DE102016123904B4 - Wärmeübertragerplatte und Wärmeübertrager mit Entlüftungsvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Wärmeübertragerplatte, umfassend:eine Platte (30a, 30b) mit einer einen Durchgang bildenden Oberfläche (36), einen Abschnitt (34a) eines Strömungskanals (34), der auf der den Durchgang bildenden Oberfläche (36) geformt wird, eine Vertiefung (46),die in der den Durchgang bildenden Oberfläche (36) ausgeformt wird undden Abschnitt (34a) des Strömungskanals (34) schneidet, wobei die Vertiefung (46) so gestaltet ist, dass sie Luft aus dem Abschnitt (34a) des Strömungskanals (34) sammelt, und eine Entlüftungsöffnung (42), die auf der den Durchgang bildenden Oberfläche (36) ausgeformt und so gestaltet ist, dass sie die aus dem Strömungsweg eines Wärmeübertragers (10) entnommene Luft abführt, wobei der Abschnitt (34a) des Strömungskanals (34) über ein U-förmiges Ende (48) verfügt und die Vertiefung (46) das U-förmige Ende (48) schneidet.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeübertragerplatte und einen Wärmeübertrager mit einer Entlüftungsvorrichtung, insbesondere auf eine Entlüftungsvorrichtung für einen Lamellenwärmeübertrager mit Platten, die auf einen mehrfachen Durchlauf ausgelegt sind.
- Stand der Technik
- Wie allgemein bekannt ist, können Lamellenwärmeübertrager, wie Ladeluftkühler mit Wasserkühlung (WCAC), in Kraftfahrzeugen dazu eingesetzt werden, die von einem Turbolader oder Kompressor komprimierte Luft zu kühlen, bevor sie in den Motor des Fahrzeugs eintritt. Typischerweise beinhaltet der Lamellenwärmeübertrager ein der Wärmeübertragung dienendes Kernstück, das über mehrere Platten verfügt, zwischen denen sich mehrere Lamellen befinden. Die Platten haben Durchgänge für die Aufnahme eines Kühlmittels aus einem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs. Wenn die komprimierte Luft durch den Wärmeübertrager strömt, geht die Wärme aus der komprimierten Luft auf das Kühlmittel über.
- In bestimmten Situationen kann unbeabsichtigt unerwünschte Luft in die von den Platten geschaffenen Durchgänge eintreten. Wird beispielsweise im Zuge einer Wartung oder Überholung des Wärmeübertragers Kühlmittel in den Wärmeübertrager gegeben, kann es zu einer Ansammlung unerwünschter Luft kommen, die in den von den Platten gebildeten Durchgängen eingeschlossen wird. Diese Anhäufung von Luft verringert die Effizienz und Leistung des Wärmeübertragers.
- Der Wärmeübertrager kann am Kühlmittelauslass des Wärmeübertragers mit einer Entlüftungsschraube oder einem Entlüftungsventil ausgebildet sein, um das Problem mit der in den von den Platten des Wärmeübertragers gebildeten Durchgängen eingeschlossenen Luft zu lösen und die Luft aus den Durchgängen zu lassen. Bei Wärmeübertragern mit Platten, die einen mehrfachen parallelen Durchlauf ermöglichen, wie beispielsweise bei Konfigurationen mit vier, sechs, acht oder zehn Windungen, ist die Entlüftungsschraube oder das Entlüftungsventil am Kühlmittelauslass jedoch wirkungslos, wenn es darum geht, die Luft aus allen Windungen der Durchgänge zu entfernen. Das führt dazu, dass die Leistung und die Effizienz des Wärmeübertragers negativ beeinflusst werden.
In derDE 26 57 308 A1 wird ein Wärmeübertrager mit einer Mehrzahl identischer Platten mit parallelen Strömungswegen offenbart. Jede aus Plattenelementen ausgebildete Platte weist eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung und einen Kernabschnitt auf, welcher zwischen den Öffnungen verläuft. Die Plattenelemente sind in einander gegenüberliegenden Paaren derart angeordnet und an Umfangsrändern miteinander verbunden, dass zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung ein Strömungsweg verbleibt. Die Platten sind mit ausgerichteten Öffnungen aufeinandergestapelt. Eine Leitung verbindet die jeweils ausgerichteten Einlassöffnungen und Auslassöffnungen miteinander.
