DE102017001284B4 - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

Wärmeübertrager (1) mit einer Vielzahl von strömungstechnisch parallel zueinander angeordneten Strömungskanälen (3) für ein zu temperierendes Medium, die jeweils eingangsseitig an einen Strömungseinlass und ausgangsseitig an einen Strömungsauslass (2) angeschlossen sind, wobei zumindest einem der Strömungskanäle (3) ein Querschnittsverstellelement (7) zur Einstellung des Durchströmungsquerschnitts zugordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsverstellelement (7) den Durchströmungsquerschnitt passiv in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz des Medi- ums über das Querschnittsverstellelement (7) einstellt und zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, sodass es als elastische Düse vorliegt, wobei zumindest einem weiteren der Strömungskanäle (3) ein weiteres Querschnittsverstellelement (7) zur Einstellung des Durchströmungsquerschnitts zugeordnet ist, das ebenfalls als elastische Düse vorliegt und eine Elastizität aufweist, die von der Elastizität der das Querschnittsverstellelement (7) bildenden Düse verschieden ist.Heat exchanger (1) with a multiplicity of flow channels (3) for a medium to be temperature-controlled, which are arranged fluidically parallel to one another, each of which is connected on the inlet side to a flow inlet and on the outlet side to a flow outlet (2), at least one of the flow channels (3) having a cross-section adjustment element ( 7) is assigned to adjust the flow cross-section, characterized in that the cross-section adjustment element (7) adjusts the flow cross-section passively depending on a pressure difference of the medium across the cross-section adjustment element (7) and consists at least partially of an elastic material so that it is elastic Nozzle is present, with at least one further of the flow channels (3) being assigned a further cross-section adjustment element (7) for setting the flow cross-section, which is also present as an elastic nozzle and has an elasticity that depends on the elasticity of the Que rschnittsverstellelement (7) forming nozzle is different.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit einer Vielzahl von strömungstechnisch parallel zueinander angeordneten Strömungskanälen für ein zu temperierendes Medium, die jeweils eingangsseitig an einen Strömungseinlass und ausgangsseitig an einen Strömungsauslass angeschlossen sind, wobei zumindest einem der Strömungskanäle ein Querschnittsverstellelement zur Einstellung des Durchströmungsquerschnitts zugeordnet ist.The invention relates to a heat exchanger with a large number of flow channels for a medium to be temperature-controlled, which are arranged fluidically parallel to one another, each of which is connected on the inlet side to a flow inlet and on the outlet side to a flow outlet, with at least one of the flow channels being assigned a cross-section adjustment element for adjusting the flow cross-section.

Der Wärmeübertrager dient zur Übertragung von Wärme zwischen mehreren Medien, nämlich beispielsweise von dem zu temperierenden Medium auf ein weiteres Medium oder umgekehrt. Der Wärmeübertrager ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Medien strömungstechnisch vollständig voneinander getrennt sind. Das bedeutet, dass die Medien zumindest während des Durchströmens des Wärmeübertragers strömungstechnisch nicht miteinander in Verbindung geraten, sondern lediglich Wärme zwischen Ihnen ausgetauscht wird. Die Wärme wird dabei von dem Wärmeren der Medien an das Kältere der Medien abgegeben. Der Wärmeübertrager dient insoweit dem Temperieren des zu temperierenden Mediums mittels des weiteren Mediums. Das weitere Medium wird dabei bevorzugt dem Wärmeübertrager mit einer bestimmten Temperatur zugeführt, sodass sich ausgangsseitig des Wärmeübertragers eine gewünschte Temperatur des zu temperierenden Mediums einstellt. Diese ist insbesondere niedriger als die Temperatur des Mediums auf der Eingangsseite des Wärmeübertrages.The heat exchanger is used to transfer heat between several media, namely, for example, from the medium to be tempered to another medium or vice versa. The heat exchanger is preferably designed in such a way that the media are completely separated from one another in terms of flow. This means that the media do not come into contact with one another in terms of flow, at least while they are flowing through the heat exchanger, but only heat is exchanged between them. The heat is transferred from the warmer of the media to the colder of the media. The heat exchanger is used to control the temperature of the medium to be tempered by means of the further medium. The further medium is preferably fed to the heat exchanger at a certain temperature, so that a desired temperature of the medium to be tempered is established on the outlet side of the heat exchanger. This is in particular lower than the temperature of the medium on the inlet side of the heat transfer.

Der Wärmeübertrager weist mehrere Strömungskanäle auf, welche das Medium während des Betriebs des Wärmeübertrages durchströmt. Über die Strömungskanäle sind der Strömungseinlass und der Strömungsauslass strömungstechnisch miteinander verbunden. Die Strömungskanäle verlaufen dabei strömungstechnisch parallel zwischen dem Strömungseinlass und dem Strömungsauslass. Jeder der Strömungskanäle ist also eingangsseitig an den Strömungseinlass und ausgangsseitig an den Strömungsauslass angeschlossen. Dem Wärmeübertrager wird das zu temperierende Medium über den Strömungseinlass zugeführt und an dem Strömungsauslass entnommen. Beispielsweise liegen der Strömungseinlass und/oder der Strömungsauslass jeweils als Kammer vor, insbesondere also als Einlasskammer beziehungsweise als Auslasskammer. Der Strömungseinlass beziehungsweise die Einlasskammer ist an einen Einlassanschluss des Wärmeübertragers und der Strömungsauslass beziehungsweise die Auslasskammer an einen Auslassanschluss des Wärmeübertragers strömungstechnisch angeschlossen.The heat exchanger has several flow channels through which the medium flows during the operation of the heat transfer. The flow inlet and the flow outlet are fluidically connected to one another via the flow channels. In terms of flow, the flow channels run parallel between the flow inlet and the flow outlet. Each of the flow channels is therefore connected on the inlet side to the flow inlet and on the outlet side to the flow outlet. The medium to be tempered is fed to the heat exchanger via the flow inlet and removed at the flow outlet. For example, the flow inlet and / or the flow outlet are each present as a chamber, in particular as an inlet chamber or as an outlet chamber. The flow inlet or the inlet chamber is fluidically connected to an inlet connection of the heat exchanger and the flow outlet or the outlet chamber is connected to an outlet connection of the heat exchanger.

