avståndet mellan intill varandra belägna öppningar och därmed avståndet mellan intill varandra belägna luftrör är mindre än 2 gånger tjockleken av ändplàtsplåt- materialet. Det lnses att de perifera, i enlighet med uppfinningen utformade kragarna inte bara ger luftrören ett extrastöd utan också underlättar deras fastsättning under produktionen och skapar ett större kontaktomrâde för håll- bar hårdlödning. l syfte att hålla ned dimensionerna till normala mått har dessutom i enlighet med uppfinningen kragarna tack vare en viss sträckning vid deras stansning en mindre väggtjocklek än ändplåten som sådan, varigenom det blir möjligt att minimera avståndet mellan intill varandra belägna luftrör.

Enligt en utföringsform är öppningarna avlånga, varvid avståndet mellan intill varandra belägna öppningar och därmed avståndet mellan intill varandra belägna luftrör mäts mellan långsldorna av de avlånga öppningarna och därmed mellan de bredare sidorna av intill varandra belägna luftrör och/eller mäts mellan kortsidorna av de avlånga hålen och därmed mellan de smalare sidorna av intill varandra belägna luftrör. l ett fall då luftrören är platta utgör detta den föredragna lösningen.

BÜÜ 3 Enligt en föredragen utföringsform är ändplåten kanalformig och har ett centralt liv, i vilket nämnda öppningar är utformade, och flänsar som sträcker sig utmed det centrala livet. Fördelen med denna lösning är att flänsarna inte bara underlättar fastsättningen av ändplåtarna på andra delar, tex på ett kyl- medelshus, utan också leder möjligt kylmedelsläckage från kylmedelshuset bort från lufttankarna, ivilka luftrören mynnar.

Enligt en ytterligare utföringsform skjuter öppningarnas kragar och flänsarna ut på samma sida av ändplåten, varvid avståndet mellan en insida av vardera tläns och öppningarna intill nämnda insida är mindre än 3 gånger tjockleken av ändplåtsplåtmaterialet. Denna lösning är fördelaktig i synnerhet när husväggar, som har ungefär samma tjocklek som ändplåten, är anord- nade innanför flänsarna, varigenom det blir möjligt att använda samma typ av turbulensorgan mellan luftrören som sådana och mellan husväggarna och de intill dessa belägna luftrören.

Vid den ytterligare utföringsformen är företrädesvis införingsutrymmen utformade mellan flänsarna och intill dessa belägna kragar för mottagning av kantpartier av höljeväggar. På så sätt kan sammansättningen av en enhet, i vilken en ändplåt enligt uppfinningen ingår, underlättas.

Det inses av fackmannen på området att det är fördelaktigt om änd- plåten och luftrören är belagda och behandlade med flussmedel för att vara hårdlödbara i en ugn efter införing av luftrören i nämnda öppningar.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen åstadkommes en värmeväxlare, som innefattar ett kylmedelshus, genom vilket ett flertal luftrör sträcker sig, varvid luftrören är införda i och fästa vid med kragar försedda öppningar i åtminstone en ändplåt enligt någon av de föregående utförings- formerna. En värmeväxlare, som företrädesvis innefattar två sådana änd- plåtar, kan utformas mycket kompakt och ändå uppvisa stor tålighet.

Enligt en utföringsform innefattar värmeväxlarens kylmedelshus två motstàende sidoväggar, som består av två ändplåtar, varvid vid åtminstone en av de två ändplåtarna öppningarnas kragar skjuter ut från nämnda ena ändplåt på den sida av ändplåten som är vänd bort från den motstående änd- plåten. Denna lösning medför ett något större flödesmotstånd för laddluften 4 som strömmar in i luftrören, men medför ett minimalt flödesmotstånd för kyl- medel som strömmar utmed ändplåtarna inuti kylmedelshuset.