Aus derDE 10 2007 038 894 A1 geht ein Ladeluftkühler zum Übertragen von Wärme zwischen einem Kühlmittel und Ladeluft mit einem Ladelufteinlassbehälter, einem vom Ladelufteinlassbehälter beabstandet angeordneten Ladeluftauslassbehälter und einem Wärmeübertragerkern hervor. Der Wärmeübertragerkern ist zwischen den Behältern angeordnet und weist einen Stapel von Plattenpaaren auf. Jedes der Plattenpaare bildet einen Mehrfachdurchgangspfad für das Kühlmittel aus. Zwischen benachbart angeordneten Plattenpaaren sind Abstandshalteelemente vorgesehen, welche sich zwischen dem Einlassbehälter und dem Auslassbehälter erstrecken, um Strömungspfade für die Ladeluft durch den Wärmeübertragerkern auszubilden. - Es wäre wünschenswert, einen Wärmeaübertrager mit Platten zur Verfügung zu stellen, die über einen Entlüftungsweg verfügen, sodass die unerwünschte Luft auf effektive Weise aus allen Durchgängen des Wärmeübertragers transportiert und abgelassen werden kann, um die Leistung und Effizienz desselben zu optimieren.
- Zusammenfassung der Erfindung
- In Übereinstimmung mit und entsprechend der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise ein Wärmeübertrager entdeckt, dessen Platten einen Entlüftungsweg bilden, der die unerwünschte Luft auf effektive Weise aus allen Durchgängen des Wärmeübertragers transportiert und ableitet, um die Leistung und Effizienz desselben zu optimieren.
- In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des Offenbarten wird eine Wärmeübertragerplatte beschrieben. Die Wärmeübertragerplatte beinhaltet eine Platte mit einer Oberfläche, die einen Durchgang bildet. Die den Durchgang bildende Oberfläche formt einen Abschnitt eines Strömungskanals. In der den Durchgang bildenden Oberfläche befindet sich eine Vertiefung, die den Abschnitt des Strömungskanals schneidet. Die Vertiefung wird so gestaltet, dass sie Luft aus dem Abschnitt des Strömungskanals aufnimmt und sammelt. Auf der den Durchgang bildenden Oberfläche wird eine Entlüftungsöffnung eingerichtet und so eingestellt, dass sie die aus einem Strömungsweg des Wärmeübertragers entnommene Luft abführt. Nach der Konzeption der Erfindung verfügt der Abschnitt des Strömungskanals über ein U-förmiges Ende, das von der Vertiefung geschnitten wird.
- Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Wärmeübertrager offenbart. Der Wärmeübertrager beinhaltet eine der Wärmeübertragung dienende Baugruppe mit einer oberen Abdeckplatte, einer unteren Abdeckplatte, mehreren übereinander angeordneten Plattenbaugruppen und mehreren zwischen den Plattenbaugruppen angebrachten Lamellen. Jede der Plattenbaugruppen bildet einen Strömungskanal, der ein Kühlmittel aufnehmen kann. Durch die Baugruppe des Wärmeübertragers zieht sich ein durchgehender Strömungsweg. Der Strömungsweg ist mittels einer Flüssigkeit mit den Strömungskanälen der Platten verbunden und so konfiguriert, dass er die Luft aus den Strömungskanälen in eine Umgebung ableitet, die von dem Wärmeübertrager separiert ist. Erfindungsgemäß wird ein erster Abschnitt des durchgehenden Strömungswegs von einem sich durch mehrere Plattenbaugruppen erstreckenden Entlüftungskanal gebildet, der mittels einer Flüssigkeit direkt mit jedem der Strömungskanäle verbunden ist. Zudem weist die obere Abdeckplatte einen Entlüftungsauslass auf und ein zweiter Abschnitt des durchgehenden Strömungswegs wird aus einer Sammelentlüftungsleitung gebildet, die mittels einer Flüssigkeit direkt mit dem Entlüftungsauslass verbunden ist.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Wärmeübertrager offenbart. Der Wärmeübertrager beinhaltet eine obere Abdeckplatte mit einer Entlüftungsöffnung, die dazu dient, Luft aus dem Wärmeübertrager abzulassen, eine untere Abdeckplatte mit einer integrierten Rinne und mehrere Plattenbaugruppen, die zwischen der oberen und der unteren Abdeckplatte liegen. Jede dieser Plattenbaugruppen bildet einen Strömungskanal, der ein ihn durchfließendes Kühlmittel aufnehmen kann. Die vielen Plattenbaugruppen sind so aufeinander abgestimmt, dass sie mindestens einen Entlüftungskanal und mindestens einen Sammelauslass für die Entlüftung bilden, die sich durch die ganze Konstruktion ziehen. Der in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegende Entlüftungskanal und der in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegende Sammelauslass für die Entlüftung sind so konfiguriert, dass sie die Luft aus den Strömungskanälen aufnehmen und an eine Umgebung abführen, die außerhalb des Wärmeübertragers liegt, wobei die Rinne den in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegenden Entlüftungskanal und den in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegenden Sammelauslass für die Entlüftung mittels einer Flüssigkeit miteinander verbindet.
