DE69109865T2

DE69109865T2 - Verteiler- und Wärmetauscheranordnung Verteiler- und Wärmetauscheranordnung.

Info

Publication number: DE69109865T2
Application number: DE69109865T
Authority: DE
Inventors: Gerald C Calleson
Original assignee: Insilco Corp
Current assignee: Insilco Corp
Priority date: 1991-09-19
Filing date: 1991-10-21
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2011-10-22
Also published as: DE532794T1; GR3017131T3; DK0532794T3; KR100237229B1; KR930006426A; ATE122780T1; JPH0599584A; US5152339A; EP0532794A1; ES2074624T3; DE69109865D1; EP0532794B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Verteiler- und Wärmetauscher- Anordnungen, insbesondere Wärmetauscher für Kühlanwendungen.
Wärmetauscher für Kühlanwendungen, insbesondere Kondensatoren und Verdampfer, sind einem verhältnismäßig hohen inneren Kühlmitteldruck ausgesetzt. Des weiteren dürfen diese Wärmetauscher ein Entweichen des Kühlmittels in die Atmosphäre nicht zulassen, und sind sie daher vorzugsweise mit möglichst wenig Herstellungsanschlüssen gestaltet. Wenn Herstellungsanschlüsse notwendig sind, müssen ihre Verbindungen wirtschaftlich und mit einer hohen Wahrscheinlichkeit, daß sie nicht lecken, hergestellt werden können.
Automobil-Kondensatoren sind typischerweise mit einem einzigen Längenstück eines Kühlmittelrohrs ausgestattet, das in serpentinenförmiger Konfiguration mit einem Einlaß am einen Ende und einem Auslaß am anderen Ende zusammengebaut ist. In einigen Fällen sind zwei oder mehr solcher serpentinenförmiger Schlangen zu einer verschlungenen Konfiguration zusammengebaut, um für eine Mehrwegströmung des Kühlmittels über den Luftstrom zu sorgen. Die Enden der separaten, serpentinenförmigen Schlangen sind mit gemeinsamen Verteilern verbunden. Dieses Konzept der Mehrwegströmung ist auf das erstreckt worden, was als "Parallelstrom-Wärmetauscher" bezeichnet wird, bei dem alle Kühlmittelrohre geradlinig und parallel zueinander verlaufen, wobei die einzelnen Enden dieser Rohre mit jeweiligen Einlaß- und Auslaßverteilern verbunden sind. Diese Konfiguration wird gemeinhin bei der Gestaltung von Motorkühlern, Ölkühlern und in jüngster Zeit bei Kondensatoren von Klimaanlagen verwendet.
Die Anwendung eines Kondensators auf einen Parallelstrom war in der Praxis wegen der Notwendigkeit für Mehrfach-Hochdruckverbindungen schwieriger zu erreichen. Auch haben die atmosphärischen Probleme, die mit der Freisetzung von Standardkühlmitteln in Zusammenhang stehen, den Übergang zu neueren, stärker chlorierten Kühlmitteln wie R-134A notwendig gemacht. Das Kühlmittel R-134A ist nicht so wirksam wie die Kühlmittel R-12 und arbeitet auch bei einem höheren Druck als die Kühlmittel R-12. Die geringere Wirksamkeit des Kühlmittels R-134A macht eine Kondensatorgestaltung, wie eine Parallelstromgestaltung, erforderlich, die nicht nur wirksamer ist, sondern die auch höheren inneren Arbeitsdrücken widerstehen kann.
Das Anschließen mehrerer Rohre kann, um dem hohen Innendruck zu widerstehen, am besten mittels eines rohrförmigen Verteilers erreicht werden, dessen Querschnitt für höchste Festigkeit kreisförmig ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist. US- A-4 825 941 ist ein Beispiel eines solchen Verteilers mit kreisförmigem Querschnitt. Der Hauptnachteil des rohrförmigen Verteilers mit kreisförmigem Querschnitt besteht in der Schwierigkeit der Bohrens einer Reihe von Löchern in jedem Verteiler, um die Vielzahl paralleler Kühlrohre aufzunehmen. Auch bereitet der rohrförmige Verteiler mit kreisförmigem Querschnitt Schwierigkeiten beim Zusammenbau während der Herstellung. Eine Teillösung dieser Probleme besteht darin, eine Seite jedes Verteilerrohrs gemäß Darstellung in Fig. 2 abzuflachen, um einen D-förmigen Querschnitt zu schaffen, der leichter durchbohrt und anschließend zusammengebaut werden kann. Jedoch ist das Einsetzen der Rohre in den Verteiler noch schwierig. Auch ist es bei einigen Wärmetauschergestaltungen notwendig, Leitbleche in jeden Verteiler einzusetzen, um eine Mehrweg-Kühlmittelströmung zu schaffen. Das Einsetzen der Leitbleche in einen rohrförmigen Verteiler kann ebenfalls Schwierigkeiten beim Zusammenbau während der Herstellung bereiten.
