DE69130600T2

DE69130600T2 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE69130600T2
Application number: DE69130600T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Oyamashi Tochigi Hanadusa; Mitsuru Oyamashi Tochigi Nobusue; Toshinori Oyamashi Tochigi Tokutake
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1991-10-03
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2011-10-04
Also published as: AU8560691A; US5123483A; EP0480628B1; ATE174426T1; EP0480628A1; CA2052877A1; KR920008453A; CA2052877C; ES2128310T3; DE69130600D1; AU637007B2; KR100237996B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Wärmetauscher, der zur Benutzung als Kondensator oder dergleichen in Klimaanlagen für Gebäude oder Fahrzeuge besonders geeignet ist.

2. Beschreibung des vorbekannten Standes der Technik:

Üblicherweise wurden Wärmetauscher vom sogenannten Rohrschlangentyp als Wärmetauscher für den oben genannten Zweck verwendet. Den Kern eines solchen Rohrschlangentyp-Wärmetauschers bildet ein flaches, perforiertes extrudiertes Rohr - ein sogenanntes Harmonikarohr, welches in seine schlangenartige Form gebogen ist und bei dem Rippenglieder zwischen den durch das Biegen des Rohres gebildeten Abschnitten angeordnet sind. Es gibt jedoch eine Reihe von Faktoren bezüglich dieser Rohrschlangenwärmetauscher, die die Möglichkeiten einer Wirkungsverbesserung beschränken. Da der Durchfluß für das Wärmetauschmedium durch ein einziges flaches extrudiertes Rohr gebildet ist, ist einer dieser Faktoren, daß nicht sichergestellt werden kann, daß der Durchlaß ausreichend groß ist. Da das extrudierte Rohr ferner in eine schlangenartige Form gebogen ist, ist es nicht möglich, den Krümmungsradius der Biegungen kleiner als einen bestimmten Wert vorzusehen, so daß der Rohrzwischenraum nicht ausreichend klein gestaltet werden kann, welches die Anzahl der Rippenglieder, die zwischen den parallelen Rohrabschnitten anordnenbar sind, limitiert, so daß der Wirkungsgrad der Rippenglieder schlecht ist.
Daher sind in den vergangenen Jahren sogenannte Mehrkanalwärmetauscher als Ersatz für die Rohrschlangentyp-Wärmetauscher bekannt ge worden. Eine Vielzahl flacher vorspringender Rohre und Rippenglieder sind wechselweise nebeneinander bei diesem Wärmetauschertyp angeordnet, wobei die beiden Enden der Rohre in hohle Sammler münden. Da es mit diesem Wärmetauschertyp möglich ist, den Rohrabstand frei zu wählen, ist es möglich sicher zu stellen, daß der Querschnittsbereich des Durchflusses für das Wärmetauschmedium groß ist. Ebenso kann die Zahl der Rippenglieder zwischen den Rohren erhöht werden, so daß auch ein kleindimensionierter Wärmetauscher mit einem hohen Wirkungsgrad zu arbeiten vermag.
Es gibt einige Fälle, bei denen diese Mehrkanal-Wärmetauscher Trennungsglieder verwenden, um das Innere von einem oder von beiden Sammlern in eine Vielzahl von voneinander getrennten Räumen zu unterteilen, damit das Wärmetauschmedium durch den Wärmetauscher in einem rohrschlangenförmigen Muster wie bei dem Rohrschlangen- Wärmtauscher zu fließen vermag. Durch diese Maßnahme ist ein schlangenförmiger Durchlaß durch die Rohre zum Durchlassen des Wärmetauschmediums gebildet (vgl. japanische Gebrauchsmusterpublikation Hei. 3-32944 und vorgezogene Gebrauchsmusterveröffentlichung Hei. 2- 92494).
Fig. 19 zeigt eine Darstellung einer repräsentativen Konstruktion einer solchen Art von Teilungsgliedern. Eine schlitzförmige Apertur 52, die dem halben Umfang des Sammlers entspricht, ist entlang einer Seite des Sammlers 51 gebildet. Eine Unterteilung ist durch eine etwa kreisförmig ausgebildete Teilungsplatte 53 mit einem inneren halbkreisförmigen Bereich 54 mit kleinerem Durchmesser herbeigeführt, der komplementär zur inneren Form des Sammlers 51 ausgebildet ist, und mit einem halbkreisförmigen äußeren Bereich 55 größeren Durchmessers, der der äußeren Oberfläche des Sammlers 51 entspricht. Der innere halbkreisförmige Bereich 54 dieser Teilungsplatte 53 ist in die Apertur 52 von außen einführbar und in das Innere des Sammlers 51 einsetzbar. Dementsprechend kontaktiert der innere halbkreisförmige Bereich 54 die innere Oberfläche des Sammlers 51, während der äußere halbkreisförmige Bereich 55 so angeordnet ist, daß der äußere Umfang des Sammlers 51 eine einzige gleichförmige Oberfläche bildet und zum Verbinden mit dem Sammler 51 mit diesem verlötet oder hart gelötet wird. In den Figuren sind ebenfalls die Rohre 56 und die gewellten Rippenglieder 57 angedeutet. In Bezug auf das Verhältnis zwischen der Dicke der Teilungsplatten 53 und der Höhe der schlitzförmigen Apertur 52 ist die Teilungsplatte 53 dergestalt dimensioniert, daß ihre Dicke etwas kleiner als die Höhe der schlitzförmigen Apertur 52 ist, so daß es durch Fehler in der Dimensionierung oder Formgebung dieser Teile infolge des Herstellungsprozesses nicht schwierig ist, die Teilungsplatte 53 in die schlitzförmige Apertur 52 einzusetzen. Daher kann es bei der oben beschriebenen Teilungsstruktur vorkommen, daß in dem Zeitraum vom Einsetzen der Teilungsplatte 53 in den Sammler 51 bis zu ihrem Verlöten die Teilungsplatte 53 herausfällt oder verrutscht und somit nicht in ihrer vorgesehenen Position verlötet wird.