- Figurenliste
- Das oben Genannte sowie andere Ziele und Vorzüge der Erfindung werden für Fachleute unverzüglich verständlich sein, wenn sie die folgende detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung gelesen haben, die im Lichte der beigefügten Zeichnungen zu deuten ist, wobei:
-
1 ein von oben betrachteter Wärmeübertrager in Explosionsdarstellung ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, -
2 ein vergrößerter, von oben betrachteter Teil einer Wärmeübertragerbaugruppe des Wärmeübertragers aus1 ist, wobei mehrere Plattenbaugruppen, mehrere Lamellen und ein Aufbau der unteren Abdeckplatte dargestellt sind, und -
3 eine vergrößerte Relief-Querschnittansicht einer Wärmeübertragerbaugruppe des Wärmeübertragers aus1 ist, die den Ausschnitt an Linie3-3 der1 darstellt und die Wärmeübertragerbaugruppe in zusammengesetzter Form zeigt. - Detaillierte Beschreibung der Erfindung
- Die folgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben und illustrieren verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen sollen Fachleute dazu befähigen, die Erfindung herzustellen und einzusetzen, und sie stellen in keiner Weise eine Einschränkung des Umfangs der Erfindung dar. Die Begriffe „obere“ und „untere“ werden nur der Deutlichkeit halber verwendet unter Bezugnahme auf die Position eines Wärmeübertragers in einem Kraftfahrzeug.
- Die
1-3 zeigen den einer Ausführungsform der Offenbarung entsprechenden Wärmeübertrager10 eines Kraftfahrzeugs. Der Wärmeübertrager10 ist als Lamellenwärmeübertrager zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug gestaltet. In einem nicht als Einschränkung zu verstehenden Beispiel ist der Wärmeübertrager10 ein Ladeluftkühler mit Wasserkühlung (WCAC) zur Verwendung in einem Ladeluftkreislauf (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs. Der Ladeluftkreislauf liefert zum Beispiel von einem Lader, wie beispielsweise einem Turbolader oder einem Kompressor, komprimierte Luft an einen Motor des Fahrzeugs. Der Wärmeübertrager10 ist so konfiguriert, dass er einerseits die Luft aufnimmt und durch sich hindurch leitet und andererseits ein Kühlmittel aus einem Kühlkreislauf (nicht dargestellt) des Fahrzeugs aufnimmt und ebenfalls durch sich hindurch leitet. Der Durchstrom der Luft durch den Wärmeübertrager10 wird mit den durchgehenden Pfeilen dargestellt. Der Durchstrom des Kühlmittels durch den Wärmeübertrager10 wird mit den gestrichelten Pfeilen dargestellt. - Der Wärmeübertrager
10 beinhaltet eine Wärmeübertragerbaugruppe12 , einen Einlaufbehälter14 und einen Auslaufbehälter16 . Der Einlaufbehälter14 und der Auslaufbehälter16 dienen dazu, die aus dem Ladeluftkreislauf stammende Luft aufzunehmen und abzugeben. Die Wärmeübertragerbaugruppe12 ist zwischen dem Einlaufbehälter14 und dem Auslaufbehälter16 angebracht. Es gilt zu beachten, dass der Wärmeübertrager10 über auf jede beliebige Art und Weise konfigurierte Baugruppen verfügen kann. Die Wärmeübertragerbaugruppe12 kann ebenfalls über verschiedene andere Komponenten verfügen, wie zusätzliche Kreisläufe, Anschlüsse, Behälter, Ventile und viele andere Komponenten, die je nach Belieben der Verwendung in einem Wärmeübertrager dienen. - Die Wärmeübertragerbaugruppe
12 beinhaltet eine obere Abdeckplatte18 und eine untere Abdeckplatte20 . Die obere Abdeckplatte18 beinhaltet einen Einlassanschluss22 und einen Auslassanschluss24 , die der Aufnahme beziehungsweise der Abgabe des Kühlmittels aus dem und an den Kühlmittelkreislauf dienen. Die obere Abdeckplatte18 beinhaltet darüber hinaus einen Entlüftungsauslass26 , der dazu dient, aus dem Strom des Kühlmittels durch die Wärmeübertragerbaugruppe12 unerwünschte Luft abzuleiten, die in diesem eingeschlossen war. In bestimmten Ausführungsformen kann der Entlüftungsauslass als Entlüftungsschraube konfiguriert sein. Es ist jedoch zu beachten, dass der Entlüftungsauslass26 ein Entlüftungsventil, ein Entlüftungsnippel oder jedwedes andere Hilfsmittel sein kann, das dazu dient, unerwünschte Luft aus dem Strom eines Kühlmittels durch die Wärmeübertragerbaugruppe12 abzuleiten. Die Anschlüsse22 und24 und der Entlüftungsauslass26 entsprechen den jeweiligen Öffnungen22a ,24a und26a in der oberen Abdeckplatte18 . Die Anschlüsse22 ,24 und der Entlüftungsauslass26 können fest in die obere Abdeckplatte18 integriert sein oder getrennt von der oberen Abdeckplatte18 geformt und mittels Schweißen, Löten oder Ähnlichem an dieser angebracht werden. - Wie es in den