Enligt en annan utföringsform innefattar värmeväxlarens kylmedelshus två motstående sidoväggar, som består av två ändplåtar, varvid vid åtmin- stone en av de två ändplåtarna öppningarnas kragar skjuter ut från nämnda åtminstone ena ändplåt på ändplåtens sida som är vänd mot den motstående ändplåten, Denna lösning medför ett något större flödesmotstånd för kylmedel som strömmar utmed ändplåtarna inuti kylmedelshuset men medför ett mini- malt flödesmotstånd för laddluft som strömmar in i luftrören.

Kort beskrivninq av ritninqarna Uppfinningen beskrivs i detalj nedan under hänvisning till bifogade rit- ningar.

På ritningarna visar: Fig 1 en isometrisk vy av en värmeväxlare enligt uppfinningen; Fig 2 en isometrisk vy av en värmeväxlare enligt en första utförings- form med för tydlighets skull avlägsnade delar; Fig 3 en isometrisk vy av en ändplåt enligt nämnda första utförings- form; Fig 4 en ändvy av ett platt luftrör; Fig 5 en isometrisk vy av en värmeväxlare enligt en andra utförings- form med för tydlighets skull avlägsnade delar; Fig 6 isometrisk vy av en ändplåt enligt nämnda andra utföringsform; och Fig 7 en ändvy av en ändplåt enligt den andra utföringsformen.

Beskrivning av två utföringsformer Värmeväxlaren 1, som visas i fig 1, är en så kallad WCCAC, vilket står för Water Cooled Charge Air Cooler (vattenkyld laddluftkylare). Den används för kylning av laddluft, som leds till ett motorinsug, med hjälp av ett kylmedel som i huvudsak består av vatten. Kylmedlet delas vanligtvis med motorn som sådan, varigenom det blir möjligt att använda motorns kylare även för kylning av nämnda WCCAC. ÉIÜÜ l en WCCAC är det viktigt att undvika läckage av kylmedel till ladd- luften som leds till motorn, eftersom konsekvensen annars skulle bli ett motor- haveri. Därför är det ytterst vikigt att garantera absolut fluidumtäthet mellan luftsidan och kylmedelssidan av en WCCAC. l värmeväxlaren 1, som visas i fig 1, innefattar luftsidan två lufttankar 2, 3 med ett Iuftinlopp 4 respektive ett luftutlopp 5 samt ett flertal luftrör, vilka visas i fig 2, 4 och 5 och är betecknade 6. De beskrivs närmare nedan. Kylmedelssidan av värmeväxlaren 1 ifig 1 innefattar ett kylmedelshus 7, som har parallellepipedisk form och innefattar en bottenvägg (ej visad), en toppvägg 8, två motstáende breda sidoväggar 9, och två motstående smala sidoväggar 11, 12 (se fig 2 och 5), varvid samt- liga väggar företrädesvis är gjorda av lödbart plåtmaterial, exempelvis av aluminium. Bottenväggen och de breda sidoväggarna 9, 10 är helt slutna, och itoppväggen 8 finns endast ett kylmedelsinlopp 13 och ett kylmedelsutlopp 14, som är anslutna till en motorkylkrets. De smala sidoväggarna 11, 12 där- emot innefattar ett flertal avlånga öppningar 15, som är avsedda för luftrören 6. De smala sidoväggarma 10, 12 utgör således inte bara en del av värme- växlarens 1 kylmedelssida utan också en del av värmeväxlarens 1 luftsida.

De gör detta genom att de tjänar som så kallade ändplåtar för lufttankarna 2, 3. Därför betecknas lufttankens ändplåtar i resten av denna beskrivning och kraven med siffrorna 11 och 12. Ändplåtarna 11, 12, som visas i två olika utföringsformer i fig 2 och 3 och i fig 5-7, är kanalformiga med ett centralt liv 16 mellan två motstående flänsar 17, 18. Flänsarna 17, 18 är avsedda att omsluta kanter av de breda sidoväggarna 9,10 och att i sin tur omslutas av kåpor 19, 20, som utgör en del av lufttankarna 2, 3. I vardera ändplåt 11, 12 finns som synes ett antal avlånga öppningar 15, som är anordnade i grupper om flera avlånga öpp- ningar 15 ovanpå varandra med de avlånga öppningarnas smala sidor vända mot varandra. l varje grupp föreligger således flera avlånga öppningar 15 med de breda sidoväggarna vända mot varandra.