Weitere Beispiele von vorgeschlagenen Unterteilungen 61 als Ersatz für die oben beschriebenen Teilungsplatten sind in den Fig. 20A und 20B gezeigt. Bei dieser Teilung 61 ist ein bandartiger Bereich 63 am Außenrand des äußeren halbkreisförmigen Bereiches 62b der Teilungsplatte 62 angeformt, die der äußeren Oberfläche des Sammlers 51 entspricht, welche Teilungsplatte der oben genannten Teilungsplatte 53 entspricht, so daß bogenförmige, lippenartige Rippen 63a nach oben und nach unten von der Teilungsplatte 62 abragen. Diese Teilung 61 ist so ausgebildet, damit die Teilungsplatte 62 durch die schlitzförmige Apertur 52 in den Sammler 51 einsetzbar ist und der innere halbkreisförmige Bereich 62a die innere Oberfläche des Sammlers 51 kontaktiert und die beiden unteren und oberen Rippen 63a beide Seiten der Apertur 52 außenseitig bedecken und zu ihrer Verbindung mit dem Sammler 51 in dieser Position hart verlötet werden.
Unter Bezug auf die Teilung 61 dieses Vorschlages ist die Beanspruchbarkeit der Verbindung durch die Lötkehle zwischen der äußeren Oberfläche des Sammlers 51 und der inneren Oberfläche der Rippen 63a verbessert. Da jedoch die oberen und unteren Rippen 63a durch einen Schmiedevorgang gebildet werden, ist die Produktivität gering und es sind Schwierigkeiten vorhanden, Rippen in ausreichender Höhe bereit zu stellen. Darüber hinaus ist nachteilig, daß infolge einer möglichen unzureichend ausgebildeten Unterteilung in der Teilung die Effizienz des Wärmetauschers durch diesen Teilungstyp verschlechtert ist. Insbesondere das Ausbilden der schlitzförmigen Apertur 52 in dem Sammler 51 durch Stanzen oder dergleichen führt mitunter zu Deformationen, etwa zu einem Aufdrehen oder Aufbiegen der Kante der schlitzförmigen Apertur 52. Infolge der Ausbildung der Rippen 63a der oben beschriebenen Teilung haben diese Deformationen unerwünschte Auswirkungen. Auch wenn beispielsweise eine der Kanten 52 der Apertur 52 nur leicht, wie in Fig. 21 gezeigt, aufgebogen ist, führt dies dazu, daß die Teilung 61 geneigt angeordnet ist und ein Spalt 64 zwischen dem inneren halbkreisförmigen Bereich 62a der Teilungsplatte 62 und der inneren Oberfläche des Sammlers 51 gebildet ist.

AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben aufgezeigten Problematik getätigt. Eine Aufgabe der Erfindung ist es zu ermöglichen, daß die Teilung auf einfache Art und Weise in die schlitzförmige, in den Sammler eingebrachte Apertur einzusetzen ist und diese gleichfalls sicher in der vorgesehenen Position zu belassen, um einen Wärmetauscher mit einer besonders verläßlichen Teilungsstruktur bereitzustellen.
Eine der weiteren Aufgaben dieser Erfindung ist, ein einfaches Einsetzen und Anordnen der Teilung in der schlitzförmigen, in den Sammler eingebrachten Apertur zu ermöglichen, so daß die Teilung bestimmungsgemäß einführbar und anordnenbar ist und daß diese nicht vor einer Beendigung des Hartlötvorganges aus dem Sammler herausfällt oder darin verrutscht um einen Wärmetauscher mit einer hochverläßlichen Teilungsstruktur bereitzustellen.
In einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung umfaßt ein Wärmetauscher eine Vielzahl Rohre (1), hohle Sammler (3, 4), mit denen die beiden Enden eines jeden Rohres (1) verbunden sind, so daß die Rohre in Flüssigkeitsverbindung mit den Sammlern stehen, im wesentlichen plattenartige kreisförmige Teilungen (10), die durch schlitzförmige, in die Sammler (3, 4) eingebrachte Aperturen (13) eingesetzt und in Richtung ihres Umfanges angeordnet und zu ihrer Verbindung verlötet sind, wobei jede Teilung (10) eine Teilungsplatte (14), die im wesentlichen die innere Öffnung des Sammlers ausfüllt, ein vorspringendes, in den Schlitz (13) hineinreichendes Ende (14a) aufweist, welcher Wärmetauscher dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Platte (10) aus zwei einzelnen Teilungsplatten (10a, 10b) besteht, die bogenförmige abragende Rippen (15), die sich entlang des Umfanges der Außenseiten (14b) der Teilungsplatten erstrecken und dann angeformt sind, aufweisen, wobei die Rippen (15) jeweils in entgegengesetzte Richtungen abragen, um der Außenseite des Sammlers zu entsprechen.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ein Wärmetauscher eine Vielzahl Rohre (101), hohle Sammler (103, 104), mit denen die beiden Enden eines jeden Rohres (101) verbunden sind, so daß die Rohre in Flüssigkeitsverbindung mit den Sammlern stehen, im wesentlichen plattenartige kreisförmige Teilungen (107, 207, 307) mit einem ersten Bereich (112a, 113a), die in schlitzförmige, in die Sammler (103, 104) eingebrachte Aperturen (110) eingesetzt und in Richtung ihres Umfanges angeordnet sind, und mit einem zweiten Bereich (112b, 113b), der im wesentlichen der inneren Öffnung des Sammlers entspricht, welcher Wärmetauscher dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Teilung (107) ein Paar mit zwei Teilungsplatten (112, 113) mit verbundenen Enden (115) aufweist, die innerhalb der schlitzförmigen Apertur (110) in einer übereinander liegenden Anordnung vorgesehen sind, wobei die zweiten Bereiche (112b, 113b) der beiden Teilungsplatten (112, 113) unverbunden sind und die Innenkanten der Apertur kontaktieren und in dieser Position mit den Sammlern (103, 104) zu ihrer Verbindung hart verlötet sind.
Die Erfindung wird nunmehr durch Beispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert in denen:
Fig. 1, die eine perspektivische Ansicht ist, die einen Sammler, Rohre, Rippen und Teilungsplatten eines unmontierten Wärmetauschers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Frontansicht des Wärmetauschers ist;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Wärmetauscher ist;
Fig. 4A eine Draufsicht auf die Teilungsplatte ist;
Fig. 4B ein Schnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 4A ist;
Fig. 5A ein Längsschnitt durch den Sammler mit den in Position gebrachten Teilungsplatten ist;
Fig. 5B ein Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 5A ist;
Fig. 6 ein Längschnitt durch den Sammler mit den Teilungsplatten, die in eine schlitzförmige, teilweise deformierte Apertur eingesetzt sind, ist;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Sammler, Rohre, Rippen und Teilungsplatten eines unmontierten Wärmetauschers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 8 eine Frontansicht ist, die den Wärmetauscher in seiner Gesamtheit zeigt;
Fig. 9 eine Seitenansicht des Wärmetauschers ist;
Fig. 10 ein Längsschnitt des Sammlers mit den eine Teilung bildenden Teilungsplatten ist;
Fig. 11 ein Querschnitt des Sammlers mit den eingesetzten Teilungsplatten ist;
Fig. 12 eine Seitenansicht eines Beispiels zur Herstellung der Teilung zeigt;
Fig. 13 eine Draufsicht ist, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen der Teilung zeigt;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer Teilung eines Wärmetauschers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 15 eine Seitenansicht der in Fig. 14 gezeigten Teilung von der Rip penseite her gesehen zeigt;
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Sammler, Rohre, Rippen und Teilungsplatten eines unmontierten Wärmetauschers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 17 einen Querschnitt durch den Sammler mit der eingesetzten Teilung ist;
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Sammler, Rohe, Rippen und Teilungsplatten eines unmontierten Wärmetauschers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 19 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Wärmetauscher gemäß dem vorbekannten Stand der Technik im unmontierten Zustand zeigt;
Fig. 20A eine Draufsicht auf eine Teilung eines Wärmetauschers gemäß einem weiteren Stand der Technik ist;
Fig. 20B ein Querschnitt entlang der Linie 20-20 der Fig. 20 A ist und
Fig. 21 ein Längsschnitt durch einen Sammler mit einer eingesetzten Teilung gemäß dem vorbekannten Stand der Technik ist.

DIE BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Erstes Ausführungsbeispiel

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen einen als Kondensator in einer Kraftfahrzeugklimaanlage eingesetzten Wärmetauscher. Das Bezugszeichen 1 kennzeichnet eine Vielzahl von horizontalen Rohren, die in einer oben-unten Richtung angeordnet sind, mit dem Bezugszeichen 2 sind gewellte Rippenglieder gekennzeichnet, die zwischen benachbarten Rohren 1 und 1 angeordnet sind. Es werden innenseitig perforierte flache, extrudierte und aus Aluminium hergestellte Rohre 1, sogenannte Harmonikarohre verwendet, da diese eine höhere Druckwiderstandsfähigkeit und Wärmeübertragungskapazität durch Unterteilung des Inneren in Kammern mit Teilungswänden aufweisen. Anstelle der extrudierten Rohre können auch geschweißte Rohre verwendet werden. Die gewellten Rippenglieder 2 haben in etwa dieselbe Breite wie die Rohre 1 und sind durch Hartlöten mit den Rohren 1 verbunden. Die gewellten Rippenglieder 2 sind ebenfalls aus Aluminium hergestellt; es ist empfehlenswert, daß diese Luftschlitze enthalten.