1-2 dargestellt wird, beinhaltet die Wärmeübertragerbaugruppe12 mehrere übereinander angeordnete, im Wesentlichen parallele Plattenbaugruppen30 , die zwischen mehreren, im Wesentlichen parallelen Lamellen32 stecken. Die Plattenbaugruppen30 und die Lamellen32 befinden sich zwischen der oberen Abdeckplatte18 und der unteren Abdeckplatte20 . Die Wärmeübertragerbaugruppe12 und die Abdeckungen18 ,20 befinden sich zwischen dem Einlaufbehälter14 und dem Auslaufbehälter16 . Jede der Plattenbaugruppen30 bildet einen Strömungskanal34 zur Aufnahme des Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreislauf. Die Lamellen32 stehen mit den Plattenbaugruppen30 mittels Thermik in Kontakt und sind so konfiguriert, dass die durch den Wärmeübertrager10 strömende Luft zwischen ihnen hindurch strömt. Die Lamellen32 sind so konfiguriert, dass sie die Wärmeübertragung zwischen der hindurchströmenden Luft und dem durch die Plattenbaugruppen30 fließenden Kühlmittel erleichtern. Sofern gewünscht, können die Lamellen32 eine gewellte Struktur haben. - Wie es in den
2-3 dargestellt ist, beinhaltet jede Plattenbaugruppe30 eine erste Platte30a und eine zweite Platte30b . Die Platten30a und30b haben jeweils eine einen Durchgang bildende Oberfläche36 die einen Abschnitt34a des Strömungskanals34 darstellt. Die erste Platte30a und die zweite Platte30b sind zusammengefügt und kooperieren miteinander, sodass zwischen ihnen der Strömungskanal34 entsteht, wobei die den Durchgang bildenden Oberflächen36 der Platten30a und30b einander gegenüber liegen. Die Platten30a und30b können mit jeder derzeit bekannten oder später entwickelten Technik geformt werden, wie Stanzen, Verformen, Gießen, etc. Die Platten30a und30b können mit jeder beliebigen Technik miteinander verbunden werden, um die Plattenbaugruppe30 zu ergeben, wie beispielsweise Löten, Kleben oder Schweißen. - Jede der Platten
30a und30b beinhaltet eine Einlassöffnung38 , eine Auslassöffnung40 und eine Entlüftungsöffnung42 , die sich an einem Ende derselben befinden. Es ist jedoch zu beachten, dass sich die Einlassöffnung38 , die Auslassöffnung40 und die Entlüftungsöffnung42 der Platten30a und30b in Bezug auf die Platten auch in einer mittigen Position oder in einer zwischen der Mitte und einem Ende der Platten liegenden Position befinden können, wenn dies gewünscht wird. Die Plattenbaugruppen30 sind übereinander angeordnet, wobei die Einlassöffnungen38 aller Platten30a und30b aufeinander abgestimmt sind, sodass sie einen Sammeleinlass38a bilden, der sich durch die vielen Plattenbaugruppen30 hindurch zieht. Die Auslassöffnungen40 aller Platten30a und30b der Plattenbaugruppen30 werden so aufeinander abgestimmt, dass sie einen Sammelauslass40a bilden, der sich durch die Plattenbaugruppen30 hindurch zieht. Der Sammeleinlass38a und der Sammelauslass40a werden jeweils vom Kühlmittel durchflossen und sind so gestaltet, dass sie mittels einer Flüssigkeit mit dem Einlassanschluss22 und dem Auslassanschluss24 und den von den Plattenbaugruppen30 gebildeten Strömungskanälen34 in Verbindung stehen. Die Entlüftungsöffnungen42 der Platten30a und30b sind so aufeinander abgestimmt, dass sie eine Sammelentlüftungsleitung44 bilden, die mittels einer Flüssigkeit mit dem Entlüftungsauslass26 in Verbindung steht, um die unerwünschte Luft aus der Wärmeübertragerbaugruppe12 abzuleiten. - Die Abschnitte
34a der Strömungskanäle34 auf den Platten30a und30b bilden einen einfachen, gewundenen Strömungsweg, der sich ausgehend von der Einlassöffnung38 zwischen dieser und der Auslassöffnung40 erstreckt. Wie es dargestellt wird, ist jede der Platten30a und30b so konfiguriert, dass ein paralleler Mehrfachdurchlauf möglich ist, wobei die Abschnitte34a der Strömungskanäle34 parallele Windungen bilden, die das Kühlmittel parallel durch der Länge nach angeordnete Abschnitte der Platten30a und30b leiten. In der dargestellten Ausführungsform verfügt jede der Platten30a und30b über eine Konfiguration mit sechs parallelen Windungen, die sechs parallele Windungen beinhaltet, die dafür sorgen, dass das Kühlmittel von der Einlassöffnung38 bis zur Auslassöffnung40 die Platten30a und30b der Länge nach in sechs parallelen Abschnitten durchfließt. Es ist jedoch zu beachten, dass die Platten30a und30b je nach Belieben auch über andere parallele Mehrfachdurchlaufkonfigurationen verfügen können. So können die Platten30a und30b beispielsweise eine Konfiguration mit zwei parallelen Windungen, eine Konfiguration mit vier parallelen Windungen, eine Konfiguration mit acht parallelen Windungen oder eine Konfiguration mit zehn parallelen Windungen haben, die zwei beziehungsweise vier beziehungsweise acht beziehungsweise zehn parallele Windungen aufweisen, die dafür sorgen, dass das Kühlmittel die Platten30a und30b der Länge nach in zwei beziehungsweise vier beziehungsweise acht beziehungsweise zehn parallelen Abschnitten durchfließt. - Jede der Platten
