WÄRMEÜBERTRAGER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Gaskühler, mit mindestens einem in einer Längsrichtung erstreckten Sammelkasten, der einen Boden und einen Deckel umfasst sowie mindestens zwei im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmige Längskanäle aufweist, die durch mindestens eine vom Boden und/oder vom Deckel gebildete Längstrennwand voneinander zumindest abschnittsweise beabstandet sind, wobei der Boden an mindestens einem seiner in Längsrichtung verlaufenden Randbereiche ein Bord aufweist, mit dem der Boden einen in Längsrichtung verlaufenden Randbereich des Deckels außen übergreift oder wobei der Deckel an mindestens einem seiner in Längsrichtung verlaufenden Randbereiche ein Bord aufweist, mit dem der Deckel einen in Längsrichtung verlaufenden Randbereich des Bodens außen übergreift.

[0002] Aus WO 2004/088234 A2 ist ein gattungsgemäßer Wärmetauscher bekannt, bei dem das Bord durch eine durchgehende Lasche gebildet ist. Das Bord wird nach Anlegen des Deckels an den Boden gebogen oder gefaltet, um beide Teile vor einem Lötprozess aneinander festzulegen. Dies erfordert jedoch einen hohen Materialbedarf und hohe Kräfte für das Biegen oder Falten, wobei die Fügekräfte, die nach dem Biegen oder Falten zwischen Boden und Deckel vorherrschen, aufgrund elastischer Verformung des Bords gering sind.

[0003] Aus DE 10 2006 053 702 A1 ist ein Sammelkasten bekannt, bei dem das Bord durch vereinzelte Lappen gebildet ist. Auch hier wird das Bord nach dem Anlegen des Deckels an den Boden gebogen oder gefaltet, um beide Teile aneinander festzulegen. Die Fügekräfte zwischen Boden und Deckel sind jedoch aufgrund von Materialabstreckungen und elastischer Verformung des Bords gering.

[0004] Die JP 2008 089188 A offenbart einen Wärmeübertrager mit Sammelkasten mit Boden und Deckel, bei welchem die Borde des Bodens über die gesamte Länge umgebogen sind. Auch offenbart die DE 10 2006 057 585 A1 eine solche Gestaltung.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager vorzuschlagen, der bei einer sicheren Fügung einfach und zweckmäßig baut sowie kostengünstig herstellbar ist.

[0006] Die Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager gemäß Anspruch 1 gelöst. Bei diesem Wärmeübertrager weist das jeweilige Bord in Längsrichtung eine Vielzahl von Verstemmungen auf, durch die es im Bereich jeder einzelnen Verstemmung in Richtung auf die Sammelkastenmitte verformt ist und den Boden und den Deckel gegeneinander festlegt. Bevorzugt sind Deckel und Boden aus einer Blechplatine geprägt und weisen jeweils im Querschnitt im Wesentlichen eine w-Form oder ω - Form auf. Aufgrund dieser Form berühren sich Boden und Deckel in ihren Außenbereichen und in ihren Mitten, wodurch die Längstrennwand gebildet ist.

[0007] Die beiden Borde sind derart ausgebildet, dass sie in den Bereichen, in denen sie keine Verstemmung aufweisen, parallel zueinander verlaufen. Von besonderem Vorteil ist, dass durch die Vielzahl von Verstemmungen eine kraftvolle Fügung von Deckel und Boden bei geringem Materialeinsatz erreicht wird.

[0008] Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Vielzahl an Verstemmungen symmetrisch bezüglich der Sammelkastenmitte angeordnet ist. Hierdurch weist die Fügung von Deckel und Boden einen symmetrischen Kraftverlauf auf, was die Güte der Fügung erhöht.

[0009] In Weiterbildung der Erfindung weisen zwei in Längsrichtung benachbarte Verstemmungen gleiche oder voneinander abweichende Breiten auf. Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn die in Längsrichtung angeordneten Verstemmungen einen gleichen oder voneinander abweichenden Abstand zueinander aufweisen. In Bereichen des Sammelkastens, in denen aufgrund der zu erwartenden Belastung eine stärkere Fügung des Sammelkastens erforderlich ist, kann dies durch Erhöhen der Breite der Verstemmung oder durch die Anzahl der Verstemmungen innerhalb des relevanten Bereichs einfach gewährleistet werden. Die Geometrie der einzelnen Verstemmungen ist hierbei grundsätzlich beliebig. Es sind gerade Anteile, winklige oder runde Ausführungen möglich.

