DE19962861A1 - Wärmeübertager, insbesondere Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Wärmeübertager, insbesondere Ladeluftkühler für KraftfahrzeugeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge, mit zwischen einer Lufteintritts-Sammelkammer und einer Luftaustritts-Sammelkammer (22) angeordneten Flachrohren (18) und diesen zugeordneten Wellrippen (20), wobei die Flachrohrenden (16) in Rohrboden-Öffnungen (14), die jeweils Teil der Lufteintritts- und Luftaustritts-Sammelkammern sind, fixiert gehalten sind. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen solchen Wärmeübertrager derart weiterzubilden, daß die Druckverluste im Bereich der Luftaustritts-Sammelkammer vermindert werden. Um diese Aufgabe zu lösen, ist vorgesehen, daß eine Strömungsleitplatte (26) parallel zum Rohrboden (12) der Luftaustritts-Sammelkammer (22) angeordnet ist, die den Flachrohrenden (16) zugeordnete Öffnungen (28) mit Luftleitelementen (30, 30a) aufweist, die sich in Richtung des Inneren der Luftaustritts-Sammelkammer (22) erstrecken und die Flachrohrenden (16) nach Art eines Diffusors verlängern.
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Ladeluftkühler
für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher Wärmeübertrager ist aus der Druckschrift DE 197 57 034 A1
bekannt und besteht aus zwischen einer Lufteintritts-Sammelkammer und
einer Luftaustritts-Sammelkammer angeordneten Flachrohren und diesen
zugeordneten Wellrippen. Die Flachrohrenden sind dabei von Rohrböden,
die jeweils Teil der Lufteintritts- und Luftaustritts-Sammelkammer sind, fixiert
gehalten. Dabei sind die Flachrohre von der Ladeluft eines Turboladers ei
ner Brennkraftmaschine durchströmt, wohingegen die Wellrippen von Um
gebungsluft umströmt sind. Nachteilig an einem solchen bekannten Wärme
übertrager ist, daß es durch eine turbulente Mischung der aus den Flachroh
renden strömenden Ladeluft mit der nahezu ruhenden oder langsam strö
menden Luft in der Luftaustritts-Sammelkammer zu Druckverlusten kommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der ein
gangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Druckverluste im Be
reich der Luftaustritts-Sammelkammer vermindert werden.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß eine Strömungsleitplatte parallel zum
Rohrboden der Luftaustritts-Sammelkammer angeordnet ist, die den Flach
rohrenden zugeordnete Öffnungen mit Luftleitelementen aufweist, die sich in
Richtung des Inneren der Luftaustritts-Sammelkammer erstrecken und die
Flachrohrenden nach Art eines Diffusors verlängern. Durch diese Verlänge
rung der Flachrohrenden in Form von Diffusorelementen wird die Ladeluft im
Bereich des Austritts aus den Flachrohrenden verzögert, was die anschlie
ßenden Druckverluste während der Mischung mit der ruhenden oder lang
sam strömenden Luft in der Luftaustritts-Sammelkammer deutlich vermin
dert. Dabei ist jedem Flachrohrende ein eigenes Diffusorelement zugeord
net.
In Weiterbildung der Erfindung ist gemäß Anspruch 2 vorgesehen, daß die
Luftleitelemente jeweils benachbarter Öffnungen endseitig verbunden sind.