30a und30b beinhaltet weiterhin Vertiefungen46 in den den Durchgang bildenden Oberflächen36 derselben. Jede dieser Vertiefungen46 schneidet ein U-förmiges Ende48 zweier paralleler Windungsteile einer Konfiguration mit mehreren parallelen Windungen und führt vom U-förmigen Ende48 weiter nach außen zum Ende der Platte30a ,30b hin. Jede der Vertiefungen46 ist tiefer als der Abschnitt34a des Strömungskanals34 . Die Vertiefungen46 sind so gestaltet, dass sie unerwünschte Luft aus dem Durchstrom des Kühlmittels durch den Strömungskanal34 sammeln und aufnehmen. - In der dargestellten exemplarischen Ausführungsform verfügen beide Platten
30a und30b über zwei Vertiefungen46 . Eine erste dieser Vertiefungen46 schneidet in einer Konfiguration mit sechs parallelen Windungen das U-förmige Ende48 zwischen dem zweiten und dem dritten Teil der parallelen Windungen, und eine zweite der Vertiefungen46 schneidet in einer Konfiguration mit sechs parallelen Windungen das U-förmige Ende zwischen dem vierten und dem fünften Teil der parallelen Windungen. In einem anderen Beispiel, bei dem die Abschnitte34a des Strömungskanals34 eine Konfiguration mit vier parallelen Windungen bilden, verfügt jede der Platten30a und30b über eine Vertiefung46 , die am U-förmigen Ende48 zwischen dem zweiten und dem dritten Teil der parallelen Windungen sitzt. In noch einem weiteren Beispiel, in dem die Abschnitte34a der Strömungskanäle34 eine Konfiguration mit acht parallelen Windungen bilden, verfügen die Platten30a und30b über jeweils drei Vertiefungen46 , die an dem U-förmigen Ende48 zwischen dem zweiten und dem dritten Teil der parallelen Windungen, dem U-förmigen Ende48 zwischen dem vierten und dem fünften Teil der parallelen Windungen und dem U-förmigen Ende48 zwischen dem sechsten und dem siebten Teil der parallelen Windungen sitzen. In noch einem weiteren Beispiel, in dem die Abschnitte34a der Strömungskanäle34 eine Konfiguration mit zehn parallelen Windungen bilden, verfügen die Platten30a und30b über jeweils vier Vertiefungen46 , die an dem U-förmigen Ende48 zwischen dem zweiten und dem dritten Teil der parallelen Windungen, dem U-förmigen Ende48 zwischen dem vierten und dem fünften Teil der parallelen Windungen, dem U-förmigen Ende48 zwischen dem sechsten und dem siebten Teil der parallelen Windungen und dem U-förmigen Ende48 zwischen dem achten und dem neunten Teil der parallelen Windungen sitzen. - Jede dieser Vertiefungen
46 verfügt über eine Öffnung50 , die sich jeweils durch die Platten30a und30b zieht. Die Öffnungen50 sind über die ganze Breite der Platten30a und30b linear auf die Entlüftungsöffnung42 ausgerichtet. Die Öffnungen50 der Platten30a und30b sind aufeinander ausgerichtet, um Entlüftungskanäle52 zu bilden, die sich durch die Wärmeübertragerbaugruppe12 ziehen. Der Entlüftungskanal52 ist mittels Flüssigkeit mit allen Strömungskanälen34 verbunden, um die unerwünschte Luft aus den Strömungskanälen34 aufzunehmen und abzuführen, während das Kühlmittel durch diese hindurchfließt. In der dargestellten Ausführungsform gibt es zwei Entlüftungskanäle52 , die den zwei Vertiefungen46 in den Platten30a und30b entsprechen. Es kann jedoch auch mehr oder weniger Entlüftungskanäle52 geben, in Abhängigkeit von der Anzahl der Vertiefungen46 in den Platten30a und30b . - Die untere Abdeckplatte
20 beinhaltet eine längliche Rinne54 , die auf einer oberen Oberfläche derselben geformt wird. Die Rinne54 ist so gestaltet, dass sie mittels Flüssigkeit mit den Entlüftungskanälen52 und der Sammelentlüftungsleitung44 verbunden ist. Beim Anschluss an die Wärmeübertragerbaugruppe12 wird die Rinne54 auf alle Entlüftungskanäle52 und die Sammelentlüftungsleitung44 ausgerichtet. Alle Entlüftungskanäle52 , die Rinne54 und die Sammelentlüftungsleitung44 bilden einen durchgehenden Weg, der dazu dient, unerwünschte Luft aus den Strömungskanälen34 der Plattenbaugruppen30 zu sammeln und zum Entlüftungsauslass26 hin abzuleiten. Der Strom der unerwünschten Luft durch die Wärmeübertragerbaugruppe12 wird in3 mit den gepunkteten Pfeilen dargestellt. - In den dargestellten Ausführungsformen ist die Rinne
54 eine durchgehende Rinne, deren Länge der Entfernung zwischen den Entlüftungskanälen52 und der Sammelentlüftungsleitung44 entspricht.