Mit den Bezugszeichen 3 und 4 sind rechte und linke Sammler bezeichnet, die aus geschweißten Aluminiumrohrstücken mit kreisförmigem Querschnitt hergestellt sind. Rohreinstecköffnungen 5 sind in Längsrichtung eines jeden Sammlers 3 und 4 eingeschnitten und nebeneinander angeordnet. Beide Enden von jedem Rohr 1 sind in diese Öffnungen 5 eingesetzt und durch Hartlöten fest fixiert. Am oberen Ende des linken Sammlers 3 ist ein Kühlmitteleinlaßrohrstück 6 angeschlossen, während an dem unteren Ende des linken Sammlers ein Kühlmittelauslaßrohrstück 7 angeschlossen ist. Verschlußkappen 8 und 9 sind an den oberen und unteren Enden des rechten Sammlers 4 befestigt. In dem linken Sammler 3 sind an Positionen zwischen der Mitte und seinem oberen Ende und zwischen der Mitte und seinem unteren Ende Teilungen 10 angeordnet, die diesen in drei Kammern unterteilen. Eine weitere Teilung 10 ist ebenfalls etwa in der Mitte des rechten Sammlers 4 diesen in zwei Kammern unterteilend angeordnet. Aufgrund des Einsatzes dieser Teilungen 10 fließt ein Kühlmittel durch das Kühlmitteleinlaßrohrstück 6 in den linken Sammler 3 ein, durchströmt daraufhin alle durch die Rohrgruppen gebildeten Durchlässe in einem schlangenförmigen Muster bis dieses schließlich aus dem Kühlmittelauslaßrohrstück 7 ausschließt. Zusätzlich sind Seitenbleche 11 und 12 auf den oberen und unteren äußeren Seiten der äußersten gewellten Rippenglieder 2, wie in Fig. 2 gezeigt, angeordnet.
Schlitzförmige Aperturen 13 sind entlang der Außenseite der Sammler 3 und 4 gebildet, in denen die Teilungen befestigt werden sollen. Diese schlitzförmigen Aperturen 13 erstrecken sich um den halben Umfang der Sammler 3 und 4. Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht jede Teilung 10 aus zwei gleichförmigen Teilungsplatten 10a und 10b. Wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt, zeigen die Teilungsplatten 10a und 10b im wesentlichen eine kreisförmige Form, wobei ihre kleindurchmessrigen inneren halbkreisförmigen Bereiche 14a der Form der inneren Oberfläche der Sammler 3 und 4 entsprechen, während ihre großdurchmessrigen äußeren halbkreisförmigen Bereiche 14b der äußeren Oberfläche der Sammler 3 und 4 entsprechen. Bogenförmige Rippen 15 ragen von einer Seite entlang der äußeren Kante des großdurchmessrigen halbkreisförmigen Bereiches 14b ab, wobei diese Rippen 15 so ausgebildet sind, daß ihre inneren Oberflächen dem Äußeren der Sammler 3 und 4 entsprechen. Diese Teilungsplatten 10a und 10b sind durch Preßverfahren auf einfache Weise herstellbar. Mit Ausnahme des Rippenbereiches 15 ist es wünschenswert, daß die flachen Abschnitte von jeder Teilungsplatte 10a und 10b in ihrer Dicke geringfügig und gleichförmig von dem äußeren halbkreisförmigen Bereich 14 zum inneren halbkreisförmigen Bereich 14a hin abnehmen, um ein Einsetzen der Teilung durch die Apertur 13 in die Sammler 3 und 4 zu erleichtern.
Bezüglich der Konstruktion der zweiplattigen Teilung bestehend aus den beiden Platten 10a und 10b sind diese mit ihren Rücken übereinanderliegend angeordnet, wobei ihre Rippenbereiche 15 nach außen und voneinander wegweisen, wie in den Fig. 1, 5A und 5B gezeigt. Wenn die Teilungsplatten durch die schlitzförmige Apertur 13 in die Sammler 3 und 4 eingesetzt werden, stoßen die inneren halbkreisförmigen Abschnitte 14a an die innere Oberfläche der Sammler und die Innenseiten der Rippen 15 werden in engem Kontakt mit den an jede Apertur 13 grenzenden Außenseiten gebracht. Anschließend werden die Teilungen zur Bildung einer gegenständlichen Einheit mit den Sammlern 3 und 4 hart verlötet. Die beste Art und Weise, um diesen Hartlötschritt durchzuführen, ist, die Sammler 3 und 4 sowie die Teilungsplatten 10a und 10b etc. aus einem Aluminiumlotblech herzustellen und diese miteinander durch die sogenannte Einschußproduktion miteinander zu verlöten. Jedoch kann auch jede andere geeignete Verbindungstechnik verwendet werden. Es wird bevorzugt, daß die Teilungsplatten 10a und 10b mit einem Lotmittel auf ihren gegenüberliegenden Oberflächen beschichtet sind.
Wenn die schlitzförmigen Aperturen 13 in den Sammlern 3 und 4 durch Ausstanzen oder dergleichen gebildet werden, ist es manchmal unmöglich, Deformationen, etwa ein Aufbiegen oder ein Aufrichten einer Schlitzkante zu vermeiden. Fig. 6 zeigt einen Zustand, bei dem eine Kante 13a der Apertur 13 geringfügig ausgestellt ist, wodurch die Rippe 15 der Teilungsplatte 10a an der Seite mit der deformierten Kante 13a ungünstig beeinflußt ist. Dieser Zustand hat als Fehler zur Folge, daß die Teilungsplatte 10a nicht korrekt eingesetzt ist, da ein Spalt 16 zwischen der inneren Oberfläche der Sammler 3 oder 4 und dem inneren halbkreisförmigen Bereich 14a der Teilungsplatte ausgebildet ist. Auch wenn sich solch eine Situation, wie in Fig. 6 gezeigt, einstellen sollte, wird die weitere Teilungsplatte 10b gemäß der Erfindung bestimmungsgemäß angeordnet sein, wobei ihr innerer halbkreisförmiger Bereich 14a an die innere Oberfläche der Sammler 3 und 4 grenzt, so daß eine perfekte Teilung nach einem Hartlöten sichergestellt ist. Mit Ausnahme einer extremen Deformation der Aperturen 13 ist eine zufriedenstellende Abdichtung durch Hartlöten aufgrund der Anordnung der Teilungsplatte 10a mit der Kante 13a der Apertur 13 erzielbar.