Der Wärmeübertrager liegt beispielsweise als Kühler vor, dient also dem Kühlen des zu temperierenden Mediums. Beispielsweise ist der Wärmeübertrager als Ladeluftkühler ausgestaltet. Insbesondere in diesem Fall ist der Wärmeübertrager auf eine maximal notwendige Kühlleistung ausgelegt. Das bedeutet umgekehrt jedoch auch, dass bei einem Massenstrom des zu temperierenden Mediums, welcher kleiner ist als der bei der maximalen Kühlleistung vorliegende Massenstrom, die effektive Kühlleistung des Wärmeübertragers zu hoch ist, sodass das zu temperierende Medium zu stark abgekühlt wird. Hierdurch kann es zu dem Ausfallen von Kondensat innerhalb des Wärmeübertrages, insbesondere innerhalb der Strömungskanäle beziehungsweise wenigstens eines der Strömungskanäle kommen.The heat exchanger is present, for example, as a cooler, that is to say it is used to cool the medium to be tempered. For example, the heat exchanger is designed as a charge air cooler. In this case in particular, the heat exchanger is designed for the maximum necessary cooling capacity. Conversely, however, this also means that with a mass flow of the medium to be tempered which is smaller than the mass flow present at the maximum cooling capacity, the effective cooling capacity of the heat exchanger is too high, so that the medium to be tempered is cooled too much. This can lead to the precipitation of condensate within the heat transfer, in particular within the flow channels or at least one of the flow channels.

Dieses Kondensat wird bei einer nachfolgenden Erhöhung des Massenstroms von dem zu temperierenden Medium mitgenommen, insbesondere in Richtung einer Einrichtung, welcher das zu temperierende Medium zugeführt wird. Diese Einrichtung liegt beispielsweise in Form einer Brennkraftmaschine vor. Ist die Menge des mitgenommenen Kondensats zu hoch, so kann es zu einer Beschädigung der Einrichtung, beispielsweise der Brennkraftmaschine kommen. Aus diesem Grund ist es vorgesehen, dass zumindest einem der Strömungskanäle das Querschnittsverstellelement zugeordnet ist.With a subsequent increase in the mass flow, this condensate is carried along by the medium to be tempered, in particular in the direction of a device to which the medium to be tempered is fed. This device is in the form of an internal combustion engine, for example. If the amount of the entrained condensate is too high, the device, for example the internal combustion engine, can be damaged. For this reason, it is provided that the cross-section adjustment element is assigned to at least one of the flow channels.

Das Querschnittsverstellelement dient zur Einstellung des Durchströmungsquerschnitts des Strömungskanals. Vorzugsweise sind mehreren der Strömungskanäle, bevorzugt allen der Strömungskanäle, jeweils ein derartiges Querschnittsverstellelement zugeordnet. In diesem Fall dient das jeweilige Querschnittsverstellelement der Einstellung des Durchströmungsquerschnitts des jeweiligen Strömungskanals, insbesondere nur des jeweiligen Strömungskanals.The cross-section adjustment element is used to adjust the flow cross-section of the flow channel. Preferably, several of the flow channels, preferably all of the flow channels, are each assigned such a cross-sectional adjustment element. In this case, the respective cross-sectional adjustment element is used to set the flow cross-section of the respective flow channel, in particular only of the respective flow channel.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift US 2010/0050997 A1 bekannt. Diese betrifft einen Ladeluftkühler für einen Kraftwagen mit einer gestuft aufgeladenen Brennkraftmaschine. Der Ladeluftkühler weist eine Luftaustrittsöffnung sowie zwei Lufteintrittsöffnungen auf, wobei jeder Lufteintrittsöffnung ein Wärmetauschermodul zugeordnet ist. Luftkanäle der beiden Wärmetauschermodule werden schließlich in einem Luftkasten des Ladeluftkühlers zusammengeführt, welcher mit der Luftaustrittsöffnung in Verbindung steht. Damit ist es möglich, verdichtete Ladeluft von zwei Aufladeaggregaten erst im Bereich des Ladeluftkühlers zusammenzuführen. Um die Druckverhältnisse bei Betrieb nur eines Aufladeaggregats zu verbessern, ist in einem Luftkanal eine Rückschlagklappe vorgesehen. Somit kann ein Modul für eine separate Zusammenführung der Luftwege eingespart werden, was den Bauraumbedarf verringert.From the prior art, for example, is the document US 2010/0050997 A1 known. This relates to a charge air cooler for a motor vehicle with a step-charged internal combustion engine. The charge air cooler has an air outlet opening and two air inlet openings, each air inlet opening being assigned a heat exchanger module. Air ducts of the two heat exchanger modules are finally brought together in an air box of the charge air cooler, which is connected to the air outlet opening. This means that compressed charge air from two charging units can only be brought together in the area of the charge air cooler. In order to improve the pressure conditions when only one charging unit is in operation, a non-return valve is provided in an air duct. Thus, a module for a separate merging of the airways can be saved, which reduces the installation space requirement.

Weiterhin zeigt die Druckschrift DE 38 11 852 A1 einen Wärmetauscher vertikaler Bauart, in welchem ein Fluid vertikal nach unten strömt. Der Wärmetauscher weist ein zylindrisches Gehäuse auf, das durch obere und untere Rohrplatten in eine obere Wasserkammer, eine untere Wasserkammer und einen dazwischenliegenden Wärmetauschdurchgang unterteilt ist. In dem Wärmetauschdurchgang ist eine Vielzahl metallischer Tauscherrohre parallel zueinander angeordnet, deren beide Enden durch die obere beziehungsweise untere Rohrplatte gehaltert sind. Eine Vielzahl metallischer Fluidströmungs-Drosselkörper berührt einstellbar eine untere Endfläche der Tauscherrohre, wobei diese Drosselkörper in die untere Mündung des jeweiligen Tauscherrohrs eingesetzt sind. Jeder Drosselkörper ist mit einer dünnen Bohrung zum Drosseln des Fluidstroms, einem oberen Verjüngungsteil zum Einsetzen in die betreffende Tauscherrohrmündung und einem unteren Zylinderteil versehen, wobei der Verjüngungsteil mit einem Flächenbereich die Endfläche des Tauscherrohrs berührt, sodass ein abdichtender Metall-Kontakt entsteht, wenn der Drosselkörper in das Tauscherrohr eingesetzt ist.The document also shows DE 38 11 852 A1 a vertical type heat exchanger in which a fluid flows vertically downward. The heat exchanger has a cylindrical housing which is divided by upper and lower tube plates into an upper water chamber, a lower water chamber and a heat exchange passage therebetween. In the heat exchange passage, a plurality of metallic exchanger tubes are arranged parallel to one another, the two ends of which are held by the upper and lower tube plates, respectively. A plurality of metallic fluid flow throttle bodies adjustably contact a lower end surface of the exchanger tubes, these throttle bodies being inserted into the lower mouth of the respective exchanger tube. Each throttle body is provided with a thin bore for throttling the fluid flow, an upper tapered part for insertion into the relevant exchanger tube mouth and a lower cylinder part, the tapered part touching the end face of the exchanger tube with a surface area so that a sealing metal contact is created when the throttle body is inserted into the exchanger tube.