Es ist jedoch zu beachten, dass die Rinne54 je nach Belieben auch eine nicht durchgehende Rinne sein kann. So kann die Rinne54 beispielsweise aus nicht durchgehenden Abschnitten bestehen, wobei einer dieser Abschnitte in seiner Länge dem Abstand zwischen dem ersten der Entlüftungskanäle52 und der Sammelentlüftungsleitung44 entspricht, während ein anderer Abschnitt in seiner Länge dem Abstand zwischen dem zweiten der Entlüftungskanäle52 und der Sammelentlüftungsleitung44 entspricht. In Ausführungsformen mit einem Entlüftungskanal52 kann die Länge der Rinne54 der Entfernung zwischen dem Entlüftungskanal52 und der Sammelentlüftungsleitung44 entsprechen. In Ausführungsformen mit mehr als zwei Entlüftungskanälen52 kann die Rinne54 durchgehend sein, in ihrer Länge dem Abstand zwischen den über die Breite der Wärmeübertragerbaugruppe12 gesehen am weitesten außen gelegenen Entlüftungskanälen52 entsprechen und auf alle Entlüftungskanäle52 und die Sammelentlüftungsleitung44 ausgerichtet werden. Alternativ kann die Rinne54 auch nicht durchgehend sein. So kann beispielsweise ein Abschnitt der Rinne54 in seiner Länge der Entfernung zwischen einem der äußersten Entlüftungskanäle52 und der Sammelentlüftungsleitung44 entsprechen und auf diese und alle dazwischen liegenden Entlüftungskanäle52 ausgerichtet sein. Ein zweiter Abschnitt der Rinne54 kann in seiner Länge dem Abstand zwischen einem der auf der gegenüberliegenden Seite am weitesten außen gelegenen Entlüftungskanäle52 und der Sammelentlüftungsleitung44 entsprechen und auf diese und alle dazwischen liegenden Entlüftungskanäle52 ausgerichtet sein. - Darüber hinaus ist zu beachten, dass die Wärmeübertragerbaugruppe
12 je nach Belieben mehr als eine Sammelentlüftungsleitung44 und ebenso mehr als einen Entlüftungsauslass26 beinhalten kann. So kann die Wärmeübertragerbaugruppe12 beispielsweise zwei, drei oder vier Sammelentlüftungsleitungen44 und Entlüftungsauslässe26 beinhalten, wenn die Platten30a und30b in diesen Ausführungsformen sechs oder mehr parallele Windungen aufweisen. In diesen Beispielen können durchgehende Rinnen54 oder mehrere nicht durchgehende Rinnen54 verwendet werden, um die mittels Flüssigkeit erfolgende Verbindung aller Entlüftungskanäle52 mit mindestens einer der Sammelentlüftungsleitungen44 zu gewährleisten. - Im Zuge der Verwendung, also während der Wartung, der Unterhaltung oder des Betriebs des Wärmeübertragers
10 , fließt das Kühlmittel durch den Einlassanschluss22 und den Sammeleinlass38a , die von den Plattenbaugruppen30 der Wärmeübertragerbaugruppe12 gebildet werden. Danach wird das Kühlmittel vom Sammeleinlass38a auf die Plattenbaugruppen30 verteilt. Das Kühlmittel fließt durch den Strömungskanal34 der Plattenbaugruppen30 . Während das Kühlmittel durch die Strömungskanäle34 fließt, wird jegliche unerwünschte Luft, die mit dem Strom des Kühlmittels in die Strömungskanäle34 gelangt ist, in den Vertiefungen46 der Platten30a und30b aufgefangen und gesammelt. Dann wird die Luft von den Öffnungen50 der Vertiefungen46 durch die Entlüftungskanäle52 zur Rinne54 abgeführt. Daraufhin strömt die Luft aus der Rinne54 zur Sammelentlüftungsleitung44 und von der Sammelentlüftungsleitung44 zum Entlüftungsauslass26 , von wo aus sie in eine Umgebung entweicht, die vom Wärmeübertrager10 separiert ist. - Vorteilhafterweise verfügt der Wärmeübertrager
10 über einen durchgehenden Entlüftungsströmungsweg, der der Sammlung jeglicher unerwünschter Luft dient, die ungewollt in die Strömungskanäle34 des Wärmeübertragers10 gelangt ist. Der durchgehende Entlüftungsströmungsweg leitet die Luft daraufhin durch den Wärmeübertrager10 und aus diesem hinaus, was die Effizienz und Leistung des Wärmeübertragers10 optimiert. Der durchgehende Entlüftungsströmungsweg ist ganz besonders vorteilhaft bei Wärmeübertragern, die über Platten mit mehreren parallelen Durchstromkonfigurationen verfügen, wie Platten mit mehr als einem Paar paralleler Windungen.