Obwohl der innere halbkreisförmige Bereich 14a der Teilung 10 die innere Oberfläche des Sammlers kontaktiert, können zusätzliche Schlitze in die der schlitzförmigen Apertur 13 gegenüberliegende Wand eingebracht sein, die üblicherweise in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eingebracht sind. In diesem Fall greifen Führungsvorsprünge des inneren halbkreisförmigen Bereichs in diese zusätzlichen Schlitze ein.
Das oben diskutierte Ausführungsbeispiel zeigt Teilungen mit Rippen, die an dem äußeren halbkreisförmigen Bereich von jeder Teilungsplatte angeformt sind. Es ist ebenfalls möglich, ohne derartige Rippen auszukommen. Mit diesem letztgenannten Typen wird ebenfalls erreicht, daß zumindest eine der Teilungsplatten zur Erzielung der ausreichenden Teilung bestimmungsgemäß angeordnet ist. Nach dem Einsetzen einer der Teilungsplatten durch die schlitzförmige Apertur und nach Anordnen derselben in dem Sammler werden beide Teilungsplatten in ihrer bestimmungsgemäßen Position zurechtgerückt angeordnet sein, da die weitere Teilungsplatte über der zuvor eingesetzten Teilungsplatte liegend eingesteckt wird. Auch wenn die erste Teilungsplatte zunächst nicht zufriedenstellend in den Sammler eingeschoben worden ist, wird diese beim Einstecken der anderen Teilungsplatte in ihre vollständig eingesteckte Position zum Kontaktieren der inneren Oberfläche der Rückwand des Sammlers aufgrund zwischen den Teilungsplatten wirkenden Reibungskräfte gebracht werden. Wenn beide Teilungsplatten eingesetzt sind, fügen sich die äußeren Kanten in die schlitzförmige Apperur ein, so daß die beiden Teilungsplatten übereinander liegend eine verläßliche Unterteilung sicherstellen.

Zweites Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird ein Wärmetauscher vorgestellt, der vorzugsweise als Kondensator für Kraftfahrzeugklimaanlagen eingesetzt ist und gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wird.
Bei den Wärmetauschern, die in den Fig. 8 und 9 gezeigt sind, sind eine Vielzahl flacher Rohre 101 und gewellte Rippenglieder 102 parallel zueinander in einer oben-unten Ausrichtung angeordnet. Die Bezugszeichen 103 und 104 bezeichnen linke und rechte Sammler, mit welchen die beiden Enden von jedem Rohr 101 in einer Flüssigkeitsverbindung verbunden sind. Das Bezugszeichen 105 kennzeichnet ein Kühlmitteleinlaßrohrstück, welches an dem linken Sammler 103 in einer Flüssigkeitsverbindung befestigt ist, während ein Kühlmittelauslaßrohrstück 106 entsprechend an dem rechten Sammler 104 angebracht ist. Das weitere Bezugszeichen 107 betrifft Teilungen, die in vorbestimmten Höhen innerhalb der Sammler 103 und 104 angeordnet sind. Aufgrund dieser Teilungen 107 durchfließt das Wärmetauschmedium die Durchlässe, die durch die Vielzahl der Rohre 101 in einem schlangenförmigen Muster gebildet sind. Das weitere Bezugszeichen 108 kennzeichnet Seitenbleche, die auf den oberen und unteren Seiten der äußersten gewellten Rippenglieder 102 angeordnet sind.
Die hier verwendeten flachen Rohre 101 zählen zum sogenannten Harmonikatyp, die durch Extrudieren von Aluminiummaterial hergestellt sind.
Die gewellten Rippenglieder 102 sind durch Verwendung eines Aluminiumbleches von etwa derselben Breite wie die Rohre 101 und durch Verformen desselben in die gewellte Form umfassend Kühlschlitze herge stellt. Ein Aluminiumlotblech bestückt oder beschichtet mit einem Lotmittel ist für eine solche Verwendung bevorzugt.
Ein Aluminiumlotblech, das auf einer oder beiden Seiten mit einer Lotmittelschlicht beschichtet ist, wird so geformt, daß beide Kanten aneinander stoßen, um ein zylindrisches Sammlerrohr 103a zu bilden, aus dem der Sammler 103 anschließend gebildet wird, wobei die endseitigen Öffnungen dieses Rohrstücks mit Aluminiumkappen 103b verschlossen werden. Der andere Sammler 104 ist in derselben Weise wie der Sammler 103 hergestellt. Die Sammler 103 und 104 können alternativ ebenfalls aus extrudierten oder geschweißten Rohren anstelle der gebogenen Lötbleche, wie oben beschrieben, hergestellt sein. Wie in Fig. 7 dargestellt, sind schlitzförmige Rohreinstecköffnungen 109 in die Seitenfläche des Sammlers 103 umfänglich eingebracht. Diese Öffnungen sind in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet, damit diese eine in Längsrichtung des Sammlers ausgerichtete Reihe bilden.