Die DE-A-4 004 949 offenbart eine Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung, bei der der Wärmetauscher über eine Vielzahl paralleler Rohre verfügt. Die dargestellte Verteileranordnung verfügt über einen Einheitsbehälter und eine Einheitsverteilerplatte. Der Einheitsbehälter besitzt einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei der Behälter einen oberen Bereich, der im Querschnitt die Basis des U bildet, und ein Paar im wesentlichen einander gegenüberliegender, paralleler Seiten aufweist. Die Seiten des Behälters bilden ein Paar einander gegenüberliegender, paralleler Simse.
Die Verteilerplatte ist eine Einheitsverteilerplatte mit einer Länge im wesentlichen gleich der Länge des Behälters. Die Platte besitzt eine Vielzahl von Rohrlöchern, die sich, zur Aufnahme der Rohre des Wärmetauschers durch sie hindurch erstrecken. Die Verteilerplatte besitzt nach oben gerichtete Endränder und steht mit dem Behälter im Eingriff, wobei sie durch Flansche gehalten ist, die mit den Seiten des Behälters ausgebildet und nach innen gekrimpt sind, um die Verteilerplatte zu berühren. Die nach oben gerichteten Ränder der Verteilerplatte liegen im wesentlichen an den im Behälter gebildeten Simsen an.
Daher ist es eine Hauptaufgabe dieser Erfindung, eine Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung zu schaffen, die hohen inneren Arbeitsdrücken widerstehen kann. Diese Ausbildung sollte leichter und weniger kostspielig zusammenzubauen sein.
Erfindungsgemäß ist eine Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung geschaffen, wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl paralleler Rohre aufweist, die Verteileranordnung einen Einheitsbehälter mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, der Behälter einen oberen Bereich, der im Querschnitt die Basis des U bildet, und ein Paar im wesentlichen geradliniger, einander gegenüberliegender, paralleler Seiten aufweist, und eine einstückige Verteilerplatte mit einer Länge im wesentlichen gleich der Länge des Behälters aufweist, wobei die Verteilerplatte eine Vielzahl von Rohrlöchern aufweist, die sich zur Aufnahme der Rohre des Wärmetauschern durch sie hindurch erstrecken, die Verteilerplatte nach oben gerichtete Endränder aufweist und mit dem Behälter im Eingriff steht und durch Flansche festgehalten ist, die mit dem Behälter ausgebildet und einwärts gekrimpt sind, um die Verteilerplatte zu erfassen, die Flansche sich in Längsrichtung erstreckende Flansche aufweisen, die einstückig mit den einander gegenüberliegenden, parallelen Seiten des Einheitsbehälters ausgebildet sind, die Seiten des Behälters des weiteren ein Paar einander gegenüberliegender, paralleler Simse bilden, die Verteilerplatte gegen die Simse des Behälters anliegt, die Verteilerplatte und der Behälter zusammen entlang im wesentlichen der gesamten Länge ihrer Fügeflächen hartverlötet sind, wobei die Endränder der Verteilerplatten nach oben gerichtet sind und die Simse mit Kanälen ausgestattet sind, die in ihnen zur Aufnahme der nach oben gerichteten Ränder der Verteilerplatte ausgebildet sind, der Behälter und die Verteilerplatte aus Aluminium oder Aluminiumlegierungsmaterialien hergestellt sind, die zum Ofenhartlöten geeignet sind, mindestens eine der Fügeflächen mit einem Niedertemperatur-Umhüllungshartlötmaterial hergestellt ist.
Der Behälter kann im Wege des Strangpressens/gießens hergestellt sein, und die Verteilerplatte kann im Wege des Stanzens hergestellt sein.