Außerdem beschreibt die Druckschrift DE 43 09 360 A1 einen Heizungswärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit einem Bündel paralleler, verrippter Wärmetauscherrohre, sowie mit mindestens einem Wasserkasten, der einen Rohrboden aufweist, an dem die Enden der Rohre an einem Ende des Bündels jeweils außen und innen mit Presssitz umfasst sind, wobei in den freien Querschnitt des in den Rohrboden ragenden Endes des jeweiligen Rohres jeweils ein Einsatzstück ragt, das jeweils als ein auf das Strömungsverhalten des strömenden Mediums im Rohr einwirkendes Element ausgebildet ist.The publication also describes DE 43 09 360 A1 a heating heat exchanger for motor vehicles with a bundle of parallel, ribbed heat exchanger tubes, as well as with at least one water tank which has a tube base on which the ends of the tubes at one end of the bundle are each outside and inside with a press fit, with the free cross section of the in the end of the respective tube protruding from the tube sheet protrudes in each case an insert piece which is designed as an element which acts on the flow behavior of the flowing medium in the tube.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeübertrager vorzuschlagen, welcher gegenüber bekannten Wärmeübertragern Vorteile aufweist, insbesondere einfach aufgebaut ist und ein zuverlässiges Einstellen des Durchströmungsquerschnitts mittels des Querschnittsverstellelements ermöglicht.It is the object of the invention to propose a heat exchanger which has advantages over known heat exchangers, in particular has a simple structure and enables the flow cross-section to be set reliably by means of the cross-section adjustment element.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Querschnittsverstellelement den Durchströmungsquerschnitt passiv in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz des Mediums über das Querschnittsverstellelement einstellt und zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, sodass es als elastische Düse vorliegt, wobei zumindest einem weiteren der Strömungskanäle ein weiteres Querschnittsverstellelement zur Einstellung des Durchströmungsquerschnitts zugeordnet ist, das ebenfalls als elastische Düse vorliegt und eine Elastizität aufweist, die von der Elastizität der das Querschnittsverstellelement bildenden Düse verschieden ist.According to the invention, this is achieved with a heat exchanger having the features of claim 1. It is provided that the cross-section adjustment element passively adjusts the flow cross-section depending on a pressure difference of the medium via the cross-section adjustment element and consists at least partially of an elastic material so that it is present as an elastic nozzle, with at least one further of the flow channels having a further cross-section adjustment element for adjusting the flow cross-section is assigned, which is also present as an elastic nozzle and has an elasticity that is different from the elasticity of the nozzle forming the cross-section adjustment element.

Es ist also nicht vorgesehen, das Querschnittsverstellelement mittels eines Aktuators aktiv anzusteuern. Vielmehr soll das Querschnittsverstellelement passiv arbeiten und den Durchströmungsquerschnitt selbsttätig in Abhängigkeit des Druckelements des Mediums über das Querschnittsverstellelement einstellen. Unter der Druckdifferenz des Mediums über das Querschnittsverstellelement ist dabei die Differenz des Drucks unmittelbar stromaufwärts des Querschnittsverstellelements zu dem Druck unmittelbar stromabwärts des Querschnittverstellelements zu verstehen. Bei einer kleineren Druckdifferenz stellt das Querschnittsverstellelement einen kleineren Durchströmungsquerschnitt ein als bei einer größeren Druckdifferenz. Anders ausgedrückt vergrößert das Querschnittsverstellelement den Durchströmungsquerschnitt mit größer werdender Druckdifferenz.It is therefore not intended to actively control the cross-section adjustment element by means of an actuator. Rather, the cross-section adjustment element should work passively and automatically adjust the flow cross-section as a function of the pressure element of the medium via the cross-section adjustment element. The pressure difference of the medium across the cross-section adjustment element is to be understood as the difference between the pressure immediately upstream of the cross-section adjustment element and the pressure immediately downstream of the cross-section adjustment element. With a smaller pressure difference, the cross-section adjustment element sets a smaller flow cross-section than with a larger pressure difference. In other words, the cross-section adjustment element increases the flow cross-section as the pressure difference increases.

Vorzugsweise ist das Querschnittsverstellelement dabei derart ausgestaltet, dass sich der Durchströmungsquerschnitt stufenlos mit zunehmender Druckdifferenz vergrößert. Alternativ kann selbstverständlich jedoch auch ein diskretes Einstellen des Durchströmungsquerschnitts vorgesehen sein, in dessen Rahmen das Querschnittsverstellelement lediglich das Einstellen von wenigstens zwei unterschiedlichen Durchströmungsquerschnitten, welche voneinander unterschiedlich und beabstandet sind, ermöglicht.The cross-section adjustment element is preferably designed in such a way that the flow cross-section increases steplessly as the pressure difference increases. Alternatively, however, a discrete setting of the flow cross-section can of course also be provided, within the framework of which the cross-section adjustment element only enables the setting of at least two different flow cross-sections which are different from and spaced apart from one another.

Um ein besonders präzises passives Einstellen des Durchströmungsquerschnitts zu ermöglichen, ist das Querschnittsverstellelement als elastische Düse ausgestaltet. Das Querschnittsverstellelement weist also zumindest zeitweise eine Düsenform auf. Das bedeutet in anderen Worten, dass sich der Durchströmungsquerschnitt des Querschnittverstellelements in Durchströmungsrichtung verändert, vorzugsweise kleiner wird. Im Längsschnitt durch das Querschnittsverstellelement kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass sich der Durchströmungsquerschnitt bei einer Druckdifferenz, welche kleiner ist als eine erste Druckdifferenz, bis auf null verkleinert, sodass das Querschnittsverstellelement auf seiner dem Strömungseinlass zugewandten Seite einen Durchströmungsquerschnitt von größer als null aufweist, welcher sich in Richtung des Strömungsauslasses bis auf null reduziert.In order to enable a particularly precise passive setting of the flow cross-section, the cross-section adjustment element is designed as an elastic nozzle. The cross-section adjustment element thus has a nozzle shape, at least at times. In other words, this means that the flow cross-section of the cross-sectional adjustment element changes, preferably becomes smaller, in the flow direction. In the longitudinal section through the cross-section adjustment element, it can be provided, for example, that the flow cross-section is reduced to zero at a pressure difference which is smaller than a first pressure difference, so that the cross-section adjustment element has a flow cross-section of greater than zero on its side facing the flow inlet, which reduced to zero in the direction of the flow outlet.