Durch eine derartige geometrische Gestaltung der Luftleitelemente lassen
sich Strömungsverluste durch abreißende Wirbel, die sich im Endbereich
der Luftleitelemente bilden können, vermindern.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 weisen die Luft
leitelemente eine Ausrichtung in Richtung eines Luftauslasses der Luft
austritts-Sammelkammer auf, indem die Längsachse der Luftleitelemente
gegenüber der Längsachse der Flachrohre geneigt angeordnet ist. Diese
Ausrichtung der Luftleitelemente in Richtung des Luftauslasses ist vor allem
für den Fall von Vorteil, in dem der Luftauslaß nicht zentral, sondern endsei
tig bezüglich der Luftaustritts-Sammelkammer angeordnet ist, so daß die aus
den Flachrohrenden ausströmende Luft durch die Ausrichtung der Luftleite
lemente bereits eine Umlenkung in Richtung des Luftauslasses erfährt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist die Strö
mungsleitplatte aus einem Aluminium- oder Stahlwerkstoff durch trennende
und umformende Bearbeitung oder alternativ dazu gemäß Anspruch 5 aus
einem Kunststoffwerkstoff durch Kunststoffspritzguß hergestellt. Eine Her
stellung der Strömungsleitplatte aus einem Aluminiumblech hat dabei den
Vorteil, daß diese direkt mit dem Rohrboden verlötet werden kann. Demge
genüber hat eine Herstellung der Strömungsleitplatte als Kunststoffspritz
gußteil den Vorteil, daß die Länge die Luftleitelemente nicht - wie bei Um
formung durch ein Blech - auf die halbe Breite der Öffnungen begrenzt ist,
sondern frei bestimmt und den strömungstechnischen Anforderungen opti
mal angepaßt werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben.
Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Rohrboden-Teilbereichs ei
nes Ladeluftkühlers;
Fig. 2 eine räumliche Darstellung des Rohrboden-Teilbereichs;
Fig. 3 eine räumliche Darstellung einer Strömungsleitplatte ge
mäß Fig. 2;
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Luftaustritts-
Sammelkammer des Ladeluftkühlers;
Fig. 8 eine Detailansicht von alternativen Luftleitelementen.
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Rohrboden-Teilbereichs 10, der
Teil eines nicht vollständig dargestellten Ladeluftkühlers ist. Dieser Rohrbo
den-Teilbereich 10 besteht aus einem Rohrboden 12, in dessen Rohrboden-
Öffnungen 14 Flachrohrenden 16 von Flachrohren 18 gehalten sind. Zwi
schen den Flachrohren 18 sind Wellrippen 20 angeordnet, die von Umge
bungsluft umströmt sind und eine Wärmeübertragung zwischen der durch
die Flachrohre 18 strömenden Ladeluft 19 eines Turboladers einer Brenn
kraftmaschine und der Umgebungsluft erlauben.
Auf der in Fig. 1 dargestellten oberen Seite des Rohrbodens 12 ist eine
Luftaustritts-Sammelkammer 22 angeordnet, die durch einen Deckel 24 und
den Rohrboden 12 gebildet ist. Die Ladeluft 19 strömt somit durch eine nicht
dargestellte Lufteintritts-Sammelkammer 22 in den Ladeluftkühler ein, so
dann durch die Flachrohre 18 und von dort aus in die Luftaustritts-
Sammelkammer 22 und verläßt über einen Luftauslaß 32, Fig. 4, den Lade
luftkühler.
Parallel zum Rohrboden 12 ist gemäß der Fig. 1, 2 und 3 auf der der
Luftaustritts-Sammelkammer 22 zugewandten Seite eine Strömungsleitplatte
26 angeordnet. Diese Strömungsleitplatte 26 besitzt Öffnungen 28, wobei
jeweils einem Flachrohrende 16 eine Öffnung 28 zugeordnet ist. Die Strö
mungsleitplatte 26 besitzt jeweils im Bereich der Öffnungen 28 Luftleitele
mente 30, die die Flachrohrenden 16 nach Art eines Diffusors verlängern.
Dadurch wird die Ladeluft 19 im Bereich des Diffusors kontrolliert verzögert,
was Druckverluste während der Mischung mit der langsamer strömenden
Luft in der Luftaustritts-Sammelkammer 22 vermindert. Die Luftleitelemente
30 sind dabei durch Aufbiegen aus der Strömungsleitplatte 26 gebildet, wo
bei die Strömungsleitplatte 26 zunächst durch einen Schnitt geöffnet und
anschließend die Luftleitelemente 30 derart gebogen werden, daß die ge
ringste Breite der Diffusorelemente etwa der Breite der Flachrohrenden 16
entspricht. Durch dieses Aufbiegen ist die Höhe der Luftleitelemente 30 auf
die halbe Breite der Flachrohrenden 16 beschränkt.