[0010] Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn eine einzelne Verstemmung eine Breite von 0,5 - 6 mm, insbesondere 0,75 - 5 mm, insbesondere 1 - 4 mm beträgt. Hierdurch wird eine punktuelle Verstemmungen erreicht, wobei die hierfür erforderliche Kraft zum Herstellen der Verstemmung reduziert ist.

[0011] Gemäß der Erfindung bilden mehrere Verstemmungen eine Aufnahme für mindestens ein Anschlussstück, insbesondere Flansch oder Halter. Das Anschlussstück wird durch die Verstemmungen geklemmt.

[0012] Vorteilhafterweise sind der Boden und der Deckel miteinander verlötet. Hierdurch kann der Wärmeübertrager hohen Drücken standhalten und beispielsweise in einem CO2-Kältemittelkreislauf Einsatz finden.

[0013] Ferner ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Wärmeübertrager eine Vielzahl von eine Wärmeübertragungsfläche bildenden Flachrohren aufweist, wobei die Flachrohre Rohrenden und der Boden der Anzahl der Flachrohre entsprechende Öffnungen zur Aufnahme der Rohrenden aufweist.

[0014] Gemäß der Erfindung sind die Borde des Bodens höher als die äußere Kante des Deckels oder die Borde des Deckels höher als die äußere Kante des Bodens. Die Borde des Bodens hintergreifen den Deckel im Bereich einer Verstemmung bzw. die Borde des Deckels den Boden im Bereich einer Verstemmung. Solchenfalls wird bevorzugt, wenn die Höhe der Borde des Bodens über die Kante des Deckels oder die Höhe der Borde des Deckels über die Kante des Bodens 0,5 - 4 mm, insbesondere 0,75 - 3 mm, insbesondere 1 - 2,5mm, insbesondere 1 - 1,5 mm aufweist.

[0015] Schließlich wird ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei dem die Verstemmungen in den Eckbereichen eine Positionierungseinrichtung in Längsrichtung für den Sammelkasten bilden.

[0016] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Sammelkastens eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers;

Figur 2 eine Seitenansicht auf den Sammelkasten gemäß Figur 1;

Figur 3 eine Draufsicht auf den Sammelkasten gemäß Figur 1;

Figur 4 eine Schnittansicht entlang des Schnitts I-I gemäß Figur 3;

Figur 5 eine Schnittansicht entlang des Schnitts II-II gemäß Figur 3.

[0017] Die Figuren zeigen eine Baugruppe eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenen Wärmeübertragers, insbesondere Gaskühler. Der Wärmeübertrager 2 umfasst einen in einer Längsrichtung 4 erstreckten Sammelkasten 6, der aus einem Boden 8 und einem Deckel 10 gebildet ist. Boden 8 und Deckel 10 sind aus einer Blechplatine geprägt und haben einen w- oder ω-förmigen Querschnitt. Der Boden 8 und der Deckel 10 berühren einander in ihren Randbereichen 12 und in ihren Mitten und bilden dort eine zumindest nahezu geschlossene Längstrennwand 14 für in Längsrichtung 4 erstreckte Längskanäle 16 (Figuren 4 und 5).

[0018] Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Boden 8 an seinen in Längsrichtung 4 erstreckten Randbereichen 12 ein Bord 18 auf, das den Deckel 10 außen übergreift. In Längsrichtung 4 weist das Bord 18 eine Vielzahl an Verstemmungen 20 auf, an denen das Bord 18 des Bodens 8 in Richtung auf die Mitte des Sammelkastens 6 verformt ist und am Deckel 10 anliegt, wodurch der Deckel 10 und der Boden 8 gegeneinander festgelegt werden.

[0019] Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen den Sammelkasten 6 aus verschiedenen Ansichten. Die Borde 18 verlaufen parallel zueinander und sind höher als die äußere Kante 22 des Deckels 10. Die Verstemmungen 20 liegen an der äußeren Kante 22 der Deckels 10 an, so dass der Boden 8 den Deckel 10 im Bereich der Verstemmungen 20 senkrecht zur Längsrichtung 4 hintergreift. Die Verstemmungen 20 sind symmetrisch zur Mitte des Sammelkastens 6 angeordnet und weisen im Wesentlichen gleiche Breite auf. Die Verstemmungen 20 haben eine Geometrie, die überwiegend gerade und winklige Anteile aufweist.