Eine schlitzförmige Apertur 110, die sich etwa zur Hälfte um den Umfang des Sammlers 103 erstreckt, ist in einem den Einstecköffnungen 109 gegenüberliegenden Bereich in einer Position zwischen zwei dieser Öffnungen eingebracht. Da die Rohreinsetzöffnungen 109 sich nicht über die Naht 103c erstrecken, in der die Enden des Sammlerrohrs 103a aneinanderstoßen, erstreckt sich die schlitzförmige Apertur 110 über diese Naht 103c hinweg.
Die Teilung 107 wird durch ein Paar symmetrischer Aluminiumteilungsplatten 112 und 113 gebildet, die übereinander liegen und an ihrem einen Ende miteinander verbunden sind. Die unverbundenen Enden dieser Platten sind geringfügig geöffnet, so daß diese in einer Seitenansicht etwa V-förmig erscheinen.
Wie in den Fig. 7, 10 und 11 gezeigt, sind die Teilungsplatten 112 und 113 aus kreisförmigen Teilungselementen 112a und 113a gebildet, die der Form des inneren Umrisses des Sammlers 103 entsprechen, wobei sich die unverbundenen halbkreisförmigen Bereiche dieser Teilungselemente 112a und 113a radial nach außen erstrecken, so daß ihre äußeren Enden 112b und 113b gleichermaßen nach außen hervorragen. Rippen 112c und 113c sind an den Kanten der vortretenden Enden 112b und 113b angeformt und ragen davon in entgegengesetzten Richtungen ab. Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, sind kleine Vorsprünge 114 auf einer Seite der Teilungsplatte 112 angeordnet. Diese Vorsprünge 114 sind aufgerichtet, geneigt und in Richtung der vorstehenden Enden 112 zugespitzt, wobei diese in einer Position auf dem Teilungselement 112a an der Grenze zwischen diesem und den vorstehenden Enden 112b angeordnet ist, so daß ein Herausrutschen der Teilung verhindert ist.
Diese Teilung 107 ist, wie in Fig. 12 gezeigt, durch Aneinanderstoßen der beiden Enden von zwei Aluminiumteilungsplatten 112 und 113, die durch ein Preßverfahren hergestellt sind, gebildet, wobei die Platten in einem vorbestimmten Winkel, etwa 90º gehalten werden und die aneinandergrenzenden Enden durch Hartlöten oder dergleichen verbunden werden. Anschließend werden die auf diese Weise verbundenen Teilungsplatten 112 und 113 um die Verbindungsstelle 115 gebogen, so daß die Seiten ohne den Rippen 112c und 113c übereinander liegend angeordnet sind.
Eine weitere Möglichkeit, die Teilung herzustellen, besteht darin, zunächst einen vorgeformten Artikel 117 durch Pressen eines Aluminiumbleches bereitzustellen. Die Teilungsplatten 112 und 113 sind in diesem Fall miteinander durch einen sehr kurzen Verbindungsstreifen 116 verbunden, so daß diese übereinander gefaltet werden können. Bei diesem Herstellungsverfahren sollten die Platten so ausgebildet sein, daß eine Wulstausbildung ausgehend von dem kurzen Streifen 116 beim Falten der Platten möglichst gering ist. Wenn es jedoch unmöglich erscheint, eine solche Wulstbildung zu verhindern, ist es wünschenswert, diesen Wulst durch einen abschließenden Verfahrensschritt zu beseitigen.
Ein Aluminiumlotblech wird auch hier verwendet, um die Teilung 107 herzustellen, wobei die gegenüberliegenden Oberflächen der Teilungsplatten 112 und 113 zuvor mit einer Lotmittelschicht beschichtet werden.
Um die oben beschriebenen Komponenten zur Bildung eines in Fig. 8 gezeigten Wärmetauschers zusammen zu setzen, werden die Rohe 101 zunächst parallel zueinander in vorbestimmten Abständen angeordnet.
Ihre Enden werden dann in die Rohreinstecköffnungen 109 eingesetzt, so daß die Sammler 103 und 104 mit den Rohren verbunden sind. Anschließend werden die gewellten Rippenglieder eingesetzt und zwischen den Rohren 101 angeordnet, woran anschließend die Seitenbleche 108, das Einlaßrohrstück 105 und das Auslaßrohrstück 106 etc. angebracht werden. Ferner wird die Teilung 107 durch die schlitzförmige Apertur 110 in den Sammler 103 eingesetzt und die Teilungselemente 112a und 113a innerhalb des Sammlers, wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, angeordnet. Im Ergebnis passen die vorstehenden Enden 112b und 113b in die schlitzförmige Apertur 110 und die Rippen 112c und 113c kontaktieren die Kanten am Eingang der Apertur 110.
Es ist zu bemerken, daß beim Einsetzen der Teilung 107 in den Sammler 103, wie in Fig. 10 gezeigt, die Teilung an der als Gelenkpunkt dienenden Verbindungsstelle 115 gebogen ist, wobei die unverbundenen Seiten geringfügig geöffnet sind. Die Materialelastizität der Teilung bringt somit die vorstehenden Enden 112b und 113b der Teilungsplatten 112 und 113 in engen Kontakt mit der Kante der Apertur 110, wodurch die Teilung 107 bestimmungsgemäß in dem Sammler positioniert wird. Wenn die Reibung zwischen den vorstehenden Enden 112b und 113b und den Kanten der Apertur 110 ausreichend hoch ist, dann wird der oben genannte elastische Kontakt nicht zur bestimmungsgemäßen Positionierung der Teilung benötigt.