Der Behälter kann aus einer Aluminiumlegierung wie AA3003 oder dergleichen stranggepreßt/gegossen sein, und die Behälterplatte kann aus einem Aluminiumblech einer gewünschten Grundaluminiumlegierung wie beispielsweise AA3003 oder dergleichen hergestellt sein, mit einer Umhüllung auf beiden Oberflächen aus einer Aluminiumlegierung wie beispielsweise 4004 oder irgendeiner anderen geeigneten Harlötlegierung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Paar einander gegenüberliegender, sich in Längsrichtung erstreckender, horizontaler Rippen an der Innenwand des Behälters ausgebildet und mit einander gegenüberliegenden Schlitzen zur Aufnahme von Leitblechen ausgestattet sein, um das Strömungsmuster einzustellen. Die horizontalen Rippen können auch als Rohranschläge dienen, die Leitbleche sind ebenfalls aus Aluminium und Aluminiumlegierungsmaterialien ausgebildet, die zum Ofenhartlöten geeignet sind, so daß dann, wenn die Verteileranordnung in einem Hochtemperaturhartlötofen hartgelötet wird, die Leitbleche am Behälter und der Verteilerplatte hartverlötet werden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann eine sich in Längsrichtung erstrekkende, vertikale Rippe an der Innenwand vorgesehen sein, um als Rohranschlag zu dienen oder als durchgehende zentrale Trennwand zu wirken, der bzw. die an der Mittellinie der Verteilerplatte hartverlötet ist, um einen Zweiwege-Wärmetauscher zu schaffen.
Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Herstellung einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung vor, wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl paralleler Rohre aufweist, welches Verfahren die Schritte umfaßt
a) Ausbilden eines Einheitsbehälters mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei der Behälter über einen oberen Bereich verfügt, der im Querschnitt die Basis des U bildet, und der auch ein Paar im wesentlichen geradliniger, einander gegenüberliegender, paralleler Seiten mit einstückig ausgebildeten, sich in Längsrichtung erstreckenden Flanschen aufweist, wobei die Seiten des Behälters weiter ein Paar Simse aufweisenund wobei der Behälter aus Aluminium oder Aluminiumlegierungsmaterialien ausgebildet ist, die zum Ofenhartlöten geeignet sind,
b) Ausbilden einer Einheitsverteilerplatte mit einer Länge im wesentlichen gleich der Länge des Behälters, wobei die Verteilerplatte nach oben gerichtete Ränder und eine Vielzahl von Löchern aufweist, die darin zur Aufnahme der Rohre des Wärmetauschers ausgebildet sind, wobei die Verteilerplatte aus Aluminium oder Aluminiumlegierungsmaterial ausgebildet ist, das zum Ofenhartlöten geeignet ist,
c) Einsetzen der Verteilerplatte in den Behälter,
d) Krimpen der einstückig mit den Seitenwänden ausgebildeten Flansche, um die Verteilerplatte entlang im wesentlichen ihrer gesamten Länge zu erfassen und
e) Miteinanderhartverlöten der Verteilerplatte und des Behälters entlang im wesentlichen der gesamten Länge ihrer Fügeflächen, wobei das Verfahren die Schritte der Ausbildung der Simse mit Kanälen, des nach oben Richtens der Ränder der Verteilerplatte und des Einsetzens der nach oben gerichteten Ränder in die Kanäle und des Umhüllens des Behälters und/oder der Verteilerplatte mit einem Niedertemperatur-Hartlötmaterial umfaßt.
Ein besseren Verständnis der offenbarten Ausführungsformen der Erfindung wird erreicht, wenn die beigefügte detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, in der gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile, wie in den verschiedenen Fig. veranschaulicht, verwendet sind.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine erste Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung des Standes der Technik;
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine zweite Verteiler- und Wärmetauscher- Anordnung des Standes der Technik;
Fig. 3 ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Behälter und die Verteilerplatte nicht zusammengebaut sind;
Fig. 3A ist ein Querschnitt durch die Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung von Fig. 3, wobei der Behälter und die Verteilerplatte zusammengebaut sind;