[0020] Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist ein Anschlussstück 24 mit dem Sammelkasten 6 über eine durch eine der Verstemmungen 20 gebildete Aufnahme 26 verbunden. Hierzu ist der Abstand zweier in Längsrichtung 4 benachbarter Verstemmungen 20 geringer als in Bereichen, in denen kein Anschlussstück 24 aufgenommen wird.

[0021] Auf der den Borden 18 abgewandten Seite des Bodens 8 sind Öffnungen 28 angeordnet, in die eine Vielzahl an eine Wärmeübertragungsfläche bildenden Flachrohren (nicht dargestellt) mit ihren Rohrenden einsteckbar sind.

[0022] Anhand der Figuren 4 und 5 wird nachfolgend das Fügen des Wärmeübertragers 2 erläutert.

[0023] Der Boden 8 und der Deckel 10 werden aus einer Blechplatine gestanzt und werden w- oder ω-förmig geprägt. Zum Fügen beider Teile wird der Deckel 10 innerhalb des Bodens 8 angeordnet und von diesem an seinen Randbereichen 12 von außen durch die Borde 18 übergriffen. Deckel 10 und Boden 8 berühren sich jeweils in ihrer Mitte und bilden hierdurch die Längstrennwand 14, die die beiden Längskanäle 16 voneinander beabstandet. Beim Einbringen der Verstemmungen 20 in das Bord 18, werden Boden 8 und Deckel 10 aneinander gedrückt und zusammengefügt.

[0024] Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist das Bord 18 des Bodens 8 höher als die äußere Kante 22 des Deckels 10 und verläuft in den Bereichen, in denen es keine Verstemmung 20 aufweist parallel zum gegenüberliegenden Bord 18. Hierdurch hintergreift die Verstemmung 20 den Deckel 10 und drückt ihn gegen den Boden 8.

[0025] Figur 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Figur 3 bei der auf Höhe einer als Aufnahme 26 ausgebildeter Verstemmung 20 ein Anschlussstück 24 angeordnet ist. Das Anschlussstück 24 liegt einerseits an der äußeren Kante 22 des Deckels 10 an und wird durch die Verstemmungen 20 seitlich geklemmt so dass es am Sammelkasten 6 festgelegt ist.

[0026] Durch die Verstemmungen 20 wird eine prozesssichere Fügung des Sammelkastens 6 inklusive Anschlusstücke 24 erzielt.

Ansprüche

1. Wärmeübertrager (2), insbesondere Gaskühler, mit mindestens einem in einer Längsrichtung (4) erstreckten Sammelkasten (6), der einen Boden (8) und einen Deckel (10) umfasst, wobei der Boden (8) an beiden seiner in Längsrichtung (4) verlaufenden Randbereiche (12) jeweils ein Bord (18) aufweist, mit dem der Boden (8) beide in Längsrichtung (4) verlaufende Randbereiche (12) des Deckels (10) außen übergreift oder wobei der Deckel (10) an beiden seiner in Längsrichtung (4) verlaufenden Randbereiche (12) ein Bord (18) aufweist, mit dem der Deckel (10) beide in Längsrichtung (4) verlaufende Randbereiche des Bodens (8) außen übergreift, wobei die Borde (18) des Bodens (8) höher als die äußere Kante des Deckels sind (10) oder die Borde (18) des Deckels (10) höher als die äußere Kante (22) des Bodens (8) sind, wobei die Borde parallel zueinander verlaufen und wobei das jeweilige Bord (18) in Längsrichtung (4) eine Vielzahl von zueinander beabstandeten Verstemmungen (20) aufweist, durch die es im Bereich jeder einzelnen Verstemmung (20) in Richtung auf die Sammelkastenmitte verformt ist und den Boden (8) und den Deckel (10) gegeneinander festlegt, wobei mehrere Verstemmungen (20) eine Aufnahme (26) für mindestens ein Anschlussstück (24), insbesondere Flansch oder Halter, bilden und das Anschtussstück durch die Verstemmungen geklemmt ist.