Da die kleinen Vorsprünge 114 mit der inneren Kante der schlitzförmigen Apertur 110 im Eingriff stehen, ist die Teilung 107 gegenüber einem Verschieben zum Herausfallen gesichert. Da die Vorsprünge 114 darüber hinaus nach oben zu den nicht verbundenen Enden der Teilung hin geneigt sind, kann diese sanft in den Sammler 103 eingesetzt werden.
Die auf diese Weise zusammengesetzten Wärmetauscherteile werden dann in einen Lötofen eingesetzt, wobei anschließend diese Teile einschließlich der aneinandergrenzenden Enden der Sammlerrohre 103a miteinander durch den Lötvorgang in einer Einschußproduktion verbunden werden, um dadurch den Wärmetauscher zu bilden. Die Teilung verbleibt an ihrer bestimmungsgemäßen Position während des Lötvorganges und wird entsprechend fest mit dem Sammler 103 verlötet, so daß ein Wär metauscher mit einer Teilung hoher Verläßlichkeit gebildet ist.
Da die Teilung 107 aus dem Aluminiumlotblech gebildet ist, wobei gewährleistet ist, daß die Lotmittelschichten der zueinander weisen Oberfläche der Teilungsplatten 112 und 113 zueinander weisen, wird der Spalt zwischen diesen durch das Lötmittel während des Lötvorganges, der in einer Einschußoperation durchgeführt wird, geschlossen. Eine ausgezeichnete Abdichtung kann ebenfalls erreicht werden, wenn die sogenannte Pre-Pack-Lötmethode oder dergleichen angewendet wird.
Aufgrund der Verwendung eines Paares von Teilungsplatten 112 und 113, die als eine Duplexteilung 107 übereinander liegen, wenn mit dem vorbekannten Stand der Technik verglichen, der eine einzige Platte mit einer angeformten Rippe aufweist, können die Rippen 112c und 113c der Teilungsplatten dünner ausgestaltet sein, so daß diese sich weniger weit von der Außenseite des Sammlers 103 abheben, wodurch es möglich geworden ist, einen Wärmetauscher mit einem hohen Verkaufswert herzustellen.

Drittes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 14 und 15 zeigen ein Beispiel einer Variation einer Teilung. Ein Spalt 218 zwischen vorstehenden Enden 212b und 213b von solchen Teilungsplatten 212 und 213, die der Struktur eine Elastizität verleihen, ist mit einer etwas gekrümmten Linie gezeichnet, um anzudeuten, daß aufgrund eines Biegevorgangs die gegenüberliegenden Oberflächen der Platten 212 und 213 in einer Seitenansicht konkav erscheinen. Da alle übrigen Merkmale denjenigen der vorgenannten Ausführungsbeispiele entsprechen, werden entsprechende Erläuterungen zu diesen Merkmalen hier nicht wiederholt. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt der Elastizitätsspalt 218 eine kraftvolle federartige Kraft zur Verfügung, welche die beiden vorstehenden Enden 212b und 213b der Teilungsplatten 212 und 213 in Kontakt mit den Kanten um die schlitzförmige Apertur des Sammlers 103 bringt, so daß dadurch eine noch sicherere Positionierung der Teilung 207 ermöglicht ist.

Viertes Ausführungsbeispiel

Das in den Fig. 16 und 17 gezeigte Ausführungsbeispiel verwendet eine Teilung 307 mit einer kleinen Nase 319. Wenn diese Teilung 307 durch die schlitzförmige Apertur 110 eingesetzt und in dem Sammler 103 angeordnet wird, greift die kleine Nase 319 in eine entsprechend dimensionierte kleine Öffnung 120, die in die der Apertur 110 gegenüberliegende Sammlerwand eingebracht ist. Die kleine Nase 319 kann durch Pressen eines Aluminiumbleches zur Herstellung eines vorgeformten Artikels gebildet werden, der auch die Teilungsplatten 312 und 313 umfaßt, deren Enden durch eine Verbindung miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung im wesentlichen dieselbe Dicke wie die Sammlerwand hat und doppelt so lang wie dick ist. Anschließend werden entsprechend der vorbeschriebenen Art und Weise die Platten in der Mitte der Verbindung gebogen und in eine übereinanderliegende Position gefaltet. Eine ausgezeichnete Positionierung der Unterteilung 307 ist durch diese Struktur gewährleistet, da der Eingriff der kleinen Nase 119 in die kleine Öffnung 120 die Platten in ihrer Position sichert. Darüber hinaus wird die Biegekraft vergrößert und es besteht nur eine geringe Gefahr, daß die Teilungsplatten 312 und 313 brechen oder Rißbildungen zeigen. Da alles Übrige demjenigen der zuvor erörterten Ausführungsbeispiele entspricht, wird von weiteren Ausführungen zu den entsprechenden Merkmalen hier abgesehen.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Das in Fig. 18 gezeigte Ausführungsbeispiel verwendet eine Teilung 407, die ohne Rippen, kleinen Vorsprüngen oder einer kleinen Nase gebildet ist. Da alles Übrige demjenigen der vorgenannten Ausführungsbeispiele entspricht, werden Erörterungen der entsprechenden Merkmale hier nicht wiederholt.