Überschreitet dagegen die Druckdifferenz eine zweite Druckdifferenz, welche größer als null ist, so kann es vorgesehen sein, dass sich der Durchströmungsquerschnitt des Querschnittsverstellelements in Strömungsrichtung zwar verkleinert, jedoch in Strömungsrichtung stets einen von null verschiedenen Durchströmungsquerschnitt oder alternativ einen in Durchströmungsrichtung konstanten Strömungsquerschnitt aufweist. In letzterem Fall ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass bei einer Druckdifferenz von größer oder gleich der ersten Druckdifferenz sowie kleiner oder gleich der zweiten Druckdifferenz das Querschnittsverstellelement den sich in Strömungsrichtung verkleinernden Durchströmungsquerschnitt aufweist, also im wesentlichen düsenförmig ist.If, on the other hand, the pressure difference exceeds a second pressure difference, which is greater than zero, it can be provided that the flow cross-section of the cross-section adjustment element decreases in the flow direction, but always has a flow cross-section different from zero in the flow direction, or alternatively a flow cross-section that is constant in the flow direction. In the latter case, it is particularly preferred that in a Pressure difference of greater than or equal to the first pressure difference and less than or equal to the second pressure difference, the cross-section adjustment element has the flow cross-section which decreases in the direction of flow, that is to say is essentially nozzle-shaped.

Unter der Ausgestaltung als elastische Düse ist grundsätzlich zu verstehen, dass das Querschnittsverstellelement wenigstens teilweise aus einem elastischen Material, beispielsweise einem Elastomer, einem Gummi oder dergleichen besteht, und zumindest im Schnitt, insbesondere im Längsschnitt, gesehen, zumindest zeitweise einen sich in Durchströmungsrichtung verkleinernden Durchströmungsquerschnitt aufweist. Dies ermöglicht ein gezieltes Anpassen des Massenstroms des zu temperierenden Mediums durch den Wärmeübertrager in Abhängigkeit von der Druckdifferenz über das Querschnittverstellelement. Die Temperierungsleistung beziehungsweise die Kühlleistung des Wärmeübertragers wird insoweit bedarfsgerecht eingestellt.The design as an elastic nozzle is basically to be understood as meaning that the cross-section adjustment element consists at least partially of an elastic material, for example an elastomer, rubber or the like, and seen at least in section, in particular in longitudinal section, at least temporarily a flow cross-section that decreases in the direction of flow having. This enables a targeted adjustment of the mass flow of the medium to be tempered through the heat exchanger as a function of the pressure difference across the cross-section adjustment element. The temperature control output or the cooling output of the heat exchanger is adjusted as required.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Strömungskanäle von einem weiteren Medium zur Temperierung des Mediums umströmbar sind. Auf das weitere Medium wurde vorstehend bereits hingewiesen. Dieses dient der Temperierung des zu temperierenden Mediums und ist strömungstechnisch von diesem vollständig separiert. Zum Austauschen der Wärme zwischen den Medien sind die Strömungskanäle von dem zu temperierenden Medium durchströmbar und von dem weiteren Medium umströmbar.Another embodiment of the invention provides that the flow channels can be flowed around by a further medium for temperature control of the medium. The further medium has already been referred to above. This serves to control the temperature of the medium to be tempered and is completely separated from it in terms of flow. To exchange the heat between the media, the medium to be tempered can flow through the flow channels and the further medium can flow around them.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Querschnittsverstellelement parallel zueinander verlaufende Klappenelemente aufweist. Die Klappenelemente sind im Längsschnitt gesehen zumindest bereichsweise voneinander beabstandet. Zur Realisierung eines Durchströmungsquerschnitts von null können sei bei bestimmten Massenströmen beziehungsweise Druckdifferenzen des Mediums aneinander anliegen, insbesondere bei einer Druckdifferenz, die kleiner ist als die vorstehend genannte erste Druckdifferenz.Another embodiment of the invention provides that the cross-section adjustment element has flap elements running parallel to one another. The flap elements are at least partially spaced apart from one another when viewed in longitudinal section. In order to achieve a flow cross-section of zero, given mass flows or pressure differences of the medium may be in contact with one another, in particular with a pressure difference that is smaller than the aforementioned first pressure difference.

Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Klappenelemente beidseitig jeweils über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind. An jedem der Klappenelemente liegt also einerseits ein erstes Verbindungselement und andererseits ein zweites Verbindungselement vor. Jedes dieser Verbindungselemente greift einerseits an einem ersten der Klappenelemente und andererseits an einem zweiten der Klappenelemente an, sodass also die Klappenelemente über beide Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Bevorzugt sind die Verbindungselemente und die Klappenelemente einstückig und/oder materialeinheitlich miteinander ausgestaltet, insbesondere bestehen sie aus dem gleichen elastischen Material.A preferred further embodiment of the invention provides that the flap elements are connected to one another on both sides via a connecting element. On each of the flap elements there is therefore on the one hand a first connecting element and on the other hand a second connecting element. Each of these connecting elements engages on the one hand on a first of the flap elements and on the other hand on a second of the flap elements, so that the flap elements are connected to one another via both connecting elements. The connecting elements and the flap elements are preferably designed in one piece and / or made of the same material, in particular they consist of the same elastic material.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verbindungselemente jeweils eine zwischen den Klappenelementen liegende Sollknickstelle aufweisen. Die Verbindungselemente sind zum Abknicken an der Sollknickstelle ausgebildet, insbesondere zum Einknicken in Richtung einer Längsmittelachse des Querschnittsverstellelements. Die Sollknickstelle ist vorzugsweise von beiden Klappenelementen jeweils beabstandet angeordnet, insbesondere liegt sie mittig zwischen ihnen. Die Sollknickstelle kann in Form einer Sollknicklinie vorliegen, welche vorzugsweise parallel zu der Längsmittelachse des Querschnittverstellelements liegt beziehungsweise an jeder Stelle in Durchströmungsrichtung von beiden Klappenelementen denselben Abstand aufweist.Another embodiment of the invention provides that the connecting elements each have a predetermined kink located between the flap elements. The connecting elements are designed to bend at the predetermined kink point, in particular to bend in the direction of a longitudinal center axis of the cross-sectional adjustment element. The predetermined kink is preferably arranged at a distance from both flap elements, in particular it lies centrally between them. The intended kink point can be in the form of a desired kink line, which preferably lies parallel to the longitudinal center axis of the cross-sectional adjustment element or is at the same distance from both flap elements at each point in the direction of flow.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sollknickstellen bei einem Knicken der Verbindungselemente an den Sollknickstellen aufeinander zu verlagerbar sind, sodass bei einem ersten Durchströmungsquerschnitt die Verbindungselemente einen ersten Abstand und bei einem zweiten Durchströmungsquerschnitt einen zweiten Abstand voneinander aufweisen. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass der erste Durchströmungsquerschnitt von dem zweiten Durchströmungsquerschnitt verschieden ist. Dies gilt auch für den ersten Abstand und den zweiten Abstand. Durch das Abknicken der Verbindungselemente funktioniert das die Klappenelement und die Verbindungselemente aufweisende Querschnittsverstellelement nach Art einer Herzklappe.A particularly preferred embodiment of the invention provides that the intended kinks can be displaced towards one another when the connecting elements are bent at the intended kinks, so that the connecting elements have a first distance from one another with a first flow cross section and a second distance from one another with a second flow cross section. For the sake of completeness, it should be pointed out that the first flow cross section is different from the second flow cross section. This also applies to the first distance and the second distance. By kinking the connecting elements, the cross-section adjustment element having the valve element and the connecting elements functions in the manner of a heart valve.