2. Wärmeübertrager (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl an Verstemmungen (20) symmetrisch bezüglich der Sammelkastenmitte angeordnet ist.

3. Wärmeübertrager (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Längsrichtung (4) benachbarte Verstemmungen (20) gleiche oder voneinander abweichende Breiten aufweisen.

4. Wärmeübertrager (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzelne Verstemmung (20) eine Breite von 0,5 - 6 mm, insbesondere 0,75 - 5 mm, insbesondere 1 - 4 mm aufweist.

5. Wärmeübertrager (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in Längsrichtung (4) angeordneten Verstemmungen (20) einen gleichen oder einen voneinander abweichenden Abstand zueinander aufweisen.

6. Wärmeübertrager (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (8) und der Deckel (10) miteinander verlötet sind.

7. Wärmeübertrager (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (2) eine Vielzahl von eine Wärmeübertragungsfläche bildenden Flachrohren aufweist, wobei die Flachrohre Rohrenden und der Boden (8) der Anzahl der Flachrohre entsprechende Öffnungen (28) zur Aufnahme der Rohrenden aufweist.

8. Wärmeübertrager (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Borde (18) des Boden (8) über die äußere Kante (22) des Deckels (10) oder die Höhe der Borde (18) des Deckels (10) über die äußere Kante des Bodens (8) 0,5 - 4 mm, insbesondere 0,75 - 3 mm, insbesondere 1 - 2,5 mm, insbesondere 1 - 1,5 mm beträgt.

9. Wärmeübertrager (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstemmungen (20) in den Eckbereichen eine Positionierungseinrichtung in Längsrichtung (4) für den Sammelkasten (6) bilden.

10. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmige Längskänäle (16) vorgesehen sind, die durch mindestens eine vom Boden (8) und/oder vom Deckel (10) gebildete Längstrennwand (14) voneinander zumindest abschnittsweise beabstandet sind.

Claims

1. A heat exchanger (2), particularly a gas cooler, having at least one collecting tank (6), which extends in a longitudinal direction (4) and comprises a base (8) and a cover (10), whereby the base (8), at both of its edge regions (12) running in the longitudinal direction (4), respectively has a rim (18) by means of which the base (8) overlaps on the outside both edge regions (12), running in the longitudinal direction (4), of the cover (10) or whereby the cover (10), at both of its edge regions (12) running in the longitudinal direction (4), has a rim (18) by means of which the cover (10) overlaps on the outside both edge regions, running in the longitudinal direction (4), of the base (8), whereby the rims (18) of the base (8) are higher than the outer edge of the cover (10) or the rims (18) of the cover (10) are higher than the outer edge (22) of the base (8), whereby the rims are parallel to each other and whereby the respective rim (18), in the longitudinal direction (4), has a plurality of peened portions (20) with certain distances towards each other, by means of which said rim is deformed in the area of each individual peened portion (20) in the direction of the collecting tank center and fixes the base (8) and the cover (10) to one another, whereby several more peened portions (20) form a seat (26) for at least one connecting piece (24), particularly a flange or retainer, and the connecting piece is fixed by the peened portions.

2. The heat exchanger (2) according to claim 1, characterized in that the plurality of peened portions (20) is arranged symmetrically relative to the collecting tank center.

3. The heat exchanger (2) according to either claim 1 or 2, characterized in that two peened portions (20), adjacent in the longitudinal direction (4), have the same or different widths.

4. The heat exchanger (2) according to any one of claims 1 through 3, characterized in that an individual peened portion (20) has a width of 0.5-6 mm, particularly 0.75-5 mm, particularly 1-4 mm.

5. The heat exchanger (2) according to any one of claims 1 through 4, characterized in that the peened portions (20), arranged in the longitudinal direction (4), have a similar or a different distance to one another.

6. The heat exchanger (2) according to any one of claims 1 through 5, characterized in that the base (8) and the cover (10) are soldered together.

7. The heat exchanger (2) according to any one of claims 1 through 6, characterized in that the heat exchanger (2) has a plurality of flat tubes forming a heat exchanger surface, whereby the flat tubes have tube ends and the base (8) has openings (28), corresponding to the number of flat tubes, for receiving the tube ends.