Fig. 4 ist eine teilweise aufgeschnittene, perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung von Fig. 4, wobei der Behälter, die Verteilerplatte und die Leitbleche nicht zusammengebaut sind;
Fig. 5A ist ein Querschnitt durch die Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung von Fig. 4, wobei die Bauteile angebaut sind;
Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist ein Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 9 ist ein Querschnitt durch die Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung von Fig. 8 entlang der Linie 9-9 der Fig. 8.
Bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der in den Zeichnungen dargestellten Erfindung wird der Klarheit wegen eine besondere Terminologie verwendet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die so gewählten, besonderen Ausdrücke beschränkt, und ist es selbstverständlich, daß jeder besondere Ausdruck auch alle technischen Äquivalente umfaßt, die in einer ähnlichen Weise zur Erzielung eines ähnlichen Zwecks arbeiten.
Es wird jetzt auf Fig. 3 und 3A Bezug genommen, wo eine erste Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Die Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung 100 verfügt über eine Verteileranordnung 110, in die eine Vielzahl paralleler Kondensator- oder Verdampferrohre 112 eingesetzt ist.
Die Verteileranordnung 110 umfaßt einen Einheitsbehälter 120 mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt und eine Einheitsverteilerplatte 150 mit im wesentlichen ebenem Querschnitt. Somit besitzt die Verteileranordnung 110 einen im wesentlichen D-förmigen Querschnitt. Der Behälter 120 verfügt über einen mindestens teilweise gewölbten oberen Bereich 122, der im Querschnitt die Basis des U bildet, über ein Paar im wesentlichen geradliniger, einander gegenüberliegender, paralleler Seiten 124, die sich von den Enden des oberen Bereichs 122 aus erstrecken und die im Querschnitt die Schenkel des U bilden, über eine Innenwand 130, über eine Außenwand 132 und über ein Paar Längsstirnränder 134, die sich zwischen den Innen- und Außenwänden 130 und 132 an den freien Enden der Seiten 124 erstrecken. Ein Paar einander gegenüberliegender, paralleler, Längssimse 140 ist an der Innenwand 130 innenseitig der Endränder 134 ausgebildet, um ein Paar Längsflansche 142 zu bilden, die sich von den Simsen 140 aus erstrecken. Die Simse 140 sind je mit einem jeweiligen Kanal 140 ausgestattet.
Die Verteilerplatte 150 besitzt eine Länge im wesentlichen gleich der Länge des Behälters 120 und verfügt über ein Paar einander gegenüberliegender, paralleler, nach oben gerichteter Längsrandbereiche 152, über einen Zentralbereich 154, der sich zwischen den Randbereichen 152 erstreckt, über eine obere Wand 160, über eine untere Wand 162 und über ein Paar Längsendränder 164, die sich zwischen den oberen und unteren Wänden 160 und 162 erstrecken. Der Zentralbereich 154 besitzt eine Vielzahl von Rohrlöchern 170, die darin zur Aufnahme von Rohren 112 ausgebildet sind.
Die Verteilerplatte 150 ist an den Enden der Rohre 112 angebaut. Die Enden der Rohre 112 können in die Rohrlöcher 170 vor dem Anbau des Behälters 120 an der Verteilerplatte 150 hinein erstreckt werden. Der Behälter 120 wird dann an der Verteilerplatte 150 angebracht, wobei die obere Wand 160 gegen die Simse 140 anliegt oder sich nahe bei diesen befindet und die nach oben gewandten Randbereiche 152 in den Kanälen 144 aufgenommen sind, so daß die Verteilerplatte 150 in den Behälter 120 innenseitig der Endränder 134 aufgenommen ist. Die Flansche 142 werden an der Verteilerplatte 150 durch Umbiegen der Flansche 142 über und um die Endbereiche 152 der Verteilerplatte 150 angekrimpt.
Die Anordnung aus Behälter 120 mit Leitblechen (nicht dargestellt) und aus Verteilerplatte 150 kann auch als eine Einheit vor dem Anbau der Verteileranordnung 110 an den Rohren 112 erreicht werden. Wenn bei bestimmten Hartlötarbeiten ein Flußmittel verwendet werden soll, kann das Flußmittel an den Fügeflächen der Teile vor deren Zusammenbau aufgebracht werden. Beim Stand der Technik ist diese Arbeit sehr schwierig.