Beispielsweise weist jedes der Verbindungselemente einerseits seiner Sollknickstelle einen ersten Abschnitt und andererseits seiner Sollknickstelle einen zweiten Abschnitt auf. Bei unterschiedlichen Durchströmungsquerschnitten sind nun diese Abschnitte unterschiedlich zueinander angewinkelt. Das bedeutet, dass bei dem ersten Durströmungsquerschnitt ein erster Winkel zwischen den Abschnitten vorliegt und bei dem zweiten Durchströmungsquerschnitt ein zweiter Winkel. Diese beiden Winkel sind voneinander verschieden. Beispielsweise beträgt einer der Winkel bei entsprechend großem Durchströmungsquerschnitt, insbesondere bei maximal möglichem Durchströmungsquerschnitt 180°, sodass also die beiden Abschnitte miteinander fluchten, also in Verlängerung zueinander vorliegen.For example, each of the connecting elements has a first section at its intended kink and a second section at its intended kink. In the case of different flow cross-sections, these sections are now angled differently to one another. This means that there is a first angle between the sections in the case of the first throughflow cross section and a second angle in the case of the second throughflow cross section. These two angles are different from each other. For example, with a correspondingly large flow cross section, in particular with the maximum possible flow cross section, one of the angles is 180 °, so that the two sections are aligned with one another, that is, they are in extension of one another.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verbindungselemente einstückig und/oder materialeinheitlich mit den Klappenelementen ausgestaltet sind. Auf eine derartige Ausgestaltung wurde bereits hingewiesen. Als Material für die Verbindungselemente und die Klappenelemente ist das elastische Material vorgesehen, beispielsweise ein Elastomer, Gummi oder dergleichen.A further development of the invention provides that the connecting elements are designed in one piece and / or with the same material as the flap elements. Such a design has already been pointed out. The material used for the connecting elements and the flap elements is elastic material provided, for example an elastomer, rubber or the like.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Querschnittsverstellelement den gesamten Querschnitt des jeweiligen Strömungskanals übergreift. Dies ist insbesondere der Fall, falls das Querschnittsverstellelement sich auf der Seite des Strömungseinlasses oder Seite des Strömungsauslasses an denjenigen Strömungskanal anschließt. Alternativ kann es selbstverständlich vorgesehen sein, dass das Querschnittsverstellelement in dem Strömungskanal angeordnet ist. Insbesondere in diesem Fall ist es vorgesehen, dass das Querschnittsverstellelement den gesamten Querschnitt des jeweiligen Strömungskanals umgreift.Another embodiment of the invention provides that the cross-section adjustment element overlaps the entire cross-section of the respective flow channel. This is particularly the case if the cross-section adjustment element adjoins that flow channel on the side of the flow inlet or side of the flow outlet. Alternatively, it can of course be provided that the cross-section adjustment element is arranged in the flow channel. In this case, in particular, it is provided that the cross-section adjustment element encompasses the entire cross-section of the respective flow channel.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Strömungskanäle im Querschnitt gesehen rechteckig sind. Die Rechteckform wird realisiert, indem jeder der Strömungskanäle im Querschnitt gesehen von wenigstens vier Rändern eingefasst ist, wobei jeweils zwei der Ränder parallel zueinander angeordnet sind und auf den jeweils anderen beiden senkrecht stehen beziehungsweise mit diesen einen rechten Winkel einschließen. Die Ränder können dabei voneinander beabstandet sein. Es ist also nicht notwendig, dass zueinander angewinkelte Ränder, insbesondere senkrecht aufeinander stehende Ränder, unmittelbar aufeinander stoßen. Vielmehr können diese beabstandet voneinander vorliegen und beispielsweise über einen Bogen, beispielsweise einen Rundbogen beziehungsweise Kreisbogen, miteinander verbunden sein. Die zueinander angewinkelten Ränder des Strömungskanals können unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Alternativ können sie auch dieselben Abmessungen aufweisen, sodass der Strömungskanal im Querschnitt quadratisch ist. Selbstverständlich sind auch andere geometrische Ausgestaltungen der Strömungskanäle realisierbar. Beispielsweise sind die Strömungskanäle im Querschnitt gesehen rund, oval oder mehreckig.Another embodiment of the invention provides that the flow channels are rectangular when viewed in cross section. The rectangular shape is realized in that each of the flow channels is bordered by at least four edges, seen in cross section, two of the edges being arranged parallel to one another and being perpendicular to the other two or enclosing a right angle with them. The edges can be spaced from one another. It is therefore not necessary for edges that are angled to one another, in particular edges that are perpendicular to one another, to come into direct contact with one another. Rather, they can be present at a distance from one another and, for example, be connected to one another via an arc, for example a round arc or circular arc. The edges of the flow channel which are angled towards one another can have different dimensions. Alternatively, they can also have the same dimensions, so that the flow channel is square in cross section. Of course, other geometric configurations of the flow channels can also be implemented. For example, when viewed in cross section, the flow channels are round, oval or polygonal.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest einem weiteren der Strömungskanäle ein weiteres Querschnittsverstellelement zur Einstellung des Durchströmungsquerschnitts zugeordnet ist, welches ebenfalls als elastische Düse vorliegt und eine Elastizität aufweist, die von der Elastizität der das Querschnittsverstellelement bildenden Düse verschieden ist. In anderen Worten weist der Wärmeübertrager mehrere Querschnittsverstellelemente, nämlich zumindest das mindestens eine Querschnittsverstellelement und das wenigstens eine weitere Querschnittsverstellelement auf.According to the invention it is provided that at least one further of the flow channels is assigned a further cross-sectional adjustment element for setting the flow cross-section, which is also present as an elastic nozzle and has an elasticity that is different from the elasticity of the nozzle forming the cross-sectional adjustment element. In other words, the heat exchanger has a plurality of cross-sectional adjustment elements, namely at least the at least one cross-sectional adjustment element and the at least one further cross-sectional adjustment element.

Zumindest einige der mehreren Querschnittsverstellelemente weisen vorzugsweise voneinander verschiedene Elastizitäten auf, sodass sie bei derselben Druckdifferenz unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte einstellen. Es kann also vorgesehen sein, dass bei der ersten Druckdifferenz das Querschnittsverstellelement bereits einen Durchströmungsquerschnitt von größer als null einstellt, während das weitere Querschnittsverstellelement den weiteren Strömungskanal vollständig verschließt, also einen Durchströmungsquerschnitt von null aufweist.At least some of the plurality of cross-sectional adjustment elements preferably have elasticities that differ from one another, so that they set different flow cross-sections with the same pressure difference. It can therefore be provided that at the first pressure difference the cross-section adjustment element already sets a flow cross-section of greater than zero, while the further cross-section adjustment element completely closes the further flow channel, i.e. has a flow cross-section of zero.

