Die
Erfindung betrifft einen Heizkörper für ein Kraftfahrzeug
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The
The invention relates to a radiator for a motor vehicle
according to the preamble of claim 1.
Heizkörper,
die zur Leistungssteigerung im Gegenstrom betrieben werden, d. h.
bei denen die zu erwärmende Luft im Gegenstrom zum Kühlmittel
geführt wird, sind bekannt. Ein derartiger Heizkörper wurde
durch die DE 44 31
107 C2 bekannt. Bei dem bekannten Gegenstrom-Heizkörper
wird das Kühlmittel in einer oder mehreren Stufen von der
Luftaustrittsseite in Richtung Lufteintrittsseite umgelenkt. Hiermit
kann eine höhere Wärmeübertragungsleistung
erzielt werden. Nachteilig hierbei ist, dass das Kühlmittel
auf der Eintrittsseite über die gesamte Rohrreihe verteilt
werden muss, wobei nicht alle Rohre gleichmäßig
mit Kühlmittel versorgt werden. Dadurch kann eine Temperatursträhnigkeit,
d. h. eine über die Breite inhomogene Temperaturverteilung auftreten.Radiators that are operated in countercurrent to increase performance, ie in which the air to be heated is conducted in countercurrent to the coolant, are known. Such a radiator was through the DE 44 31 107 C2 known. In the known countercurrent radiator, the coolant is deflected in one or more stages of the air outlet side in the direction of the air inlet side. This can be a higher heat transfer performance can be achieved. The disadvantage here is that the coolant must be distributed on the inlet side over the entire row of tubes, not all tubes are supplied evenly with coolant. As a result, a Temperatursträhnigkeit, ie occur over the width inhomogeneous temperature distribution.
Durch
die DE 102 47 609
A1 wurde ein Heizkörper bekannt, bei welchem das
Kühlmittel ausschließlich in der Breite, und zwar
in mehreren Stufen umgelenkt wird, wobei mehrere Kühlmittelströme
parallel geschaltet sind. Ziel dieser Anordnung ist es, durch Verwirbelung
des Kühlmittels an den Umlenkstellen der Kühlmittelkästen
relativ große Druckverluste zu erreichen.By the DE 102 47 609 A1 has known a radiator in which the coolant is deflected exclusively in width, in several stages, with several coolant flows are connected in parallel. The aim of this arrangement is to achieve relatively large pressure losses by turbulence of the coolant at the deflection of the coolant boxes.
Durch
die DE 10 2005
048 227 A1 der Anmelderin wurde ein Heizkörper
mit Flachrohren bekannt, bei welchem das Kühlmittel im
Kreuzgegenstrom zum Luftstrom geführt ist, d. h. es findet
eine Umlenkung in der Tiefe in Richtung auf die Lufteintrittsseite
statt.By the DE 10 2005 048 227 A1 the applicant has been known a radiator with flat tubes, in which the coolant is guided in cross-counterflow to the air flow, ie there is a deflection in the depth in the direction of the air inlet side.
Durch
die ältere Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
10 2008 017 485.8 (internes Aktenzeichen der Anmelderin: 07-B-142-A) wurde
ein Heizkörper für Kraftfahrzeuge mit Umlenkung
des Kühlmittels sowohl in Breite als auch in der Tiefe
bekannt.By
the applicant's earlier application with the official file number
10 2008 017 485.8 (Applicant's internal reference: 07-B-142-A)
a radiator for motor vehicles with diversion
of the coolant both in width and in depth
known.
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Heizkörper
der eingangs genannten Art in seiner Leistung weiter zu verbessern,
wobei gleichzeitig eine möglichst kompakte Bauweise und
eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf der
Luftaustrittsseite (Leeseite) erreicht werden sollen.It
Object of the present invention, a radiator
improve the performance of the type mentioned in the beginning,
at the same time as compact as possible construction and
a uniform temperature distribution on the
Air outlet side (leeward) should be achieved.
Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen.The
The object of the invention is characterized by the features of claim
1 solved. Advantageous embodiments emerge
the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass das Kühlmittel auf der Eintrittsseite
auf eine Anzahl von Strömungskanälen (im Folgenden
kurz Kanäle genannt) verteilt wird, welche maximal der
Anzahl von Kanälen einer Reihe entspricht. Der Eintrittsquerschnitt
des Kühlmittels in dem Heizkörperblock (mit vier
Kanalreihen) beträgt somit maximal 25% des Querschnittes
sämtlicher Strömungskanäle des Heizkörperblockes.
Bevorzugt können die Kanäle durch Rohre, insbesondere
Flachrohre gebildet werden, wobei ein Flachrohr als Zweikammerrohr,
d. h. mit zwei diskreten Strömungskanälen ausgebildet sein
kann. Der Heizkörper hat dann zwei Flachrohrreihen.According to the invention
provided that the coolant on the inlet side
to a number of flow channels (hereinafter
short channels called) is distributed, which maximally the
Number of channels in a row. The inlet cross section
of the coolant in the radiator block (with four
Channel rows) thus amounts to a maximum of 25% of the cross section
all flow channels of the radiator block.
Preferably, the channels can through pipes, in particular
Flat tubes are formed, wherein a flat tube as a two-chamber tube,
d. H. be formed with two discrete flow channels
can. The radiator then has two rows of flat tubes.
Bevorzugt
wird das Kühlmittel eintrittsseitig entweder auf eine einzige,
d. h. die leeseitig angeordnete Kanalreihe verteilt und anschließend
in der Tiefe umgelenkt. Alternativ wird das Kühlmittel
eintrittsseitig auf zwei Kanalreihen verteilt und anschließend mindestens
einmal in der Breite umgelenkt. In beiden Fällen ergeben
sich eintrittsseitig eine gleichmäßigere Beaufschlagung
der Kanäle und eine Leistungssteigerung. Nach weiteren
bevorzugten Ausführungsformen wird das Kühlmittel
dann zum ersten oder zweiten Mal in der Tiefe umgelenkt, um ein
anschließend nochmals in der Breite umgelenkt zu werden.