Ausschließlich eine einzige Verteileranordnung ist als an den Rohren 112 angebracht in den Figuren dargestellt. Es ist jedoch zu beachten, daß in der Praxis eine Verteileranordnung an den Rohren 112 an jedem Ende angebracht ist.
Der Behälter 120 ist vorzugsweise im Wege des Strangpressens/gießens hergestellt. Die Verteilerplatte 150 ist vorzugsweise im Wege des Stanzens hergestellt, kann jedoch auch im Wege des Strangpressens/gießens hergestellt sein. Der Behälter 120 kann aus einer Aluminiumlegierung wie AA3003 oder dergleichen stranggepreßt/gegossen sein, während die Verteilerplatte 150 aus Aluminiumblech einer gewünschten Grundaluminiumlegierung wie AA3003 oder dergleichen mit einer Umhüllung auf beiden Flächen mit einer Aluminiumlegierung wie 4004 oder anderen geeigneten Hartlötlegierungen hergestellt ist. Die Innenwand des Behälters kann mit einem Paar einander gegenüberliegender, sich in Längsrichtung erstreckender Rippen mit Paaren darin befindlicher, gegenüberliegender Schlitze zur Aufnahme von Leitblechen ausgestattet sein.
Bei aus kreisförmigen oder halbkreisförmigen Rohren gemäß Darstellung in Fig. 1 und 2 ausgebildeten Verteilern müssen innere Leitbleche von einem Ende aus oder durch einen Außenschlitz gemäß Darstellung in US-A-4 825 921 installiert werden. Die Verwendung der beschriebenen zweiteiligen Konstruktion gestattet die Installierung von Leitblechen vor dem Zusammenbau des Behälters 120 und der Verteilerplatte 150.
Im allgemeinen sind der Behälter 120, die Verteilerplatte 150 und die Leitbleche aus Aluminium und Aluminiumlegierungsmaterialien, die zum Hartlöten geeignet sind, hergestellt, wobei mindestens eine der Fügeflächen mit einem Niedertemperatur-Umhüllungshartlötmaterial hergestellt ist. Beispielsweise kann eine preiswertere, stranggepreßte/gegossene Legierung für den Behälter 120 verwendet werden, während ein Umhüllungshartlötblech für die Verteilerplatte 150 verwendet kann. Wenn der Behälter 120, die Verteilerplatte 150, Leitbleche und die Rohre 112 zusammengebaut in ihrer Lage fixiert und in einem Hochtemperatur-Hartlötofen hartverlötet werden, bildet somit das Umhüllungsmaterial auf der Verteilerplatte 150 das Hartverlötungsmaterial zum Hartverlöten der Rohre 112 an der Verteilerplatte 150, der Verteilerplatte 150 am Behälter 120 und der Leitbleche am Behälter 120 und der Verteilerplatte 150.
Es ist zu beachten, daß die Randbereiche 152 der Verteilerplatte 150 nach oben gerichtet und die Simse 140 mit Kanälen 144 zur Aufnahme der nach oben gerichteten Randbereiche 152 ausgebildet sind.
Jetzt wird auf Fig. 4, 5 und 5A Bezug genommen; dort ist eine weitere Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Behälter 120 einen zentralen Längsrücken 190, der an der Außenwand 132 ausgebildet ist, und einen Anbaubügel 192, der sich an einer der Seiten 124 nach oben erstreckt. Die Verteilerplatte 150 besitzt auch einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit Lippen 200, die rund um die Rohrlöcher 170 ausgebildet sind. Die Lippen 200 sind sehr gleichmäßig ausgebildete Abschnitte, die der Innenkontur der Verteilerplatte 150 folgen, was einen genauen Sitz zwischen Rohr und Verteiler gestattet. Dieser genaue Sitz zwischen Rohr und Verteiler gestattet es seinerseits, daß das Hartlötmittel eine gleichmäßige Raupe an den Lippen 200 bildet.
Die Innenwand 130 des Behälters 120 und die obere Wand 160 der Verteilerplatte 150 können mit einer Vielzahl von gegenüberliegenden, quer verlaufenden Vertiefungen 201 ausgestattet sein, die zwischen den Rohrlöchern 170 zur Aufnahme der oberen und unteren Ränder von Leitblechen 184 angeordnet sind. Ähnliche Vertiefungen 201 können in der Innenwand 130 des Behälters 120 und in der oberen Wand 160 der Verteilerplatte 150 der in Fig. 3 dargestellten Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung vorgesehen sein.