Liegt eine Vielzahl von Querschnittsverstellelementen vor, so weisen zueinander unmittelbar benachbarte Querschnittsverstellelemente vorzugsweise voneinander verschiedene Elastizitäten auf. Insbesondere nimmt die Elastizität ausgehend von einem der Querschnittsverstellelemente in eine bestimmte Richtung stetig ab. Besonders bevorzugt ist es hierbei vorgesehen, dass die Querschnittsverstellelemente symmetrisch angeordnet sind. Ein mittig angeordnetes Querschnittsverstellelement weist also eine bestimmte Elastizität auf. An dieses Querschnittsverstellelement schließen sich beidseitig jeweils ein Querschnittsverstellelement, insbesondere jeweils mehrere Querschnittsverstellelemente an. Die Elastizität dieser anschließenden Querschnittsverstellelemente nimmt ausgehend von der Elastizität des mittig angeordneten Querschnittsverstellelements stetig zu oder ab.If there is a multiplicity of cross-sectional adjustment elements, cross-sectional adjustment elements that are directly adjacent to one another preferably have elasticities that differ from one another. In particular, the elasticity decreases steadily in a certain direction starting from one of the cross-section adjustment elements. It is particularly preferred here that the cross-section adjustment elements are arranged symmetrically. A centrally arranged cross-section adjustment element therefore has a certain elasticity. This cross-sectional adjustment element is adjoined on both sides by a cross-sectional adjustment element, in particular a plurality of cross-sectional adjustment elements. The elasticity of these adjoining cross-sectional adjustment elements increases or decreases continuously based on the elasticity of the centrally arranged cross-sectional adjustment element.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt

  • 1 eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Wärmeübertragers, sowie
  • 2-6 Querschnittsverstellelemente des Wärmeübertragers bei unterschiedlichen Druckdifferenzen.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing, without restricting the invention. It shows
  • 1 a schematic representation of a region of a heat exchanger, as well as
  • 2-6 Cross-section adjustment elements of the heat exchanger at different pressure differences.

Die 1 zeigt einen Wärmeübertrager 1 in schematischer Darstellung. Der Wärmeübertrager 1 dient der Temperierung eines zu temperierenden Mediums, welches über einen hier nicht dargestellten Strömungseinlass des Wärmeübertragers 1 zugeführt und an einem Strömungsauslass 2 des Wärmeübertragers 1 entnommen wird.The 1 shows a heat exchanger 1 in a schematic representation. The heat exchanger 1 is used to control the temperature of a medium to be tempered, which flows through a flow inlet of the heat exchanger, not shown here 1 fed and at a flow outlet 2 of the heat exchanger 1 is removed.

Der Strömungseinlass und der Strömungsauslass 2 sind über eine Vielzahl von strömungstechnisch parallel zueinander angeordneten Strömungskanälen 3 miteinander verbunden, von welchen hier lediglich einige beispielhaft angedeutet sind. Die Strömungskanäle 3 liegen in Strömungsrohren 4 vor. In jedem der Strömungskanälen 3 sind bevorzugt (optionale) Oberflächenvergrößerungselemente 5 angeordnet (lediglich beispielhaft gekennzeichnet).The flow inlet and the flow outlet 2 are via a large number of flow channels arranged in parallel to one another in terms of flow technology 3 connected to one another, of which only a few are indicated here by way of example. The flow channels 3 lie in flow tubes 4th in front. In each of the flow channels 3 are preferred (optional) surface enlargement elements 5 arranged (only marked as an example).

Die Strömungskanäle 3 beziehungsweise die Strömungsrohre 4 sind von einem weiteren Medium umströmbar. Hierzu begrenzen die Strömungsrohre 4 miteinander weitere Strömungskanäle 6 für das weitere Medium. Auch in den weiteren Strömungskanälen 6 können Oberflächenvergrößerungselemente angeordnet sein. Diese sind dargestellt, jedoch nicht gesondert gekennzeichnet.The flow channels 3 or the flow tubes 4th another medium can flow around them. To do this, limit the flow tubes 4th with each other further flow channels 6th for the further medium. Also in the other flow channels 6th surface enlarging elements can be arranged. These are shown, but not marked separately.

Wenigstens einem der Strömungskanäle 3 ist ein Querschnittsverstellelement 7 zugeordnet. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind einer Mehrzahl der Strömungskanäle 3 jeweils ein derartiges Querschnittsverstellelement zugeordnet. Beispielsweise sind mehrere unmittelbar zueinander benachbart vorliegende Strömungskanäle 3 jeweils mit einem derartigen Querschnittsverstellelement 7 versehen. Die Querschnittsverstellelemente 7 können insbesondere in diesem Fall einstückig und/oder materialeinheitlich miteinander ausgestaltet sein und/oder gemeinsam an den Strömungskanälen 3 beziehungsweise den Strömungsrohren 4 befestigt sein.At least one of the flow channels 3 is a cross-section adjustment element 7th assigned. In the exemplary embodiment shown here, a plurality of the flow channels are 3 each associated with such a cross-sectional adjustment element. For example, there are several flow channels that are immediately adjacent to one another 3 each with such a cross-sectional adjustment element 7th Mistake. The cross-section adjustment elements 7th can in particular in this case be designed in one piece and / or made of the same material with one another and / or jointly on the flow channels 3 or the flow tubes 4th be attached.

Jedes der Querschnittsverstellelemente 7 ist ausgangsseitig an dem Strömungskanal 3 vorgesehen, also auf seiner dem Strömungsauslass 2 zugewandten Seite. Das Querschnittsverstellelement 7 stellt den Durchströmungsquerschnitt des jeweiligen Strömungskanals 3 passiv in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz des Mediums über das Querschnittsverstellelement 7 ein und ist zudem als elastische Düse ausgestaltet. Nachfolgend wird lediglich auf eines der Querschnittsverstellelemente 7 näher eingegangen. Die Ausführungen sind jedoch auf alle der Querschnittsverstellelemente 7 übertragbar.Each of the cross-section adjustment elements 7th is on the outlet side of the flow channel 3 provided, so on its the flow outlet 2 facing side. The cross-section adjustment element 7th represents the flow cross section of the respective flow channel 3 passive as a function of a pressure difference in the medium across the cross-section adjustment element 7th and is also designed as an elastic nozzle. Only one of the cross-section adjustment elements is referred to below 7th entered into more detail. However, the explanations apply to all of the cross-section adjustment elements 7th transferable.