Mit der erfindungsgemäßen Verteilung und Umlenkung
des Kühlmittels wird der Vorteil einer hohen Leistungsdichte
und eines hohen Wirkungsgrades erreicht. Dadurch ergibt sich weiterhin
der Vorteil, dass eine elektrische Zusatzheizung, ein so genannter
Zuheizer, der bei konventionellen Heizkörpern leeseitig
angeordnet ist, entfallen kann. Das durch den bekannten Zuheizer
zusätzlich beanspruchte Bauvolumen wird durch den erfindungsgemäßen Heizkörper
eingenommen. Letzterer beansprucht somit nicht mehr Bauraum als
bekannte Heizkörper mit elektrischem Zuheizer. Damit wird
das Bordnetz des Kraftfahrzeuges von einem zusätzlichen
Verbraucher befreit. Die im Kühlmittel enthaltene Wärme
kann somit in verstärktem Maße für die
Beheizung des Fahrgastraumes des Kraftfahrzeuges herangezogen werden.
Als weiterer Vorteil ergibt sich eine hohe Leistungsdichte auch
bei kleinen Volumenströmen des Kühlmittels. Durch
die kleineren Volumenströme können Schlauchdurchmesser
und somit die Kühlmittelmenge reduziert werden, was zu
einer schnelleren Aufheizung des Kühlmittels führt.
Die einzelnen erfindungsgemäßen Ausführungsformen
weisen jeweils ein spezifisches Temperaturprofil bei einer sehr
hohen Heizleistung auf und bieten dadurch die Möglichkeit
einer speziellen Nutzung in der Klimaanlage des Kraftfahrzeuges.
Damit kann bei unterschiedlichen Ausführungen der Klimaanlage
auf einen passenden Heizkörper mit angepasstem Temperaturprofil
zurückgegriffen werden.Prefers
is the coolant on the inlet side either to a single,
d. H. distributed the leeward arranged channel row and then
deflected in the depth. Alternatively, the coolant
distributed on two channel rows on the entrance side and then at least
once deflected in width. In both cases result
on the inlet side, a more uniform admission
the channels and an increase in performance. After another
preferred embodiments, the coolant
then deflected for the first or second time in depth to one
then be redirected again in width.
With the distribution and deflection according to the invention
the coolant becomes the advantage of a high power density
and achieved a high efficiency. This will continue
the advantage that an electric booster heater, a so-called
Heater, leeward with conventional radiators
is arranged, can be omitted. That by the known Zuheizer
additionally claimed construction volume is due to the radiator according to the invention
ingested. The latter thus does not take up more space than
known radiator with electric heater. This will be
the electrical system of the motor vehicle of an additional
Consumers released. The heat contained in the coolant
can thus to a greater extent for the
Heating the passenger compartment of the motor vehicle are used.
Another advantage is a high power density
at low volume flows of the coolant. By
the smaller volume flows can be hose diameter
and thus the amount of coolant can be reduced, resulting in
a faster heating of the coolant leads.
The individual embodiments according to the invention
each have a specific temperature profile at a very
high heating power and thus offer the opportunity
a special use in the air conditioning of the motor vehicle.
This can be different versions of the air conditioning
on a suitable radiator with adapted temperature profile
be resorted to.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher
beschrieben, wobei sich weitere Merkmale und/oder Vorteile aus der
Beschreibung und/oder Zeichnung ergeben können. Es zeigenEmbodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below, with further features and / or advantages of the description and / or Drawing can result. Show it
1 einen
zweireihigen Flachrohr-Heizkörper mit vier Strömungskanälen, 1 a double-row flat-tube radiator with four flow channels,
2, 2a ein
erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen
liegend angeordneten Heizkörper (Flachrohre waagerecht), 2 . 2a A first embodiment of the invention for a lying horizontally arranged radiator (flat tubes),
3, 3a, 3b eine
zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für
einen stehend angeordneten Heizkörper (Rohre senkrecht),
mit Strömungsverlauf des Kühlmittels, 3 . 3a . 3b A second embodiment of the invention for a vertically arranged radiator (pipes vertical), with flow of the coolant,
4, 4a, 4b ein
drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 4 . 4a . 4b A third embodiment of the invention,
5, 5a, 5b ein
viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 5 . 5a . 5b A fourth embodiment of the invention,
6, 6a, 6b ein
fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 6 . 6a . 6b A fifth embodiment of the invention,
7, 7a, 7b ein
sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 7 . 7a . 7b a sixth embodiment of the invention,
8, 8a, 8b ein
siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 8th . 8a . 8b A seventh embodiment of the invention,
9, 9a, 9b ein
achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 9 . 9a . 9b an eighth embodiment of the invention,
10, 10a, 10b ein
neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 10 . 10a . 10b A ninth embodiment of the invention,
11, 11a, 11b ein
zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 11 . 11a . 11b a tenth embodiment of the invention,
12, 12a, 12b ein
elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 12 . 12a . 12b an eleventh embodiment of the invention,
13, 13a, 13b ein
zwölftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 13 . 13a . 13b a twelfth embodiment of the invention,
14, 14a, 14b ein
dreizehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, 14 . 14a . 14b A thirteenth embodiment of the invention,
15, 15a, 15b ein
vierzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung. 15 . 15a . 15b a fourteenth embodiment of the invention.
1 zeigt
einen als Heizkörper 1 für Kraftfahrzeuge
ausgebildeten Wärmeübertrager, welcher zwei Reihen
von Flachrohren 2, 3 aufweist, welche jeweils
als Zweikammerrohre ausgebildet sind und jeweils zwei diskrete Strömungskanäle 2a, 2b, 3a, 3b aufweisen.
