Wärmetauscher, insbesondere Kältemittel-Verdampfer

Abstract

 Es wird ein Wärmetauscher, insbesondere ein Kältemittel-­Verdampfer beschrieben, der aus mehreren parallel zueinander angeordneten Flachrohren (2, 2ʹ) besteht, die jeweils an ihren Enden gegenüber dem Mittelteil (2b) erweitert sind und stirnseitig durch Kappen (3, 4) verschlossen werden. Die erweiterten Endteile (2a) sind mit Verbindungsöffnungen (5, 5ʹ) versehen, so daß das Wärmetauschmittel zum Nachbarrohr strömen kann. Ein Teil (4) der zum Verschluß der Rohr­enden vorgesehenen Kappen wird mit nach innen ragenden Ansätzen (6) versehen, die mindestens eine der Verbindungsöffnungen ver­schließen. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, einen Wärme­tauscher aus identisch aufgebauten Flachrohren herzustellen, wobei nur durch Einsetzen entsprechender Kappen, welche die Verbindungsöffnungen zu den Nachbarrohren freigeben oder nicht, in einfacher Weise die Strömung des Wärmetauschmittels inner­halb der Flachrohre bestimmt werden kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Wärmetauscher dieser Art, die insbesondere für Kältemittel-­Verdampfer eingesetzt werden können, sind in der älteren Anmel­dung P 35 02 619.7 vorgeschlagen worden. Dort müssen jedoch jeweils an den äußeren Enden des aus Flachrohren gebildeten Rohrblockes Rohre vorgesehen werden, die in dem erweiterten Teil nur eine Öffnung aufweisen, die an das benachbarte Rohr angrenzt. Die andere Seite, die das Ende des Wärmetauschers bestimmt, muß geschlossen sein. Gleiches gilt auch dann, wenn der Wärmetauscher mit verschiedenen Rohrzügen versehen sein soll, d. h., wenn das Wärmetauschmittel im Zick-Zack durch die Flachrohre oder durch Gruppen von diesen geführt werden soll. Nachteilig ist daher, daß mindestens zwei Typen von Flachrohren gefertigt und zum Zusammensetzen des Wärmetauschers auf Lager gehalten werden müssen, was den Bauaufwand für solche Wärme­tauscher erhöht. Nachteilig ist auch, daß beim fertigen Wärme­tauscher nicht oder nur sehr umständlich festgestellt werden kann, wo Umlenkstellen der Rohrzüge vorgesehen sind.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärme­tauscher der eingangs genannten Art einfacher und montage­freundlicher aufzubauen. Dies wird bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

[0004] Durch diese Ausgestaltung können alle Flachrohre gleich aus­gebildet werden und jeweils mit zwei gegenüberliegenden Öff­nungen in den erweiterten Teilen versehen sein. Der Abschluß einzelner Öffnungen kann dann wahlweise dort vorgenommen werden, wo er gewünscht ist, wobei nur ein Austausch der ohnehin zum Verschließen der Rohrenden vorgesehenen Kappen vor­genommen werden muß. Vorteilhaft ist außerdem, daß nach dem Aufsetzen der Kappen auch von außen jederzeit überprüfbar ist, wo eine der beiden Öffnungen des Flachrohres verschlossen ist, d. h. wo beispielsweise ein neuer Rohrzug beginnt.

[0005] Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unter­ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen neuen Wärmetauscher in der Form eines Kältemittel-Ver­dampfers,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Wärmetauscher der Fig. 1,

Fig. 3 die Seitenansicht des Wärmetauschers der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III gesehen, jedoch mit abgenommenem Seitenteil,

Fig. 4 den schematischen Schnitt durch das obere Ende des in den Fig. 1 und 2 äußersten linken Flach­rohres in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 den schematischen Schnitt durch die Fig. 4 längs der Linie V-V,

Fig. 6 die Draufsicht auf das obere Rohrende der Fig. 4,

Fig. 7 den Schnitt ähnlich Fig. 4, jedoch durch das zweite Flachrohr von rechts, links der Linie VII-VII und ebenfalls in vergrößertem Maßstab,

Fig. 8 den Schnitt durch Fig. 7 längs der Linie VIII-VIII und

Fig. 9 die Draufsicht auf das obere Rohrende der Fig. 7.