Das Querschnittsverstellelement weist parallel zueinander verlaufende Klappenelemente 8 und 9 auf. Diese sind über Verbindungselemente 10 und 11 jeweils miteinander verbunden. Jedes der Verbindungselemente 10 und 11 greift also einerseits an dem Klappenelement 8 und an dem Klappenelement 9 an. Die Verbindungselemente 10 und 11 weisen jeweils eine zwischen den Klappenelementen 8 und 9 liegende Sollknickstelle 12 auf. Sie sind derart ausgestaltet, dass sie an der Sollknickstelle 12 in Richtung des jeweils anderen Verbindungselements 11 beziehungsweise 10 einknicken können. Anders ausgedrückt sind die Sollknickstellen 12 bei einem Knicken der Verbindungselemente 10 und 11 an den Sollknickstellen 12 aufeinanderzu verlagerbar. Das Knicken der Verbindungselemente 10 und 11 erfolgt dabei insbesondere derart, dass sie bereichsweise zwischen die Klappenelemente 8 und 9 eingreifen, insbesondere falls das Querschnittsverstellelement 7 einen minimalen Durchströmungsquerschnitt einstellt, insbesondere den Strömungskanal 3 strömungstechnisch vollständig versperrt.The cross-section adjustment element has flap elements running parallel to one another 8th and 9 on. These are via fasteners 10 and 11 each connected to each other. Each of the fasteners 10 and 11 thus engages on the one hand on the flap element 8th and on the flap element 9 at. The fasteners 10 and 11 each have one between the flap elements 8th and 9 lying predetermined kink 12th on. They are designed in such a way that they are at the intended kink 12th in the direction of the other connecting element 11 respectively 10 can buckle. In other words, the intended kinks are 12th if the fasteners buckle 10 and 11 at the intended kinks 12th displaceable towards each other. The buckling of the fasteners 10 and 11 takes place in particular in such a way that it is between the flap elements in areas 8th and 9 intervene, especially if the cross-section adjustment element 7th sets a minimum flow cross-section, in particular the flow channel 3 Completely blocked in terms of flow.

Die hier dargestellten mehreren Querschnittsverstellelemente 7 weisen unterschiedliche Elastizitäten auf. Insbesondere verfügt das zentral vorliegende Querschnittsverstellelement 7 über die geringste Elastizität, wohingegen die Elastizität sich nach außen beidseitig an das Querschnittsverstellelement 7 anschließenden Querschnittsverstellelemente 7 kontinuierlich abnimmt, sodass das am weitesten von dem zentralen Querschnittsverstellelement 7 beabstandeten Querschnittsverstellelement 7 die höchste Elastizität der Querschnittsverstellelemente 7 aufweist. Bevorzugt sind die Elastizitäten der Querschnittsverstellelemente 7 symmetrisch, sodass also die Querschnittsverstellelemente 7 beidseitig des zentralen Querschnittsverstellelements 7 bei gleichem Abstand von diesem auch die gleiche Elastizität aufweisen.The several cross-section adjustment elements shown here 7th have different elasticities. In particular, the centrally present cross-section adjustment element has 7th via the lowest elasticity, whereas the elasticity is outwardly on both sides of the cross-section adjustment element 7th subsequent cross-section adjustment elements 7th continuously decreases, so that the furthest from the central cross-section adjustment element 7th spaced cross-section adjustment element 7th the highest elasticity of the cross-section adjustment elements 7th having. The elasticities of the cross-section adjustment elements are preferred 7th symmetrical, so that the cross-section adjustment elements 7th on both sides of the central cross-section adjustment element 7th at the same distance from this also have the same elasticity.

Die Funktionsweise des Wärmeübertragers 1 wird anhand der 2-6 erläutert. In der 2 ist der Wärmeübertrager für eine Druckdifferenz des Mediums über die Querschnittsverstellelemente 7 dargestellt, welche kleiner ist als eine erste Druckdifferenz. In diesem Fall sind die Querschnittsverstellelemente 7 auf einen minimalen Durchströmungsquerschnitt eingestellt, insbesondere einem Durchströmungsquerschnitt von null. Entsprechend kann das zu temperierende Medium lediglich durch die zu äußerst liegenden Strömungskanäle 3 hindurchströmen.How the heat exchanger works 1 is based on the 2-6 explained. In the 2 is the heat exchanger for a pressure difference in the medium across the cross-section adjustment elements 7th shown, which is smaller than a first pressure difference. In this case, the cross-section adjustment elements 7th set to a minimum flow cross-section, in particular a flow cross-section of zero. Correspondingly, the medium to be tempered can only pass through the flow channels that are too extreme 3 flow through.

Ausgehend von dem in der 2 dargestellten Zustand nimmt die Druckdifferenz nun über die in den 3, 4, 5 und 6 dargestellten Zustände stetig zu, bis in dem in der 6 dargestellten Zustand die Querschnittsverstellelemente 7 vollständig geöffnet sind, wobei die Klappenelemente 8 und 9 vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind, sodass der Durchströmungsquerschnitt der Querschnittsverstellelemente 7 in Durchströmungsrichtung das Medium konstant oder zumindest nahezu konstant bleibt.Based on the one in the 2 the state shown, the pressure difference now increases over the in the 3 , 4th , 5 and 6th states shown steadily until in the 6th the state shown the cross-section adjustment 7th are fully open, the flap members 8th and 9 are preferably arranged parallel to one another, so that the flow cross-section of the cross-sectional adjustment elements 7th in the flow direction the medium remains constant or at least almost constant.

Es ist zu erkennen, dass sich zunächst die äußeren Querschnittsverstellelemente 7 öffnen, also die am weitesten von dem zentralen Querschnittsverstellelement 7 entfernt liegenden Querschnittsverstellelemente 7, weil diese die höchste Elastizität aufweisen. Mit zunehmender Druckdifferenz geben nun die Querschnittsverstellelemente 7 immer mehr der Strömungskanäle 3 frei, bis in dem in der 6 gezeigten Zustand alle Strömungskanäle 3 zur Durchströmung vollständig freigegeben sind.It can be seen that the outer cross-section adjustment elements are first 7th open, so the furthest from the central cross-section adjustment element 7th remote cross-section adjustment elements 7th because they have the highest elasticity. As the pressure difference increases, the cross-section adjustment elements now give 7th more and more of the flow channels 3 free until where in the 6th shown condition of all flow channels 3 are completely released for flow.

Mit einer derartigen Ausgestaltung des Wärmeübertragers 1 kann ein zuverlässiges passives Einstellen eines geeigneten Durchströmungsquerschnitts realisiert werden, welcher von der Druckdifferenz des Mediums abhängig ist. Ein zu starkes Abkühlen des zu temperierenden Mediums wird insoweit vermieden, sodass ein Anfallen von Kondensat in den Strömungskanälen 3 weitgehend verhindert wird. Zudem wird verhindert, dass angefallenes Kondensat schlagartig ausgetragen wird. Somit wird eine Schädigung einer strömungstechnisch an den Wärmeübertrager 1 angeschlossenen Einrichtung vermieden, der das temperierte Fluid zugeführt wird. Die Einrichtung ist beispielsweise als Brennkraftmaschine ausgestaltet.With such a design of the heat exchanger 1 a reliable passive setting of a suitable flow cross-section can be realized, which depends on the pressure difference of the medium. To this extent, excessive cooling of the medium to be tempered is avoided, so that condensate accumulates in the flow channels 3 is largely prevented. It also prevents condensate from being suddenly discharged. This causes damage to the flow to the heat exchanger 1 connected device avoided to which the temperature-controlled fluid is fed. The device is designed, for example, as an internal combustion engine.