Zwischen den Flachrohren 2, 3 (senkrecht zur Zeichenebene
gesehen) sind nicht dargestellte, als Wellrippen ausgebildete Sekundärflächen angeordnet,
welche von Luft, dargestellt durch einen Pfeil L, überströmt
werden. Flachrohre und Wellrippen bilden einen Heizkörperblock.
Die Flachrohre 2, 3 sind endseitig in einem oberen
Kühlmittelkasten 4 und einem unteren Kühlmittelkasten 5 aufgenommen.
Der Heizkörper 1 ist vorzugsweise gänzlich
aus Aluminiumwerkstoffen hergestellt, und sämtliche Einzelteile
sind miteinander verlötet. Die Flachrohre 2, 3 bzw.
deren Strömungskanäle 2a, 2b, 3a, 3b werden von
einem Heizmedium durchströmt, wofür das Kühlmittel
des Kühlkreislaufes der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges
verwendet wird. Der Heizkörper ist wasserseitig in einem
Nebenkreislauf (Heizkreislauf) des Kühlkreislaufes angeordnet.
Die im Kühlmittel enthaltene Wärme wird somit
für die Erwärmung der Luft benutzt, welche einem
nicht dargestellten Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeuges zugeführt wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine so genannte motorabhängige
Heizung. Die Strömungsrichtung L der Luft, wird auch als
Tiefenrichtung bezeichnet, d. h. eine Umlenkung des Kühlmittels
in oder entgegen der Pfeilrichtung L wird im Folgenden als Umlenkung
in der Tiefe bezeichnet. Eine Umlenkung des Kühlmittels – in
einem der oder beiden Kühl mittelkästen 4, 5 – senkrecht
zur Zeichenebene wird als Umlenkung in der Breite bezeichnet. Im
oberen Kühlmittelkasten 4 sind Längstrennwände 4a, 4b, 4c vorgesehen,
welche eine Umlenkung des Kühlmittels in Tiefenrichtung
ermöglichen. Im unteren Kühlmittelkasten 5 ist
eine mittlere Längstrennwand 5a angeordnet. Die
hier gezeigte Anordnung der Trennwände 4a, 4b, 4c, 5a ist
nur beispielhaft, sie gilt grundsätzlich nicht für
die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele der
Erfindung. 1 shows one as a radiator 1 trained for motor vehicles heat exchanger, which two rows of flat tubes 2 . 3 which are each designed as a two-chamber tubes and two discrete flow channels 2a . 2 B . 3a . 3b exhibit. Between the flat tubes 2 . 3 (Seen perpendicular to the plane) are not shown, designed as corrugated secondary surfaces arranged, which are overflowed by air, represented by an arrow L. Flat tubes and corrugated ribs form a radiator block. The flat tubes 2 . 3 are end in an upper coolant box 4 and a lower coolant box 5 added. The radiator 1 is preferably made entirely of aluminum materials, and all the items are soldered together. The flat tubes 2 . 3 or their flow channels 2a . 2 B . 3a . 3b are flowed through by a heating medium, for which the coolant of the cooling circuit of the internal combustion engine of the motor vehicle is used. The radiator is arranged on the water side in a secondary circuit (heating circuit) of the cooling circuit. The heat contained in the coolant is thus used for the heating of the air, which is supplied to a vehicle interior of the motor vehicle, not shown. The invention thus relates to a so-called engine-dependent heating. The direction of flow L of the air is also referred to as the depth direction, ie a deflection of the coolant in or against the direction of the arrow L is referred to below as a deflection in the depth. A deflection of the coolant - in one or both of the coolant boxes 4 . 5 - perpendicular to the plane is referred to as a deflection in the width. In the upper coolant box 4 are longitudinal partitions 4a . 4b . 4c provided, which allow a deflection of the coolant in the depth direction. In the lower coolant box 5 is a middle longitudinal partition 5a arranged. The arrangement of the partitions shown here 4a . 4b . 4c . 5a is only an example, it basically does not apply to the embodiments of the invention described below.
2, 2a zeigen
als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen liegend
angeordneten Heizkörper 10, d. h. dessen Flachrohre 12, 13, entsprechend
den in 1 dargestellten Flachrohren 2, 3,
sind waagerecht angeordnet. Der eintrittsseitige Kühlmittelkasten 14 sowie
der Umlenkkasten 15 sind senkrecht angeordnet. Der Kühlmittelkasten 14 ist zusätzlich
in einer Draufsicht in 2a dargestellt und weist eine
Längstrennwand 14a sowie eine Quertrennwand 14d auf,
welche die Längstrennwand 14a begrenzt. Im Umlenkkasten 15 ist
eine durchgehende Längstrennwand 15a angeordnet,
welche teilweise gestrichelt dargestellt ist. Die Strömungsrichtung
der Luft, welche den Heizkörper 10 durchströmt, ist
durch Pfeile L dargestellt. Ein- und austritt des Kühlmittels
sind durch Pfeile E, A dargestellt. Man erkennt, dass das Kühlmittel
und die Luft im Gegenstrom bzw. Kreuzgegenstrom geführt
sind: das Kühlmittel, dargestellt durch den Pfeil E, tritt
auf der Leeseite des Heizkörpers 10, d. h. in
die Flachrohre 12 ein. Die Strömungsrichtung des
Kühlmittels ist in 2a durch
Kreuz- und Punktsymbole dargestellt, wobei das Kreuzsymbol im Kreis
eine Strömungsrichtung senkrecht in die Zeichenebene hinein
und das Punktsymbol im Kreis eine Strömungsrichtung senkrecht
aus der Zeichenebene heraus bezeichnen. Zusätzlich ist
der Strömungsverlauf des Kühlmittels in 2 durch
sieben jeweils senkrecht aneinander anschließende Pfeile
S1 bis S7 gekennzeichnet. Das Kühlmittel durchströmt
den Heizkörper 10 nach dem Eintritt also zunächst
gemäß dem Pfeil S1, d. h. in der gesamten Breite,
jedoch nur in der oberen Hälfte (entsprechend der Darstellung
in 2). Anschließend wird das Kühlmittel
im Umlenkkasten 5 über die gesamte Breite entsprechend
dem Pfeil S2 umgelenkt und durchströmt dann den Heizkörper 10 über die
volle Breite in der entgegengesetzten Richtung, d. h. entsprechend