De avlånga öppningarna 15 är avsedda att förbindas med nämnda luft- rör 6. Dessa är platt utformade och har i sektion (se fig 4) också en avlång form precis som de avlånga öppningarna 15. Luftrören 6 är gjorda av ett löd- bart plåtmaterial, tex av aluminium, och har invändigt turbulatorer 21 för ladd- SÜÜ 6 luften. De är anordnade i grupper på ett sätt som dikteras av de avlånga hålen 15, och inuti kylmedelshuset 7 är deras smala långsidor vända mot ett huvudsakligt kylmedelsflöde och har deras breda långsidor i kontakt med kyl- medelstubulatorer 25 (endast visade i fig 5) som är placerade mellan luftrören 6 och mellan luftrören 6 och kylmedelshusets 7 breda sidoväggar 9, 10.

För att utesluta läckage mellan luftrören 6 och ändplåtarna 11, 12 och därmed mellan värmeväxlarens 1 luftsida och kylmedelssida, och för att ändå möjliggöra enkel sammansättning och kompakt utformning, har de avlånga hålen 15 i åndplåtarna 11, 12 i enlighet med uppfinningen en form som tydligt avviker från det brukliga. Enligt uppfinningen har de avlånga öppningarna 15 således perifera kragar 22, som skjuter ut på en sida av ändplåten 11, 12 i fråga och ger ett extrastöd åt luftrören 6 som är införda i nämnda ändplåts 11, 12 avlånga öppningar 15. Dessutom är i enlighet med uppfinningen avståndet g_a_ mellan intill varandra belägna avlånga öppningar 15 och därmed avståndet g mellan intill varandra belägna luftrör 6 mindre än 2 gånger ändplåtsplåt- materialets tjocklek t (se fig 3, 6 och 7). Detta åstadkommes genom stansning av de avlånga öppningarna på ett sätt som medför sträckning och därmed för- tunning av plåtmaterialet i kragarna 22, t ex med hjälp av ett smalt anhåll som förs in mellan de två öppningarna 15 som ska stansas.

Typiskt består åndplåtarna 11, 12 av en belagd och med flussmedel behandlade aluminiumplåt med en tjocklek på 2,2 mm, fast för mindre laster en tjocklek på 1,5 mm och för större laster en tjocklek på 3 mm eller mer är tänkbara. I det typiska fallet kan detta leda fram till ett avstånd gg på t ex 4 mm, för den tunnare plåten på 1,5 mm till ett avstånd gg på t ex 2,8 mm och för den tjockare plåten på 3 mm till ett avstånd _d_a på t ex 5,5 mm. l fig 3 och fig 6 och 7 visas två föredragna utföringsformer av ändptåtar 11, 12. Utföringsformen ifig 3 innefattar kragar 22 som skjuter ut från änd- plåten 11, 12 på ändplåtens sida som är vänd från flänsarna 17, 18. Ut- föringsformen ifig 6 och 7 innefattar däremot kragar 22 som skjuter ut från ändplåten 11, 12 på samma sida av ändplåten som flänsarna 17, 18. Fack- mannen inser att den förra utföringsformen gynnar kylmedelsflödet och att den senare utföringsformen istället gynnar luftflödet. 532 SGD 7 Det inses att den så här långt beskrivna uppfinningen kan varieras på olika sätt inom ramen för de bifogade kraven. Kragarna 22 kan såiedes användas för andra typer av luftrör än platta sådana, och, om de sträcker sig in i kylmedeishuset 7, kan de användas för att inifrån stödja väggar, såsom de breda sidoväggarna 9, 10, genom att åstadkomma införingsutrymmen 26, 27 (se fig 7). Dessutom inses det att ändplåtar 11, 12 av olika typ kan komma till användning i en och samma värmeväxlare 1.