8. The heat exchanger (2) according to any one of claims 1 through 7, characterized in that the height of the rims (18) of the base (8) over the outer edge (22) of the cover (10) or the height of the rims (18) of the cover (10) over the outer edge of the base (8) is 0.5-4 mm, particularly 0.75-3 mm, particularly 1-2.5 mm, particularly 1-1.5 mm.

9. The heat exchanger (2) according to any one of claims 1 through 8, characterized in that the peened portions (20) in the corner areas form a positioning device for the collecting tank (6) in the longitudinal direction (4).

10. The heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that at least two longitudinal channels (16), substantially circular in cross section, are provided, which are spaced apart at least in sections by at least one longitudinal partition wall (14) formed by the base (8) and/or the cover (10).

Revendications

1. Echangeur de chaleur (2), en particulier refroidisseur de gaz, comprenant au moins un bac collecteur (6) s'étendant dans une direction longitudinale (4), bac collecteur qui comprend un fond (8) et un couvercle (10), où le fond (8), sur deux de ses zones de bordure (12) s'étendant dans la direction longitudinale (4), présente à chaque fois un bord (18) avec lequel le fond (8) chevauche extérieurement les deux zones de bordure (12) du couvercle (10), qui s'étendent dans la direction longitudinale (4), ou bien où le couvercle (10), sur deux de ses zones de bordure (12) s'étendant dans la direction longitudinale (4), présente un bord (18) avec lequel le couvercle (10) chevauche extérieurement les deux zones de bordure du fond (8), qui s'étendent dans la direction longitudinale (4), où les bords (18) du fond (8) sont plus hauts que le bord extérieur du couvercle (10), ou bien les bords (18) du couvercle (10) sont plus hauts que le bord extérieur (22) du fond (8), où les bords s'étendent parallèlement entre eux et où le bord respectif (18) présente, dans la direction longitudinale (4), une multiplicité de matages (20) espacés les uns des autres, matages par lesquels ledit bord respectif est déformé dans la zone de chaque matage individuel (20) en direction du milieu du bac collecteur, et le fond (8) et le couvercle (10) sont fixés l'un contre l'autre, où plusieurs matages (20) forment un logement (26) pour au moins une pièce d'assemblage (24), en particulier une bride ou une fixation, et la pièce d'assemblage est serrée par les matages.

2. Echangeur de chaleur (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la multiplicité de matages (20) est disposée de façon symétrique par rapport au milieu du bac collecteur.

3. Echangeur de chaleur (2) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que deux matages adjacents (20) dans la direction longitudinale (4) présentent des largeurs identiques ou qui diffèrent l'une de l'autre.

4. Echangeur de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un matage individuel (20) présente une largeur de 0,5 mm - 6 mm, en particulier de 0,75 mm - 5 mm, en particulier de 1 mm - 4 mm.

5. Echangeur de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les matages (20) disposés dans la direction longitudinale (4) présentent un espacement identique ou des espacements qui diffèrent les uns des autres.

6. Echangeur de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fond (8) et le couvercle (10) sont assemblés l'un à l'autre par brasage.

7. Echangeur de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (2) présente une multiplicité de tubes plats formant une surface de transmission de chaleur, où les tubes plats présentent des extrémités tubulaires et le fond (8) présente des ouvertures (28) servant au logement des extrémités tubulaires et correspondant à la quantité de tubes plats.

8. Echangeur de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la hauteur des bords (18) du fond (8), situés au-dessus du bord extérieur (22) du couvercle (10), ou bien la hauteur des bords (18) du couvercle (10), situés au-dessus du bord extérieur du fond (8), est de 0,5 mm - 4 mm, en particulier de 0,75 mm - 3 mm, en particulier de 1 mm - 2,5 mm, en particulier de 1 mm - 1,5 mm.

9. Echangeur de chaleur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les matages (20) forment, dans les zones angulaires, un dispositif de positionnement pour le bac collecteur (6), dans la direction longitudinale (4).

10. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins deux conduits longitudinaux (16) ayant en section une forme pratiquement circulaire, conduits longitudinaux qui sont espacés l'un de l' autre, au moins partiellement par au moins une paroi de séparation longitudinale (14) formée par le fond (8) et / ou par le couvercle (10).

Zeichnung