dem Pfeil S3. Danach erfolgt entsprechend Pfeil S4 im Kühlmittelkasten 14 eine
Umlenkung in der Tiefe, d. h. entgegen der Luftströmungsrichtung
L. Die nachfolgenden Pfeile S5, S6, S7 entsprechen den Strömungspfeilen
S1, S2, S3 in umgekehrter Richtung. Somit wird das Kühlmittel
einmal in der Reihe der Flachrohre 12 in der Breite, einmal
in der Tiefe, und ein zweites Mal in der Reihe der Flachrohre 13 in
der Breite umgelenkt. 2 . 2a show as a first embodiment of the invention, a horizontally arranged radiator 10 ie its flat tubes 12 . 13 , according to the in 1 illustrated flat tubes 2 . 3 , are arranged horizontally. The inlet side coolant box 14 as well as the deflection box 15 are arranged vertically. The coolant box 14 is additionally in a plan view in 2a shown and has a longitudinal partition wall 14a as well as a cross partition 14d on which the longitudinal dividing wall 14a limited. In the deflection box 15 is a continuous longitudinal partition 15a arranged, which is partially shown by dashed lines. The flow direction of the air, which is the radiator 10 flows through, is shown by arrows L. Inlet and outlet of the coolant are represented by arrows E, A. It can be seen that the coolant and the air are guided in countercurrent or countercurrent: the coolant, represented by the arrow E, occurs on the leeward side of the radiator 10 ie in the flat tubes 12 one. The flow direction of the coolant is in 2a represented by cross and point symbols, wherein the cross symbol in the circle a flow direction perpendicular to the plane and the point symbol in the circle indicate a flow direction perpendicular to the plane out. In addition, the flow of the coolant is in 2 denoted by seven each perpendicular to each other arrows S1 to S7. The coolant flows through the radiator 10 after entry so first according to the arrow S1, ie in the entire width, but only in the upper half (as shown in FIG 2 ). Subsequently, the coolant in the deflection box 5 deflected over the entire width according to the arrow S2 and then flows through the radiator 10 across the full width in the opposite direction, ie according to the arrow S3. Thereafter, according to arrow S4 in the coolant tank 14 a deflection in the depth, ie against the air flow direction L. The following arrows S5, S6, S7 correspond to the flow arrows S1, S2, S3 in the reverse direction. Thus, the coolant once in the row of flat tubes 12 in width, once in depth, and a second time in the row of flat tubes 13 deflected in width.
Alle
nachfolgenden Ausführungsbeispiele arbeiten ebenfalls nach
dem Gegenstromprinzip, wobei die Ausdrücke luv- und leeseitig
die Lufteintritts- bzw. -austrittsseite bezeichnen. Das Kühlmittel
tritt also immer leeseitig ein und luvseitig aus.All
subsequent embodiments also work after
the countercurrent principle, where the terms luv- and leeward
designate the air inlet and outlet side. The coolant
So it always occurs leeward and windward.
3, 3a, 3b zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für
einen stehend angeordneten Heizkörper 20, d. h.
die Flachrohre 22, 23 sind senkrecht angeordnet.
Der Heizkörper 20 weist einen oberen Kühlmittelkasten 24 für
den seitlichen Ein- und Austritt des Kühlmittels sowie
einen unteren Kühlmittelkasten 25 auf, welche
jeweils in 3a und 3b in
einer Draufsicht mit Trennwänden und Strömungsrichtungssymbolen
dargestellt sind. Der obere Kühlmittelkasten 24 in 3a weist eine
durchgehende Längstrennwand 24a auf, sowie eine
außermittig angeordnete Quertrennwand 24d. Der
untere Kühlmittelkasten 25 weist eine durchgehende
Längstrennwand 25a sowie eine außermittig angeordnete
Quertrennwand 25b auf. Die Trennwände 24d, 25b sind,
soweit verdeckt, auch gestrichelt dargestellt. Der Strömungsverlauf
des Kühlmittels ist in 3 durch
dreizehn Strömungspfeile S1 bis S13 dargestellt. Danach
wird das Kühlmittel in der eintritts- und leeseitigen Rohrreihe
zweifach in der Breite umgelenkt, wonach gemäß Pfeil
S7 eine Umlenkung in der Tiefe in die luvseitige Austrittsreihe
erfolgt. Dort wird das Kühlmittel entsprechend den Pfeilen
S9 bis S13 ebenfalls zweifach in der Breite umgelenkt. Das Kühlmittel
legt bei diesem Ausführungsbeispiel durch die insgesamt
fünffache Umlenkung einen relativ weiten Weg zurück,
was insbesondere bei kleinen Volumenströmen und niedrigen
Eintrittstemperaturen vorteilhaft ist. 3 . 3a . 3b show a second embodiment of the invention for a standing radiator 20 ie the flat tubes 22 . 23 are arranged vertically. The radiator 20 has an upper coolant box 24 for the lateral inlet and outlet of the coolant as well as a lower coolant box 25 on, which in each case in 3a and 3b are shown in a plan view with partitions and flow direction symbols. The upper coolant box 24 in 3a has a continuous longitudinal partition 24a on, as well as an eccentrically arranged transverse partition 24d , The lower coolant box 25 has a continuous longitudinal partition 25a and an off-center transverse partition 25b on. The partitions 24d . 25b are, as far as concealed, also shown in dashed lines. The flow path of the coolant is in 3 represented by thirteen flow arrows S1 to S13. Thereafter, the coolant is deflected twice in the width in the inlet and leeward tube row, after which takes place according to arrow S7, a deflection in the depth in the windward outlet row. There, the coolant is also deflected twice in width according to the arrows S9 to S13. In this exemplary embodiment, the coolant, due to the total of fivefold deflection, travels a relatively long distance, which is advantageous in particular in the case of small volume flows and low inlet temperatures.