Claims (9)

10 15 20 25 30 9139 8 PATENTKRAV

1. Värmeväxlare (1 ), innefattande ett kylmedelshus, genom vilket ett flertal luftrör (6) sträcker sig, och åtminstone en ändplåt (11 , 12), vilken är gjord av metallplåt av en definierad tjocklek (t) och har stansade öppningar (15) för upptagning av luftrör (6), som lämpar sig för införing i ändplåten (11, 12); kännetecknad av att nämnda öppningar (15) har perifera kragar (22), som skjuter ut på en sida av ändplåten (11, 12) och ger ett extra stöd åt luftrören (6) när dessa är införda i ändplåtens (11, 12) öppningar (15); och att avståndet (gg) mellan intill varandra belägna öppningar (15) och därmed avståndet (gt) mellan intill varandra belägna luftrör (6) är mindre än 2 gånger tjockleken (t) av ändplåtsplåtmaterlalet.

2. Värmeväxlare (1) enligt krav 1, vid vilken öppningarna (15) är avlånga, och avståndet (gg) mellan intill varandra belägna öppningar (15) och därmed avståndet (g_t) mellan intill varandra belägna luftrör (6) mäts mellan lång- sidorna av de avlånga öppningarna (15) och därmed mellan de bredare sidorna av intill varandra belägna luftrör (6).

3. Värmeväxlare (1) enligt krav 1 eller 2, vid vilken öppningarna (15) är avlånga, och avståndet (gg) mellan intill varandra belägna öppningar (15) och därmed avståndet (gt) mellan intill varandra belägna luftrör (6) mäts mellan kortsidorna av de avlånga hålen (15) och därmed mellan de smalare sidorna av intill varandra belägna luftrör (6).

4. Värmeväxlare (1) enligt något av kraven 1-3, vilken ändplåt (11, 12) är kanalformig och har ett centralt liv (16), i vilket öppningarna (15) är utformade, och flänsar (17, 18), som sträcker sig utmed det centrala livet (16).

5. Värmeväxlare (1) enligt krav 4, vid vilken öppningarnas (15) kragar (22) och flänsarna (17, 18) skjuter ut på samma sida av ändplåten (11, 12) och varvid avståndet (g_i) mellan en insida av vardera fläns (17, 18) och 10 15 20 25 532 BÜÜ 9 öppningarna (15) intill nämnda insida är mindre än 3 gånger tjockleken (t) av ändplåtsplåtmaterialet.

6. Värmeväxlare (1) enligt krav 5, vid vilken införingsutrymmen (26, 27) är utformade mellan flänsarna (17, 18) och kragar (22) av intilliggande öpp- ningar (15) för mottagning av kantpartier (23, 24) av höljeväggar (9, 10).

7. Värmeväxlare (1) enligt något av kraven 1-6, varvid ändplåten (11, 12) och luftrören (6) är belagda och behandlade med flussmedel för att vara lödbara i en ugn efter införing av luftrören (6) i öppningarna (15).

8. Värmeväxlare (1) enligt krav något av kraven 1-7, vid vilken kylmedels- huset (7) innefattar två motstående sidoväggar, som består av två ändplåtar (11, 12), varvid vid åtminstone en av de två ändplåtarna (11, 12) öppning- arnas (15) kragar (22) skjuter ut från nämnda åtminstone en ändplåt (11, 12) på den sida av ändplåten som är vänd bort från den motstäende ändplåten (1 1, 12).

9. Värmeväxlare (1) enligt något av kraven 1-7, vid vilken kylmedelshuset (7) innefattar två motstående sidoväggar som består av två ändplåtar (11, 12), varvid vid åtminstone en av de två ändplåtarna (11, 12) öppningarnas (15) kragar (22) skjuter ut från nämnda åtminstone en ändplåt (11, 12) på den sida av ändplåten som är vänd mot den motstående ändplåten (11, 12).