So ist ein durchgehender Entlüftungsströmungsweg beispielsweise besonders vorteilhaft bei Wärmeübertragern, deren Platten über Konfigurationen mit vier parallelen Windungen, Konfigurationen mit sechs parallelen Windungen, Konfigurationen mit acht parallelen Windungen und Konfigurationen mit zehn parallelen Windungen verfügen. - Fachleute können der vorgenannten Beschreibung ohne Probleme die grundlegenden Merkmale dieser Erfindung entnehmen und verschiedene Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, um sie unterschiedlichen Verwendungszwecken und Bedingungen anzupassen, ohne dabei vom Geist und dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
Claims (17)
- Wärmeübertragerplatte, umfassend: eine Platte (30a, 30b) mit einer einen Durchgang bildenden Oberfläche (36), einen Abschnitt (34a) eines Strömungskanals (34), der auf der den Durchgang bildenden Oberfläche (36) geformt wird, eine Vertiefung (46), die in der den Durchgang bildenden Oberfläche (36) ausgeformt wird und den Abschnitt (34a) des Strömungskanals (34) schneidet, wobei die Vertiefung (46) so gestaltet ist, dass sie Luft aus dem Abschnitt (34a) des Strömungskanals (34) sammelt, und eine Entlüftungsöffnung (42), die auf der den Durchgang bildenden Oberfläche (36) ausgeformt und so gestaltet ist, dass sie die aus dem Strömungsweg eines Wärmeübertragers (10) entnommene Luft abführt, wobei der Abschnitt (34a) des Strömungskanals (34) über ein U-förmiges Ende (48) verfügt und die Vertiefung (46) das U-förmige Ende (48) schneidet.
- Wärmeübertragerplatte nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (46) eine darin ausgeformte Öffnung (50) enthält. - Wärmeübertragerplatte nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlassöffnung (38) zur Aufnahme eines Kühlmittels und eine Auslassöffnung (40) zur Abgabe des Kühlmittels ausgebildet sind, wobei der Strömungskanal (34) zwischen der Einlassöffnung (38) und der Auslassöffnung (40) einen geschlungenen Strömungsweg aufweist. - Wärmeübertragerplatte nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (42) und die Vertiefung (46) zwischen der Einlassöffnung (38) und der Auslassöffnung (40) liegen. - Wärmeübertragerplatte nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die den Durchgang bildende Oberfläche (36) mehrere Vertiefungen (46) aufweist und jede Vertiefung (46) über eine darin ausgeformte Öffnung (50) verfügt, die sich durch die Platte (30a, 30b) zieht. - Wärmeübertragerplatte nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (30a, 30b) entweder über eine Konfiguration mit vier parallelen Windungen oder über eine Konfiguration mit sechs parallelen Windungen oder über Konfiguration mit acht parallelen Windungen oder über eine Konfiguration mit zehn parallelen Windungen verfügt. - Wärmeübertragerplatte nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (46) tiefer ist als der Abschnitt (34a) des Strömungskanals (34). - Wärmeübertrager (10), umfassend: eine Wärmeübertragerbaugruppe (12) mit einer oberen Abdeckplatte (18), einer unteren Abdeckplatte (20), mehreren übereinander angeordneten Plattenbaugruppen (30) und mehreren zwischen den Plattenbaugruppen (30) liegenden Lamellen (32), wobei jede der Plattenbaugruppen (30) einen Strömungskanal (34) zur Aufnahme eines Kühlmittels bildet, und einen durchgehenden Strömungsweg, der sich durch die Wärmeübertragerbaugruppe (12) zieht, wobei der Strömungsweg mittels einer Flüssigkeit mit den Strömungskanälen (34) aller Platten (30a, 30b) in Verbindung steht und so gestaltet ist, dass er die Luft aus allen Strömungskanälen (34) an eine Umgebung abgeben kann, die vom Wärmeübertrager (10) separiert ist, wobei ein erster Abschnitt des durchgehenden Strömungswegs von einem Entlüftungskanal (52) gebildet wird, der sich durch mehrere Plattenbaugruppen (30) erstreckt, wobei der Entlüftungskanal (52) mittels einer Flüssigkeit direkt mit jedem der Strömungskanäle (34) verbunden ist, wobei die obere Abdeckplatte (18) einen Entlüftungsauslass (26) umfasst und wobei ein zweiter Abschnitt des durchgehenden Strömungswegs aus einer Sammelentlüftungsleitung (44) besteht, die mittels einer Flüssigkeit direkt mit dem Entlüftungsauslass (26) verbunden ist.