4, 4a, 4b zeigen
ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung für
ein Strömungsmuster 30. Der zugehörige
Heizkörper ist hier und in den folgenden Ausführungsbeispielen
weggelassen, er entspricht im grundsätzlichen Aufbau dem Heizkörper 20 gemäß 3.
Unterschiedlich sind lediglich die Anordnung der Längs-
und Quertrennwände sowie teilweise der Ein- und austritt
des Kühlmittels. Das Strömungsmuster 30 ist
durch elf aneinander anschließende Strömungspfeile
S1 bis S11 gekennzeichnet, d. h. durch eine einfache Umlenkung in
der Breite in der ersten Rohrreihe, eine anschließende
Umlenkung in der Tiefe (Pfeil S5) und anschließend eine
zweifache Umlenkung in der Breite in der zweiten Rohrreihe. Der
obere Kühlmittelkasten 34 des nicht dargestellten
Heizkörpers ist in 4a, der
untere Kühlmittelkasten 35 in 4b dargestellt. Man
erkennt hier – ebenso wie beim Strömungsmodell 30,
dass der Eintritt E des Kühlmittels in den unteren Kühlmittelkasten 35 und
der Austritt A aus dem oberen Kühlmittelkasten 34 erfolgt.
Die für das Strömungsmuster 30 erforderlichen
Längs- und Quertrennwände sind in 4a und 4b analog
den vorherigen Darstellungen deutlich eingezeichnet, sodass hier – wie
auch in den folgenden Ausführungsbeispielen teilweise auf
eine zusätzliche Kennzeichnung mit Bezugszahlen verzichtet
werden kann. Es wird hier lediglich darauf hingewiesen, dass die Längstrennwand 35a in 4b nicht über
die gesamte Breite des Heizkörpers durchgehend ist, sodass
eine Umlenkung des Kühlmittels in der Tiefe – entsprechend
dem Pfeil S5 in 4 – möglich
ist. 4 . 4a . 4b show a third embodiment of the invention for a flow pattern 30 , The associated radiator is omitted here and in the following embodiments, it corresponds to the basic structure of the radiator 20 according to 3 , The only difference is the arrangement of the longitudinal and transverse partitions and partly the inlet and outlet of the coolant. The flow pattern 30 is characterized by eleven adjoining flow arrows S1 to S11, ie by a simple deflection in the width in the first row of tubes, a subsequent deflection in the depth (arrow S5) and then a double deflection in the width in the second row of tubes. The upper coolant box 34 the radiator, not shown, is in 4a , the bottom coolant box 35 in 4b shown. One recognizes here - as well as with the flow model 30 in that the inlet E of the coolant into the lower coolant box 35 and the outlet A from the upper coolant box 34 he follows. The for the flow pattern 30 required longitudinal and transverse partitions are in 4a and 4b clearly drawn in the same way as in the previous illustrations, so that in this case - as in the following exemplary embodiments - partial additional labeling with reference numbers can be dispensed with. It is merely noted here that the longitudinal partition wall 35a in 4b not over the entire width of the radiator is continuous, so that a deflection of the coolant in the depth - according to the arrow S5 in 4 - is possible.
5, 5a, 5b zeigen
ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem
Strömungsmodell 40 für das Kühlmittel,
dargestellt durch Pfeile S1 bis S12, d. h. vom Eintritt E bis zum
Austritt A des Kühlmittels. Der obere Kühlmittelkasten 44, dargestellt
in 5a, weist eine nicht durchgehende Längstrennwand 44a auf,
in deren nicht durchgehendem Bereich ein Punktsymbol 7b,
entsprechend dem Strömungspfeil S7b in 5,
eingezeichnet ist. Der untere Kühlmittelkasten 45,
dargestellt in 5b, weist ebenfalls eine nicht
durchgehende Längstrennwand 45a auf, in deren
nicht durchgehendem Bereich ein Kreuzsymbol S6a eingezeichnet ist,
welches dem Strömungspfeil S6a in 5 entspricht.
Wie aus dem Strömungsmodell 40 ersichtlich, erfolgt
nach der Umlenkung in der Breite, entsprechend dem Strömungspfeil
S5 eine Verzweigung des Kühlmittels in eine Umlenkung in
der Breite (Pfeil S6a) und eine Umlenkung in der Tiefe (Pfeil S6b).
Die Vereinigung der Kühlmittelteilströme erfolgt
durch Aufeinandertreffen der Strömungspfeile S7a und S7b.
Zur weiteren Verdeutlichung sind die Bezeichnungen der senkrechten Strömungspfeile
aus 5 den Punkt- bzw. Kreuzsymbolen in den 5a, 5b zugeordnet. 5 . 5a . 5b show a fourth embodiment of the invention with a flow model 40 for the coolant, represented by arrows S1 to S12, ie from the inlet E to the outlet A of the coolant. The upper coolant box 44 represented in 5a , has a non-continuous longitudinal partition wall 44a on, in their non-continuous area a dot symbol 7b , corresponding to the flow arrow S7b in 5 , is located. The lower coolant box 45 represented in 5b , also has a non-continuous longitudinal partition wall 45a on, in the non-continuous region, a cross symbol S6a is located, which the flow arrow S6a in 5 equivalent. As from the flow model 40 can be seen after the deflection in the width, according to the flow arrow S5 a branching of the coolant in a deflection in the width (arrow S6a) and a deflection in the depth (arrow S6b). The combination of the coolant sub-streams is carried out by meeting the flow arrows S7a and S7b. To further clarify the names of the vertical flow arrows are off 5 the dot or cross symbols in the 5a . 5b assigned.