[0006] In den Fig. 1 bis 3 ist ein Wärmetauscher (1) in der Form eines Kältemittel-Verdampfers gezeigt, der aus mehreren identisch ausgebildeten Flachrohren (2) besteht, die jeweils mit einem gegenüber dem Mittelteil (2b) erweiterten Endbereich (2a) ver­sehen und mit diesen Endbereichen, welche die Form eines Ovals haben, unmittelbar aneinandergelegt sind. Beim Ausführungs­beispiel sind die erweiterten Teile (2a) jeweils auf den beiden gegenüberliegenden und zueinander parallelen Wandseiten mit Öffnungen (5) versehen, die beim Aneinanderlegen der Flach­rohre, da alle Flachrohre identisch ausgebildet sind, unter­einander fluchten. Dies wird auch noch dadurch bewirkt, daß jeweils (s. Fig. 1) die nach rechts weisende Öffnung jedes erweiterten Teiles (2a) mit einem nach außen vorspringenden Stutzen (110) versehen ist, der in die Öffnung (5) des benach­barten Teiles (2a) hereinpaßt. Alle Flachrohre (2) lassen sich daher durch diese Ausbildung mit ihren erweiterten Teilen (2a) aneinandersetzen und in ihrer Lage gegenseitig fixieren, ehe sie verlötet werden. Dabei wird, wie auch bei anderen Bauarten bekannt, jeweils zwischen zwei aneinandergrenzende Flachrohre (2) ein Rippeneinsatz (11) eingesetzt, der zur Erhöhung des Wärmeaustausches zwischen den Flachrohren und dem zwischen ihnen durchströmenden Medium dient. Beim Ausführungsbeispiel wird beispielsweise Luft in Richtung zur Zeichenebene durch diese Zwischenräume und durch die Rippeneinsätze (11) hindurchgeführt, die beim Durchströmen des Kältemittel-Verdampfers abgekühlt wird.

[0007] Innerhalb des Mittelbereiches (2b) jedes Flachrohres sind Turbulenzeinlagen (14) vorgesehen, die in hier nicht näher zu beschreibender Weise in die Rohre eingesetzt werden. Nach außen wird der Wärmetauscher (1) jeweils durch Seitenteile (13) ab­geschlossen, die mit den Flachrohren verlötet oder auch in anderer Weise an dem Flachrohrblock befestigt werden können.

[0008] Die Zu- und Abfuhr des Kältemittels bzw. des Wärmetauschmediums erfolgt durch die Zuführleitung (15) und durch die Abführlei­tung (16).

[0009] Alle Flachrohre (2) sind an ihren beiden Enden dicht durch Kappen (3) bzw. (4) verschlossen und bilden somit einen Flach­rohrblock, in den das Wärmetauschmittel über die Zuführleitung (15) eingeführt werden kann. Um zu erreichen, daß das Wärme­tauschmittel den Flachrohrblock möglichst gleichmäßig durch­strömt, ist zunächst vorgesehen, daß angrenzend an das Flach­rohr (2ʹ), dem das Wärmetauschmittel oben zugeführt wird, die benachbarten Rohre (2) oben durch Kappen (4) verschlossen werden, die, wie noch anhand der Fig. 4 bis 6 erläutert werden wird, schalenförmig, aber mit Vertiefungen (6) versehen sind, die jeweils Wandteile (7) aufweisen, die so ausgebildet sind, daß sie bei eingesetzter Kappe (4) eine der beiden Öffnungen (5) in den erweiterten Teilen (2a) der Flachrohre verschließen können. Fig. 1 zeigt, daß die äußere der beiden Kappen (4) mit ihrer Verschlußwand an der Außenseite des äußersten Flachrohres anliegt, so daß dadurch der Flachrohrblock nach außen abge­schlossen ist. In dem an das Rohr (2ʹ) rechts angrenzenden Flachrohr ist die Kappe (4) anders herum eingesetzt, so daß ihr Wandteil (7) die nach rechts weisende Öffnung (5) verschließt. Das durch die Zuführleitung (15) zugeführte Wärmetauschmittel wird dadurch gezwungen, in den drei benachbarten Flachrohren nach unten zu strömen, von wo es es wiederum in die drei benachbarten Rohre bis zu dem Rohr (2ʹ) strömen kann, dessen unterer erweiterter Teil (2aʹ) durch eine Kappe (4) so abgeschlossen ist, daß das Wärmetauschmittel nicht nach außen und nicht zum rechts benachbarten Rohr strömen kann. Im oberen Bereich ist das 5. Flachrohr von rechts wiederum mit einer Kappe (4) ausgestattet, so daß in dem Flachrohrblock eine Zick-Zack-Strömung des Wärmetauschmittels bewirkt wird, ehe diese durch den Ablaufstutzen (16) abgeführt wird.