Vorzugsweise sind die Vertiefungen 201 0,5 mm (0,020 Zoll) tief. Wie für den Fachmann erkennbar ist, sind die Leitbleche 184 so bemessen, daß sie sich in die Vertiefungen 201 hinein erstrecken. Die Vertiefungen 201 unterstützen nicht nur die Anordnung der Leitplatten 184, sondern verbessern auch die Hartlötverbindungsfestigkeit und verringern die Gefahr einer Leckage nach dem Hartlöten.
Längssimse 202 können in der Verteilerplatte 150 vorgesehen sein, um die untere Fläche der Simse 140 des Behälters 120 zu berühren, und bilden so ein Mittel zur Abdichtung gegenüber einer Leitblechleckage rund um die Leitbleche 184. Die Verwendung eines gewölbten Querschnitts sowohl für den Behälter 120 als auch für die Verteilerplatte 150 macht es möglich, daß die Verteileranordnung 110 höheren Innendrücken widerstehen kann. Die Innenwand 130 kann zum Oberflächenschutz oder zum Hartlöten sprühumhüllt sein.
Jetzt wird auf Fig. 6 Bezug genommen; dort ist eine weitere Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung 100 dargestellt. Diese Ausführungsform ist insoweit ähnlich der in Fig. 4, 5 und 5A dargestellten Ausführungsform, wie der Behälter 120 mit einem Anbaubügel 192 ausgestattet ist und die Verteilerplatte 150 einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und mit rund um die Rohrlöcher 170 herum ausgebildeten Lippen 200 ausgestattet ist. Jedoch sind bei dieser Ausführungsform die horizontalen Rippen 180 und Leitbleche 184 weggelassen. Stattdessen ist eine sich in Längsrichtung erstreckende vertikale Rippe 204 entlang der Mittellinie der Innenwand 130 ausgebildet und ein Einlaß/Auslaß 210 durch den gewölbten oberen Bereich 122 hindurchgehend zentral oberhalb der vertikalen Rippe 204 ausgebildet. Die vertikale Rippe 204 dient als Anschlag für die Rohre 112, und die Rohre 112 können Kerben 212 aufweisen, die in ihren Enden ausgebildet sind, um die vertikale Rippe 204 zu erfassen. Diese Ausführungsform mit dem Einlaß/Auslaß 210 zentral oberhalb der vertikalen Rippe 204 stellt eine Einweg-Konfiguration der vorliegenden Erfindung dar.
Eine weitere Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt und erläutert, wie die in Fig. 6 dargestellte Einweg-Konfiguration abgeändert werden kann, um eine Zweiweg-Konfiguration zu schaffen. Gemäß Darstellung in Fig. 7 können ein separater Einlaß 210a und ein separater Auslaß 210b an beiden Seiten der vertikalen Rippe 204 vorgesehen werden, und kann die Verteilerplatte 150 mit einem sich einwärts erstreckenden Längsrücken 220 ausgebildet sein. Die vertikale Rippe 204 kann dann mit der oberen Wand 160 der Verteilerplatte 150 am Rücken 220 zur Abbildung einer durchgehenden zentralen Trennwand verlötet sein.
Jetzt wird auf Fig. 8 und 9 Bezug genommen; dort ist eine weitere Ausführungsform einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung 100 gemäß der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform ist der in Fig. 4, 5 und 5A dargestellten Ausführungsform ähnlich mit Ausnahme dessen, daß eine Vielzahl von einander gegenüberliegenden Querschlitzen 300 im Behälter 120 und in der Verteilerplatte 150 vorgesehen ist und sich Leitbleche 184 aus dem Behälter 120 und der Verteilerplatte 150 heraus durch Schlitze 300 erstrecken. Vorzugsweise stehen die Leitbleche 184 etwa 0,5 mm (0,020 Zoll) bis 2,4 mm (0,095 Zoll) aus der Außenwand 132 des Behälters 120 und der unteren Wand 162 der Verteilerplatte 150 vor. Diese Konfiguration gestattet es, daß die Leitbleche 184 eingesetzt werden, nachdem der Behälter 220 und die Verteilerplatte 150 zusammengebaut worden sind. Sie gestattet auch ein besseres Ausfließen nach dem Vakuumhartlöten sowie die Schaffung sowohl innerer als auch äußerer hartgelöteter Verbindungen zwischen den Leitblechen 184 und dem Behälter 120 und der Verteilerplatte 150. Ein höherer Berstdruck für den Wärmetauscher wird somit erreicht.