In
den Ausführungsbeispielen der 2 bis 5 sind
die Längstrennwände stets mittig, d. h. zwischen
den beiden Flachrohrreihen angeordnet. Die Umlenkung des Kühlmittels
in der Breite erfolgt somit immer innerhalb der Flachrohrreihe,
d. h. parallel in zwei Kanalreihen. Bei den folgenden Ausführungsbeispielen
sind die Längstrennwände auch außermittig,
d. h. zwischen zwei Kanalreihen angeordnet – dadurch kann
das Kühlmittel besser über die gesamte Breite
des Heizkörpers verteilt werden.In the embodiments of the 2 to 5 the longitudinal partitions are always centered, ie arranged between the two rows of flat tubes. The deflection of the coolant in the width is thus always within the flat tube row, ie parallel in two rows of channels. In the following Ausfüh The longitudinal partitions are also off-center, ie arranged between two rows of ducts - as a result of which the coolant can be better distributed over the entire width of the radiator.
6, 6a, 6b zeigen
ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
dargestellt als Strömungsmodell 50. Die 6a, 6b zeigen
den oberen Kühlmittelkasten 54 und den unteren
Kühlmittelkasten 55 des nicht dargestellten Heizkörpers.
Der Kühlmittelkasten 54 weist eine mittige, nicht
durchgehende Längstrennwand 54a sowie eine außermittige, durchgehende
Längstrennwand 54b zwischen den Kanälen 52a, 52b der
Flachrohre 52 auf. Der untere Kühlmittelkasten 55 weist
eine mittig angeordnete, durchgehende Längstrennwand 55a auf.
Wie aus 6a ersichtlich, wird das Kühlmittel
nach dem Eintritt gemäß Pfeil E über
die gesamte Breite des Kühlmittelkastens 54 verteilt,
allerdings nur in der Reihe der Kanäle 52a. Im
unteren Kühlmittelkasten 55 erfolgt dann eine
Umlenkung in der Tiefe, dargestellt durch zwei Pfeile T1 in 6.
Infolge der nicht durchgehenden, mittigen Trennwand 54a erfolgt
dann eine zweite Umlenkung in der Tiefe, dargestellt durch einen
Pfeil T2 in 6. Anschließend erfolgt
in der austrittsseitigen Reihe der Flachrohre 53 eine zweifache
Umlenkung in der Breite. 6 . 6a . 6b show a fifth embodiment of the invention, shown as a flow model 50 , The 6a . 6b show the upper coolant box 54 and the lower coolant box 55 the radiator, not shown. The coolant box 54 has a central, non-continuous longitudinal partition wall 54a as well as an off-center, continuous longitudinal partition wall 54b between the channels 52a . 52b the flat tubes 52 on. The lower coolant box 55 has a centrally arranged, continuous longitudinal partition wall 55a on. How out 6a can be seen, the coolant after the entry according to arrow E across the entire width of the coolant box 54 distributed, but only in the series of channels 52a , In the lower coolant box 55 Then there is a deflection in depth, represented by two arrows T1 in 6 , As a result of non-continuous, central partition 54a Then there is a second deflection in depth, represented by an arrow T2 in 6 , Subsequently, in the exit-side row of the flat tubes 53 a double deflection in the width.
7, 7a, 7b zeigen
ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt
als Strömungsmodell 60. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht
im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 mit
den Unterschieden, dass der Ein- und Austritt des Kühlmittels
an einem Kühlmittelkasten, nämlich dem oberen
Kühlmittelkasten 64 angeordnet sind und dass in
der austrittsseitigen Rohrreihe nur eine einfache Umlenkung in der
Breite erfolgt. Übereinstimmend sind also die zweifachen
Umlenkungen T1, T2 in der Tiefe. 7 . 7a . 7b show a sixth embodiment of the invention, shown as a flow model 60 , This embodiment substantially corresponds to the embodiment according to 6 with the differences that the inlet and outlet of the coolant to a coolant box, namely the upper coolant box 64 are arranged and that takes place in the exit-side row of tubes only a simple deflection in width. Coincidentally, therefore, are the twofold deflections T1, T2 in the depth.
8, 8a, 8b zeigen
ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Strömungsmodells 70,
wobei der Eintritt E und der Austritt A des Kühlmittels
auf entgegengesetzten Seiten (Schmalseiten) des oberen Kühlmittelkastens 74 erfolgt.
Aufgrund einer außermittigen, durchgehenden Längstrennwand 74b erfolgt
eine erste Umlenkung in der Tiefe im unteren Kühlmittelkasten 75 infolge
der nicht durchgehenden Trennwand 75b. In 8 ist
diese Umlenkung als Pfeil T1 dargestellt. Eine zweite Umlenkung
in der Tiefe erfolgt im oberen Kühlmittelkasten 74 aufgrund
der nicht durchgehenden Längstrennwand 74a, was
in 8 durch den Pfeil T2 dargestellt ist. Die Umlenkungen
in der Tiefe T1, T2 erfolgen also – wie man an dem Strömungsmodell 70 erkennen
kann – an sich diagonal gegenüberliegenden Bereichen
des Heizkörpers. 8th . 8a . 8b show a seventh embodiment of the invention in the form of a flow model 70 , wherein the inlet E and the outlet A of the coolant on opposite sides (narrow sides) of the upper coolant box 74 he follows. Due to an off-center, continuous longitudinal partition wall 74b There is a first deflection in depth in the lower coolant box 75 due to the non-continuous partition 75b , In 8th this deflection is shown as arrow T1. A second deflection in depth takes place in the upper coolant box 74 due to the non-continuous longitudinal partition wall 74a , what in 8th is shown by the arrow T2. The deflections in the depth T1, T2 thus take place - as can be seen on the flow model 70 can recognize - in itself diagonally opposite areas of the radiator.