Die Wärmetauscher gemäß dem zweiten bis fünften Ausführungsbeispiel umfassen jeweils ein Paar Teilungsplatten, die übereinander liegend und miteinander an einem Ende verbunden sind. Wenn diese in die schlitzförmige Apertur eingesetzt werden, kommen die nicht verbundenen Enden der beiden Teilungsplatten mit den Kanten der Apertur in Kontakt und werden mit dem Sammler in dieser Stellung, um Teil des Wärmetauschers zu werden, verlötet. Daher gewährleisten diese, daß die Teilungen nicht aus ihrer Position herausrutschen oder aus dem Sammler herausfallen, nachdem diese eingesetzt sind und bevor diese in ihrer Position verlötet worden sind. Die Teilung kann daher immer in der bestimmungsgemäßen Position mit dem Teiler verlötet werden, so daß es möglich ist, einen sehr verläßlichen Wärmetauscher bereitzustellen.
Die Wärmetauscher dieser Erfindung sind natürlich auch als Mehrkanalwärmetauschertypen, etwa denjenigen für Gebäudeklimaanlagen, Ölkühler oder dergleichen geeignet.

Claims

1. Wärmetauscher umfassend eine Vielzahl Rohre (1), hohle Sammler (3, 4), mit denen die beiden Enden eines jeden Rohres (1) verbunden sind, so daß die Rohre in Flüssigkeitsverbindung mit den Sammlern stehen, im wesentlichen plattenartige kreisförmige Teilungen (10), die durch schlitzförmige, in die Sammler (3, 4) eingebrachte Aperturen (13) eingesetzt und in Richtung ihres Umfanges angeordnet und zu ihrer Verbindung verlötet sind, wobei jede Teilung (10) eine Teilungsplatte (14), die im wesentlichen die innere Öffnung des Sammlers ausfüllt, ein vorspringendes, in den Schlitz (13) hineinreichendes Ende (14a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (10) aus zwei einzelnen Teilungsplatten (10a, 10b) besteht, die bogenförmige abragende Rippen (15), die sich entlang des Umfanges der Außenseiten (14b) der Teilungsplatten erstrecken und daran angeformt sind, aufweisen, wobei die Rippen (15) jeweils in entgegengesetzte unterschiedliche Richtungen abragen, um der Außenseite des Sammlers zu entsprechen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilungsplatten (10a, 10b) von jeder Teilung (10) miteinander durch eine Lotmittelschicht verbunden sind, die zur Beschichtung der gegenüberliegenden Oberflächen der Teilungsplatten vorgesehen ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilungsplatte aus einem Aluminiumlotblech hergestellt ist.

4. Wärmetauscher umfassend eine Vielzahl Rohre (101), hohle Sammler (103, 104), mit denen die beiden Enden eines jeden Rohres (101) verbunden sind, so daß die Rohre in Flüssigkeitsverbindung mit den Sammlern stehen, im wesentlichen plattenartige kreisförmige Teilungen (107, 207, 307) mit einem ersten Bereich (112a, 113a), die in schlitzförmige, in die Sammler (103, 104) ein gebrachte Aperturen (110) eingesetzt und in Richtung ihres Umfanges angeordnet sind, und mit einem zweiten Bereich (112b, 113b), der im wesentlichen der inneren Öffnung des Sammlers entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilung (107) ein Paar mit zwei Teilungsplatten (112, 113) mit verbundenen Enden (115) aufweist, die innerhalb der schlitzförmigen Apertur (110) in einer übereinander liegenden Anordnung vorgesehen sind, wobei die zweiten Bereiche (112b, 113b) der beiden Teilungsplatten (112, 113) unverbunden sind und die Innenkanten der Apertur kontaktieren und in dieser Position mit den Sammlern (103, 104) zu ihrer Verbindung hart verlötet sind.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bereiche jeder Teilungsplatte an ihren Kanten vorstehende Rippen (112c, 113c, 212c, 213c, 312c, 313c) aufweisen, die davon in entgegengesetzten Richtungen den Außenseiten des Sammlers entsprechend abragen.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Teilungsplatten (112, 113) an ihren Enden durch Löten miteinander verbunden sind.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Teilungsplatten (112, 113) durch einen schmalen Biegestreifen (116) an ihren Enden miteinander verbunden sind.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß kleine Vorsprünge (114, 214, 314) zumindest an einem der Teilungsplatten (112, 212, 312), angeformt sind, wobei diese Vorsprünge in einer verjüngten Form geneigt angeordnet sind und sich von einer Position innerhalb des ersten Bereiches (112a) zu einer Begrenzung zwischen diesem und dem zweiten Bereich (112b) erstrecken, so daß ein Herausrutschen der Teilung verhindert ist.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsplatten (112, 113) aus einem Aluminiumlotblech hergestellt sind.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsplatten (212, 213) eine solche konkave Formgebung aufweisen, daß zwischen diesen ein Spalt (218) zur Erhöhung der Elastizität der Teilung gebildet ist.

11. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilung (307) an ihrem Ende eine kleine Nase (319) trägt, die in eine kleine Öffnung (120) komplementärer Größe, die in die der schlitzförmige Apertur des Sammlers gegenüberliegende Seite des Sammlers eingebracht ist, eingesetzt ist.