- Wärmeübertrager (10) nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Abschnitt des durchgehenden Strömungswegs eine Rinne (54) in der unteren Abdeckplatte (20) umfasst und die Rinne (54) mittels einer Flüssigkeit den Entlüftungskanal (52) mit der Sammelentlüftungsleitung (44) verbindet. - Wärmeübertrager (10) nach
Anspruch 8 oder9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenbaugruppen (30) eine erste Platte (30a) und eine zweite Platte (30b) umfassen, die miteinander kooperieren, um Strömungskanäle (34) zu bilden, und die erste Platte (30a) sowie die zweite Platte (30b) über eine parallele Mehrfachdurchflusskonfiguration mit mehreren parallelen Windungen verfügen. - Wärmeübertrager (10), umfassend: eine obere Abdeckplatte (18) mit einer Entlüftungsöffnung (42), um Luft aus dem Wärmeübertrager (10) abzulassen, eine untere Abdeckplatte (20) mit einer darin ausgeformten Rinne (54), und mehrere zwischen der oberen Abdeckplatte (18) und der unteren Abdeckplatte (20) gelegene Plattenbaugruppen (30), wobei jede dieser Plattenbaugruppen (30) einen Strömungskanal (34) zur Aufnahme eines hindurchfließenden Kühlmittels bildet und die Plattenbaugruppen (30) so aufeinander ausgerichtet sind, dass sie mindestens einen Entlüftungskanal (52) und mindestens eine Sammelentlüftungsleitung (44) bilden, die sich durch die Konstruktion ziehen, und dieser in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegende Entlüftungskanal (52) und die in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegende Sammelentlüftungsleitung (44) so gestaltet sind, dass sie die Luft aus den Strömungskanälen (34) aufnehmen und an eine außerhalb des Wärmeübertragers (10) befindliche Umgebung ableiten, wobei die Rinne (54) mittels einer Flüssigkeit den Entlüftungskanal (52) mit der Sammelentlüftungsleitung (44) verbindet.
- Wärmeübertrager (10) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegende Entlüftungskanal (52) mittels einer Flüssigkeit direkt mit allen Strömungskanälen (34) verbunden ist und wobei die in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegende Sammelentlüftungsleitung (44) mittels einer Flüssigkeit direkt mit einem Entlüftungsauslass (26) verbunden ist. - Wärmeübertrager (10) nach
Anspruch 11 oder12 , dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenbaugruppen (30) mehrere Entlüftungskanäle (52) bilden. - Wärmeübertrager (10) nach einem der
Ansprüche 11 bis13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenbaugruppen (30) jeweils eine erste Platte (30a) und eine zweite Platte (30b) umfassen, die miteinander kooperieren, um den Strömungskanal (34) zu bilden. - Wärmeübertrager (10) nach
Anspruch 14 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platte (30a) und die zweite Platte (30b) jeweils eine Entlüftungsöffnung (42) und eine Öffnung umfassen, wobei alle Entlüftungsöffnungen (42) der Plattenbaugruppen (30) so aufeinander ausgerichtet sind, dass sie die in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegende Sammelentlüftungsleitung (44) bilden und wobei alle Öffnungen aller Plattenbaugruppen (30) so aufeinander ausgerichtet sind, dass sie den in mindestens einfacher Ausfertigung vorliegenden Entlüftungskanal (52) bilden. - Wärmeübertrager (10) nach
Anspruch 14 oder15 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platte (30a) und die zweite Platte (30b) jeweils eine darin ausgeformte Vertiefung (46) umfassen, die den Strömungskanal (34) schneidet, wobei sich in der Vertiefung (46) eine Öffnung (50) befindet und wobei die Vertiefung (46) so gestaltet ist, dass sie die Luft aus dem Strömungskanal (34) aufnimmt und sammelt und durch die Öffnung (50) ableitet. - Wärmeübertrager (10) nach einem der
Ansprüche 14 bis16 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platte (30a) und die zweite Platte (30b) über eine parallele Mehrfachdurchflusskonfiguration mit mehreren parallelen Windungen verfügen.
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