9, 9a, 9b zeigen
ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Strömungsmodells 80,
wobei der Kühlmitteleintritt E und der Kühlmittelaustritt
A jeweils frontal, d. h. auf der leeseitigen und luvseitigen Längsseite
des oberen Kühlmittelkastens 84, dargestellt in 9a,
erfolgt. Abweichend von den vorherigen Ausführungsbeispielen
ist hier eine nicht durchgehende, mittig angeordnete Längstrennwand 84a vorgesehen,
die auf beiden Seiten Übertritte für eine Umlenkung
in der Tiefe aufweist – dies ist durch die Pfeile T2 in 9 dargestellt.
Die erste Umlenkung in der Tiefe erfolgt im unteren Kühlmittelkasten 85 – in 9 dargestellt durch
die Pfeile T1. Der Kühlmittelstrom wird also infolge der
nicht durchgehenden Trennwand 84a geteilt, d. h. in gleiche
Teilströme, welche jeweils auf der austrittsseitigen Rohrreihe
einfach umgelenkt und im mittleren Bereich des Austrittes A wieder
zusammengeführt werden. Dieses Strömungsmodell 80 zeichnet
sich durch eine besonders homogene Temperaturverteilung über
die Breite infolge der symmetrischen Strömungsführung
aus. 9 . 9a . 9b show an eighth embodiment of the invention in the form of a flow model 80 , wherein the coolant inlet E and the coolant outlet A respectively frontally, ie on the leeward and windward side of the upper coolant tank 84 represented in 9a , he follows. Notwithstanding the previous embodiments, here is a non-continuous, centrally arranged longitudinal partition wall 84a is provided, which has on both sides for a deflection in depth - this is indicated by the arrows T2 in 9 shown. The first deflection in the depth takes place in the lower coolant box 85 - in 9 represented by the arrows T1. The coolant flow is thus due to the non-continuous partition 84a divided, ie, in equal part streams, which are easily deflected in each case on the exit-side row of tubes and merged again in the central region of the outlet A. This flow model 80 is characterized by a particularly homogeneous temperature distribution across the width due to the symmetrical flow guidance.
10, 10a, 10b zeigen
ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Strömungsmodells 90,
wobei der Kühlmitteleintritt E und der Kühlmittelaustritt
A jeweils mittig auf den Längsseiten des oberen Kühlmittelkasten 94 erfolgen.
Wie 10a zeigt, weist der obere Kühlmittelkasten 94 zwei
außermittig angeordnete durchgehende Längstrennwände 94b, 94c auf. 10 . 10a . 10b show a ninth embodiment of the invention in the form of a flow model 90 , wherein the coolant inlet E and the coolant outlet A are respectively centered on the longitudinal sides of the upper coolant box 94 respectively. As 10a shows, the upper coolant box points 94 two off-center arranged continuous longitudinal partitions 94b . 94c on.
Der
untere Kühlmittelkasten 95, dargestellt in 10b, weist eine zweifach unterbrochene, außermittig
angeordnete Längstrennwand 95c sowie eine ebenfalls
außermittig angeordnete, endseitig nicht durchgehende Längstrennwand 95b auf.
Insofern kommt es im unteren Kühlmittelkasten 95 zu
einer ersten beidseitigen Umlenkung in der Tiefe, in 10 dargestellt
durch die beiden Pfeile T1. Der eintretende Kühlmittelstrom
wird somit durch die äußeren Umlenkungen in der
Tiefe geteilt, anschließend jeweils einfach in der Breite
umgelenkt, mittig wieder vereinigt und anschließend wieder
geteilt und in der Tiefe umgelenkt – dies ist in 10 durch
die beiden Pfeile T2 schematisch dargestellt. Die Kühlmittelteilströme
werden in der letzten, luvseitig gelegenen Kanalreihe im oberen
Kühlmittelkasten 95 im Bereich des Austrittes
A wieder zusammengeführt. Auch hier ergeben sich als Vorteil
eine homogene Temperaturverteilung in der Breite sowie lange Strömungswege,
welche eine hohe Wärmeabgabe des Kühlmittels an
die Luft ermöglichen.The lower coolant box 95 represented in 10b , Has a twice interrupted, eccentrically arranged longitudinal partition wall 95c as well as also eccentrically arranged, end non-continuous longitudinal partition 95b on. So it comes in the lower coolant box 95 to a first two-sided deflection in the depth, in 10 represented by the two arrows T1. The incoming coolant flow is thus divided by the outer deflections in depth, then each simply deflected in width, reunited in the middle and then divided again and deflected in depth - this is in 10 represented schematically by the two arrows T2. The coolant sub-streams are in the last, luvseitig located channel row in the upper coolant box 95 merged again in the area of exit A. Here, too, there is the advantage of a homogeneous temperature distribution in the width and long flow paths, which allow a high heat transfer of the coolant to the air.
11, 11a, 11b zeigen
ein zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt als
Strömungsmodell 100. 11a zeigt
den oberen Kühlmittelkasten 104, welcher zwei
außermittig angeordnete durchgehende Trennwände 104b, 104c aufweist. 11b zeigt den unteren Kühlmittelkasten 105,
der zwei außermittig angeordnete, nicht durchgehende Trennwände 105b, 105c aufweist.
Das Kühlmittel wird nach dem Eintritt zunächst über
die gesamte Breite einer Kanalreihe verteilt und anschließend
in der Tiefe – dar gestellt durch den Pfeil T1 in 11 – umgelenkt.