[0010] Die nicht mit den Kappen (4) verschlossenen erweiterten Teile (2a) sind mit Kappen (3) dicht verschlossen, deren Form anhand der Fig. 7 bis 9 ebenfalls deutlich wird. Durch die erfindungs­gemäße Ausgestaltung reicht es daher aus, Flachrohre von identischer Form auf Lager zu halten, die dann nach Bedarf zu Wärmetauschern bestimmter gewünschter Länge zusammengesetzt werden und durch Kappen wahlweise so verschlossen werden können, daß die gewünschte Durchströmung erreicht ist. Nach dem Einsetzen der Kappen und der, nicht im einzelnen beschriebenen Abschlußkappen, die für Zu- und Abflußstutzen vorgesehen sind, wird der Flachrohrblock verlötet, so daß die Kappen (3, 4) dicht in den Enden der Flachrohre (2) und diese durch das In­einandergreifen der Stutzen (110) und der Öffnungen (5) auch dicht aneinander gehalten sind. Die beim Ausführungsbeispiel vorgesehenen Flachrohre weisen dabei erweiterte Teile (2a) auf, die nicht der vollen Breite (b) des Wärmetauschers entsprechen. Die Flachrohre sind bei dieser Ausführung dadurch hergestellt worden, daß ausgehend von Rohren mit einem ovalen Querschnitt entsprechend den erweiterten Teilen (2a) in dem mittleren Bereich (2b) flachgewalzt oder -gepreßt wurden.

[0011] Die Fig. 4 bis 6 zeigen die Ausgestaltung der Kappe (4), die bei dem Wärmetauscher der Fig. 1 bis 3 eingesetzt ist. Die Kappe (4) ist schalenförmig ausgebildet und sitzt mit ihren Rändern (17) dicht in dem nach oben stehenden Rand (18) der erweiterten Teile (2a) der zugeordneten Flachrohre (2). Die Kappe (4) besitzt dabei eine Vertiefung (6), die einen Wandteil (7) aufweist, der, wie Fig. 5 zeigt, die linke Öffnung (5ʹ) der beiden Öffnungen (5ʹ, 5) in dem erweiterten Teil (2a) des Flachrohres (2) abschließt. Die Vertiefung (6) wird dabei durch eine in dem Wandteil gegenüberliegende schräg verlaufende Wand (19) abgeschlossen, die so verläuft, daß sie auch als Strömungsleitfläche für das zwischen der Öffnung (5) und dem Bereich (2b) strömende Wärmetauschmittel dient.

[0012] Die Fig. 7 bis 9 machen deutlich, daß jede Kappe (3) ebenfalls aus einem schalenförmigen Teil besteht, dessen nach außen weisende Ränder (20) dem Innenquerschnitt des erweiterten Teiles (2a) jedes Flachrohres (2) angepaßt sind. Diese schalen­förmige Kappen (3) besitzen quer zur Längsachse (10) der Oval­form verlaufende Versteifungssicken (9), die dazu dienen, die Festigkeit der Kappen (3) zu erhöhen. Diese Kappen dienen aus­schließlich zum äußeren Abschluß jedes Flachrohres (2). Sie werden, ebenso wie die Kappen (4), dicht in den Flachrohren (2) verlötet.

Ansprüche

1. Wärmetauscher, insbesondere Kältemittel-Verdampfer, bestehend aus mehreren parallel zueinander angeordneten Flach­rohren, die jeweils an ihren Enden gegenüber dem Mittelteil erweitert und stirnseitig durch Kappen verschlossen sind, wobei die Endteile Verbindungsöffnungen zum Nachbarrohr aufweisen und mit dem Nachbarrohr verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Flachrohre (2) gleich und mit je zwei Verbindungsöffnungen (5, 5ʹ) zu benachbarten Flachrohren versehen sind, und daß ein Teil (4) der Kappen (3, 4) mit nach innen ragenden Ansätzen (6) versehen ist, die mindestens eine der Verbindungsöffnungen (5) verschließen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze als nach innen ragende Wandteile (7) ausgebildet sind.

3. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandteile (7) zu Vertiefungen (6) gehören, die in schalenförmigen Kappen (4) vorgesehen sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (2a) der Flachrohre (2) ovalen Querschnitt besitzen und die nicht mit Ansätzen versehenen Kappen (3) Versteifungssicken (9) aufweisen, die quer zu der Längsachse (10) der dem Ovalquerschnitt der Endteile der Flachrohre (2) angepaßten Kappen (3) verlaufen.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Verbindungsöffnungen (5) mit einem von ihrem Rand nach außen abragenden Stutzen (110) versehen ist, dessen Außen­durchmesser dem Innendurchmesser der benachbarten Verbindungs­öffnung (5ʹ) entspricht.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (110) eine Länge besitzt, die in etwa der Tiefe der Verbindungsöffnung (5ʹ) entspricht.

Zeichnung