Claims

1. Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung, wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl paralleler Rohre (112) aufweist, die Verteileranordnung einen Einheitsbehälter (120) mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, der Behälter einen oberen Bereich (122), der im Querschnitt die Basis des U bildet, und ein Paar im wesentlichen geradliniger, einander gegenüberliegender, paralleler Seiten (124) aufweist, und eine einstückige Verteilerplatte (150) mit einer Länge im wesentlichen gleich der Länge des Behälters (120) aufweist, wobei die Verteilerplatte eine Vielzahl von Rohrlöchern (170) aufweist, die sich zur Aufnahme der Rohre (112) des Wärmetauschern durch sie hindurch erstrecken, die Verteilerplatte nach oben gerichtete Endränder (152) aufweist und mit dem Behälter im Eingriff steht und durch Flansche (142) festgehalten ist, die mit dem Behälter ausgebildet und einwärts gekrimpt sind, um die Verteilerplatte zu erfassen, die Flansche sich in Längsrichtung erstreckende Flansche (142) aufweisen, die einstückig mit den einander gegenüberliegenden, parallelen Seiten des Einheitsbehälters ausgebildet sind, die Seiten des Behälters des weiteren ein Paar einander gegenüberliegender, paralleler Simse (140) bilden, die Verteilerplatte (150) gegen die Simse des Behälters anliegt, die Verteilerplatte und der Behälter zusammen entlang im wesentlichen der gesamten Länge ihrer Fügeflächen hartverlötet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Endränder (152) der Verteilerplatte (150) nach oben gerichtet sind und die Simse (140) mit Kanälen (144) ausgestattet sind, die in ihnen zur Aufnahme der nach oben gerichteten Ränder (152) der Verteilerplatte (150) ausgebildet sind, der Behälter und die Verteilerplatte aus Aluminium oder Aluminiumlegierungsmaterialien hergestellt sind, die zum Ofenhartlöten geeignet sind, mindestens eine der Fügeflächen mit einem Niedertemperatur-Umhüllungshartlötmaterial hergestellt ist.

2. Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung nach Anspruch 1, weiter mit mindestens einem Leitblech (184), wobei der Behälter mit mindestens einem Paar einander gegenüberliegender, sich in Längsrichtung erstreckender, horizontaler Rippen (180) mit mindestens einem Paar einander gegenüberliegender Schlitze zur Aufnahme des Leitblechs ist.

3. Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verteilerplatte (150) einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und der Behälter (120) und die Verteilerplatte in zusammengebautem Zustand einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt aufweisen.

4. Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung nach irgendeinem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Behälter des weiteren über eine sich in Längsrichtung erstreckende, vertikale Rippe (204) verfügt, die entlang der Mittellinie der Innenwand ausgebildet ist, wobei die Rippe die Verteilerplatte (150) berührt.

5. Verfahren zur Herstellung einer Verteiler- und Wärmetauscher-Anordnung, wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl paralleler Rohre aufweist, welches Verfahren die Schritte umfaßt

a) Ausbilden eines Einheitsbehälters (150) mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei der Behälter über einen oberen Bereich (122) verfügt, der im Querschnitt die Basis des U bildet, und der auch ein Paar im wesentlichen geradliniger, einander gegenüberliegender, paralleler Seiten (124) mit einstückig ausgebildeten, sich in Längsrichtung erstreckenden Flanschen aufweist, wobei die Seiten des Behälters weiter ein Paar Simse (140) aufweisen und der Behälter aus Aluminium oder Aluminiumlegierungsmaterialien ausgebildet ist, die zum Ofenhartlöten geeignet sind,

b) Ausbilden einer Einheitsverteilerplatte (120) mit einer Länge im wesentlichen gleich der Länge des Behälters, wobei die Verteilerplatte Ränder (152) und eine Vielzahl von Löchern (170) aufweist, die darin zur Aufnahme der Rohre des Wärmetauschers ausgebildet sind, wobei die Verteilerplatte aus Aluminium oder Aluminiumlegierungsmaterial ausgebildet ist, das zum Ofenhartlöten geeignet ist,

c) Einsetzen der Verteilerplatte in den Behälter,

d) Krimpen der einstückig mit den Seitenwänden ausgebildeten Flansche, um die Verteilerplatte entlang im wesentlichen ihrer gesamten Länge zu erfassen und

e) Miteinanderhartverlöten der Verteilerplatte und des Behälters entlang im wesentlichen der gesamten Länge ihrer Fügeflächen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte der Ausbildung der Simse mit Kanälen (144), des nach oben Richtens der Ränder (152) der Verteilerplatte (150) und des Einsetzens der nach oben gerichteten Ränder (152) in die Kanäle (144) und des Umhüllens des Behälters und/oder der Verteilerplatte mit einem Niedertemperatur-Hartlötmaterial umfaßt.