Claims (9)

Wärmeübertrager (1) mit einer Vielzahl von strömungstechnisch parallel zueinander angeordneten Strömungskanälen (3) für ein zu temperierendes Medium, die jeweils eingangsseitig an einen Strömungseinlass und ausgangsseitig an einen Strömungsauslass (2) angeschlossen sind, wobei zumindest einem der Strömungskanäle (3) ein Querschnittsverstellelement (7) zur Einstellung des Durchströmungsquerschnitts zugordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsverstellelement (7) den Durchströmungsquerschnitt passiv in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz des Medi- ums über das Querschnittsverstellelement (7) einstellt und zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, sodass es als elastische Düse vorliegt, wobei zumindest einem weiteren der Strömungskanäle (3) ein weiteres Querschnittsverstellelement (7) zur Einstellung des Durchströmungsquerschnitts zugeordnet ist, das ebenfalls als elastische Düse vorliegt und eine Elastizität aufweist, die von der Elastizität der das Querschnittsverstellelement (7) bildenden Düse verschieden ist.Heat exchanger (1) with a plurality of flow channels (3) for a medium to be temperature-controlled, which are arranged fluidically parallel to one another, each of which is connected on the inlet side to a flow inlet and on the outlet side to a flow outlet (2), with at least one of the flow channels (3) having a cross-section adjustment element ( 7) is assigned to set the flow cross-section, characterized in that the cross-section adjustment element (7) adjusts the flow cross-section passively depending on a pressure difference of the medium across the cross-section adjustment element (7) and consists at least partially of an elastic material so that it is elastic Nozzle is present, with at least one further of the flow channels (3) being assigned a further cross-sectional adjustment element (7) for setting the flow cross-section, which is also present as an elastic nozzle and has an elasticity that depends on the elasticity of the Qu cutting adjustment element (7) forming nozzle is different. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (3) von einem weiteren Medium zur Temperierung des Mediums umströmbar sind.Heat exchanger after Claim 1 , characterized in that the flow channels (3) can be flowed around by a further medium for temperature control of the medium. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsverstellelement (7) parallel zueinander laufende Klappenelemente (8, 9) aufweist.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-section adjustment element (7) has flap elements (8, 9) running parallel to one another. Wärmeübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenelemente (8, 9) beidseitig jeweils über ein Verbindungselement (10, 11) miteinander verbunden sind.Heat exchanger after Claim 3 , characterized in that the flap elements (8, 9) are connected to one another on both sides via a connecting element (10, 11). Wärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (10, 11) jeweils eine zwischen den Klappenelementen (8, 9) liegende Sollknickstelle (12) aufweisen.Heat exchanger after Claim 4 , characterized in that the connecting elements (10, 11) each have a predetermined kink (12) located between the flap elements (8, 9). Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollknickstellen (12) bei einem Knicken der Verbindungselemente (10, 11) an den Sollknickstellen (12) aufeinander zu verlagerbar sind, sodass bei einem ersten Durchströmungsquerschnitt die Verbindungselemente (10, 11) einen ersten Abstand und bei einem zweiten Durchströmungsquerschnitt einen zweiten Abstand voneinander aufweisen.Heat exchanger after Claim 5 , characterized in that the predetermined kinks (12) can be displaced towards one another when the connecting elements (10, 11) are bent at the predetermined kinks (12), so that the connecting elements (10, 11) have a first distance in the case of a first flow cross-section and a second distance Have flow cross-section a second distance from one another. Wärmeübertrager nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (10, 11) einstückig und/oder materialeinheitlich mit den Klappenelementen ausgestaltet sind.Heat exchanger after Claim 5 or 6th , characterized in that the connecting elements (10, 11) are designed in one piece and / or made of the same material with the flap elements. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsverstellelement (7) den gesamten Querschnitt des jeweiligen Strömungskanals (3) übergreift.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-section adjustment element (7) overlaps the entire cross-section of the respective flow channel (3). Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (3) im Querschnitt gesehen rechteckig, rund, oval oder mehreckig sind.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the flow channels (3) are rectangular, round, oval or polygonal when viewed in cross section.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3107808A1 (en) * 1981-02-28 1982-09-16 Friedrich Grohe Armaturenfabrik Gmbh & Co, 5870 Hemer Self-cleaning shower head
DE3811852A1 (en) * 1987-08-04 1989-02-16 Toshiba Kawasaki Kk HEAT EXCHANGER
DE4309360A1 (en) * 1993-03-23 1994-09-29 Thermal Waerme Kaelte Klima Heater heat exchanger for motor vehicles
US7445028B1 (en) * 2005-09-26 2008-11-04 General Rubber Corporation Check valves
US20100050997A1 (en) * 2008-07-09 2010-03-04 Frank Huber Intercooler
CA2684248A1 (en) * 2009-11-02 2011-05-02 Elasto-Valve Rubber Products, Inc. I-beam check valve
EP2696433A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-12 Magna E-Car Systems GmbH & Co OG Cooling device for a car batteryDispositif de refroidissement pour une batterie de véhicule
US20150247678A1 (en) * 2014-03-03 2015-09-03 Denso International America, Inc. Heat exchanger with integrated flexible baffle

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3107808A1 (en) * 1981-02-28 1982-09-16 Friedrich Grohe Armaturenfabrik Gmbh & Co, 5870 Hemer Self-cleaning shower head
DE3811852A1 (en) * 1987-08-04 1989-02-16 Toshiba Kawasaki Kk HEAT EXCHANGER
DE4309360A1 (en) * 1993-03-23 1994-09-29 Thermal Waerme Kaelte Klima Heater heat exchanger for motor vehicles
US7445028B1 (en) * 2005-09-26 2008-11-04 General Rubber Corporation Check valves
US20100050997A1 (en) * 2008-07-09 2010-03-04 Frank Huber Intercooler
CA2684248A1 (en) * 2009-11-02 2011-05-02 Elasto-Valve Rubber Products, Inc. I-beam check valve
EP2696433A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-12 Magna E-Car Systems GmbH & Co OG Cooling device for a car batteryDispositif de refroidissement pour une batterie de véhicule
US20150247678A1 (en) * 2014-03-03 2015-09-03 Denso International America, Inc. Heat exchanger with integrated flexible baffle

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