Im mittleren Bereich des Heizkörpers erfolgen eine einfache
Umlenkung in der Breite und anschließend eine weitere Umlenkung
in der Tiefe, dargestellt durch den Pfeil T2 in 11. Der
Austritt des Kühlmittels erfolgt – analog dem
Eintritt – über die gesamte Breite einer Kanalreihe. 11 . 11a . 11b show a tenth embodiment of the invention, shown as a flow model 100 , 11a shows the upper coolant box 104 , which two eccentrically arranged through partitions 104b . 104c having. 11b shows the lower coolant box 105 , the two eccentrically arranged, non-continuous partitions 105b . 105c having. The Coolant is distributed after the entry first over the entire width of a channel row and then in depth - represents by the arrow T1 in 11 - redirected. In the central region of the radiator, a simple deflection in the width and then a further deflection in depth, represented by the arrow T2 in 11 , The exit of the coolant occurs - analogous to the entry - over the entire width of a channel row.
12, 12a, 12b zeigen
ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt
als Strömungsmodell 110. 12a zeigt
den oberen Kühlmittelkasten 114 mit Kühlmitteleintritt
gemäß Pfeil E. 12b zeigt
den unteren Kühlmittelkasten 115 mit Kühlmittelaustritt
gemäß Pfeil A. In der eintrittsseitigen Flachrohrreihe
erfolgt eine zweifache Umlenkung in der Breite, anschließend
eine Umlenkung in der Tiefe, dargestellt durch den Pfeil T1 in 12,
danach eine weitere Umlenkung in der Tiefe gemäß Pfeil
T2 in 12. Der Austritt des Kühlmittels
erfolgt über die luvseitige Kanalreihe. 12 . 12a . 12b show an eleventh embodiment of the invention, shown as a flow model 110 , 12a shows the upper coolant box 114 with coolant inlet according to arrow E. 12b shows the lower coolant box 115 with coolant outlet according to arrow A. In the inlet-side flat tube row is a double deflection in width, then a deflection in depth, represented by the arrow T1 in 12 , then a further deflection in depth according to arrow T2 in 12 , The exit of the coolant takes place via the windward channel row.
13, 13a, 13b zeigen
ein zwölftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
dargestellt als Strömungsmodell 120. Die 13a, 13b zeigen
den oberen Kühlmittelkasten 124 mit Kühlmitteleintritt
E und Kühlmittelaustritt A sowie den unteren Kühlmittelkasten 125.
Nach dem Kühlmitteleintritt E erfolgt zunächst
in der leeseitigen Flachrohrreihe eine einfache Umlenkung in der
Breite, anschließend eine Umlenkung in der Tiefe – entsprechend
Pfeil T1 in 13 – dann eine Verteilung
des Kühlmittels auf eine Kanalreihe und eine zweite Umlenkung
in der Tiefe, entsprechend Pfeil T2 in 13. Der
Austritt A des Kühlmittels erfolgt aus der luvseitigen
Kanalreihe. 13 . 13a . 13b show a twelfth embodiment of the invention, shown as a flow model 120 , The 13a . 13b show the upper coolant box 124 with coolant inlet E and coolant outlet A and the lower coolant box 125 , After the coolant inlet E takes place first in the leeward flat-tube row a simple deflection in width, then a deflection in depth - as indicated by arrow T1 in 13 - Then a distribution of the coolant to a channel row and a second deflection in depth, according to arrow T2 in 13 , The outlet A of the coolant takes place from the windward channel row.
14, 14a, 14b zeigen
ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt
als Strömungsmodell 130. Die 14a, 14b zeigen
den oberen Kühlmittelkasten 134 mit Kühlmitteleintritt
E und Kühlmittelaustritt A sowie den unteren Kühlmittelkasten 135.
Das Kühlmittel wird nach dem Eintritt in der leeseitigen
Flachrohrreihe einfach in der Breite umgelenkt, anschließend
in der Tiefe, entsprechend Pfeil T1 in 14, umgelenkt und
auf eine Kanalreihe in voller Breite verteilt. Anschließend
erfolgen eine zweite Umlenkung in der Tiefe entsprechend den beiden
Pfeilen T2 in 14 und der Austritt des Kühlmittels
aus der luvseitigen Kanalreihe. 14 . 14a . 14b show a thirteenth embodiment of the invention, shown as a flow model 130 , The 14a . 14b show the upper coolant box 134 with coolant inlet E and coolant outlet A and the lower coolant box 135 , The coolant is simply deflected in width after entering the leeward flat tube row, then in depth, according to arrow T1 in 14 , deflected and distributed on a channel row in full width. Subsequently, a second deflection in depth corresponding to the two arrows T2 in 14 and the exit of the coolant from the windward channel row.
15, 15a, 15b zeigen
ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt
als Strömungsmodell 140. 15a zeigt
den oberen Kühlmittelkasten 144 mit Kühlmitteleintritt
E und Kühlmittelaustritt A, während 15b den unteren Kühlmittelkasten 145 zeigt.
Das Kühlmittel wird nach dem Eintritt über die
gesamte Breite der leeseitigen Kanalreihe verteilt, anschließend
außen im unteren Sammelkasten 145 in der Tiefe
umgelenkt, entsprechend dem Pfeil T1 in 15, und
auf die restlichen drei Kanalreihen verteilt. Anschließend
erfolgt eine zweifache Umlenkung in der Breite über drei
Kanalreihen, die parallel zueinander durchströmt werden. 15 . 15a . 15b show a fourteenth embodiment of the invention, shown as a flow model 140 , 15a shows the upper coolant box 144 with coolant inlet E and coolant outlet A while 15b the lower coolant box 145 shows. The coolant is distributed after entry over the entire width of the leeward channel row, then outside in the lower header 145 deflected in the depth, according to the arrow T1 in 15 , and distributed over the remaining three rows of channels. Then there is a double deflection in width over three rows of channels, which are flowed through parallel to each other.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 4431107
C2 [0002] - DE 4431107 C2 [0002]
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- DE 10247609 A1 [0003] - DE 10247609 A1 [0003]
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- DE 102005048227 A1 [0004] - DE 102005048227 A1 [0004]