Die Strömungsleitplatte 26 gemäß Fig. 1 bis 3 ist aus einem Aluminiumblech
hergestellt. Alternativ dazu kann sie als Kunststoffspritzgußteil ausgeführt
sein, wie dies in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Dadurch läßt sich die
Länge der Luftleitelemente 30a frei bestimmen und kann den strömungs
technischen Anforderungen optimal angepaßt werden, ohne auf die halbe
Breite der Öffnungen, wie bei der Aluminiumausführung, beschränkt zu sein.
Die Luftleitelemente 30b können alternativ auch eine etwa trompetenförmige
Form entsprechend Fig. 5 aufweisen, wobei der Winkel β etwa 20° beträgt.
Die Luftleitelemente 30a sind in Fig. 4 in Richtung des Luftauslasses 32, der
dezentral angeordnet ist, ausgerichtet. Dadurch erfährt die aus den Flach
rohrenden 16 ausströmende Ladeluft 19 bereits eine Umlenkung in Richtung
des Luftauslasses 32, was zu einer weiteren Vergleichmäßigung der Strö
mungsverhältnisse innerhalb der Luftaustritts-Sammelkammer 22 führt.
Claims (8)
1. Wärmeübertrager, insbesondere Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge, mit
zwischen einer Lufteintritts-Sammelkammer und einer Luftaustritts-
Sammelkammer (22) angeordneten Flachrohren (18) und diesen zuge
ordneten Wellrippen (20), wobei die Flachrohrenden (16) in Rohrboden-
Öffnungen (14), die jeweils Teil der Lufteintritts- und Luftaustritts-
Sammelkammern sind, fixiert gehalten sind, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Strömungsleitplatte (26) parallel zum Rohrboden (12) der Luft
austritts-Sammelkammer (22) angeordnet ist, die den Flachrohrenden
(16) zugeordnete Öffnungen (28) mit Luftleitelementen (30, 30a) auf
weist, die sich in Richtung des Inneren der Luftaustritts-Sammelkammer
(22) erstrecken und die Flachrohrenden (16) nach Art eines Diffusors
verlängern.
2. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Luftleitelemente (30, 30a) jeweils benachbarter
Öffnungen (28) endseitig verbunden sind.
3. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Luftleitelemente (30a) eine Ausrichtung in Rich
tung eines Luftauslasses (32) der Luftaustritts-Sammelkammer (22) auf
weisen, indem die Längsachse (34) der Luftleitelemente (30a) gegenüber
der Längsachse (36) der Flachrohre (18) geneigt angeordnet ist.
4. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Strömungsleitplatte (26) aus einem Aluminium
werkstoff durch trennende und umformende Bearbeitung hergestellt ist.
5. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Strömungsleitplatte (26) aus einem Kunststoffwerkstoff
durch Kunststoffspritzguß hergestellt ist.
6. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Luftleitelemente (30, 30a) bereichsweise ge
krümmt sind.
7. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Luftleitelemente (30, 30a) gegenüber den Flach
rohrenden (16) um einen Winkel (α) geneigt sind, der kleiner als 15° ist.
8. Wärmeübertrager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Luftleitelemente (30b) eine etwa trompetenförmi
ge Form aufweisen, wobei der Öffnungswinkel (β) im Endbereich etwa
20° beträgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999162861 DE19962861A1 (de) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Wärmeübertager, insbesondere Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999162861 DE19962861A1 (de) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Wärmeübertager, insbesondere Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19962861A1 true DE19962861A1 (de) | 2001-06-28 |
Family
ID=7934386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1999162861 Withdrawn DE19962861A1 (de) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Wärmeübertager, insbesondere Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
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