DE202008010300U1 - Heat exchanger - Google Patents

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DE202008010300U1 DE200820010300 DE202008010300U DE202008010300U1 DE 202008010300 U1 DE202008010300 U1 DE 202008010300U1 DE 200820010300 DE200820010300 DE 200820010300 DE 202008010300 U DE202008010300 U DE 202008010300U DE 202008010300 U1 DE202008010300 U1 DE 202008010300U1
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Abstract

Wärmeübertrager (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Block (2) mit zumindest einem Rohrelement (3) und zumindest einem Rippenelement (4) aufweist, wobei das zumindest eine Rohrelement (3) jeweils zumindest einen ersten Abschnitt (8) und einen zweiten Abschnitt (9) aufweist, wobei der erste Abschnitt (8) einen größeren Strömungsquerschnitt als der zweite Abschnitt (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Luftdurchströmungsrichtung des Wärmeübertragers (1) der erste Abschnitt (8) an einer Lufteintrittsseite und der zweite Abschnitt (9) an einer Luftaustrittsseite angeordnet ist.Heat exchanger (1), in particular for a motor vehicle, which has a Block (2) with at least one tubular element (3) and at least one Rib element (4), wherein the at least one tube element (3) each at least a first portion (8) and a second Section (9), wherein the first portion (8) has a larger Has flow cross section as the second section (9), characterized in that in an air flow direction the heat exchanger (1) the first section (8) at an air inlet side and the second section (9) at one Air outlet side is arranged.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a heat exchanger with the Features according to the preamble of the claim 1.

Der Wirkungsgrad eines Wärmeübertragers ergibt sich im Wesentlichen aus dem Verhältnis von aufgenommener thermischer Energie auf der kalten Seite zu abgegebener Energie auf der warmen Seite. Ein leistungsfähiger Wärmeübertrager ist in der Lage, den erwärmenden Stoffstrom stark aufzuwärmen und den anderen Stoffstrom stark abzukühlen.Of the Efficiency of a heat exchanger results essentially from the ratio of absorbed thermal Energy on the cold side to released energy on the warm Page. A powerful heat exchanger is able to warm up the warming flow of material and strongly cool the other stream.

Um die Leistungsfähigkeit eines Wärmeübertragers zu verbessern, ist es beispielsweise möglich, dessen Bautiefe zu vergrößern. Bei Vergrößerung der Bautiefe besteht jedoch die Gefahr, dass der luftseitige Druckabfall deutlich zunimmt, wobei die Kühlleistung nur in geringem Maße ansteigt.Around the performance of a heat exchanger To improve, it is possible, for example, its depth to enlarge. At magnification the depth, however, there is a risk that the air side pressure drop increases significantly, the cooling capacity only in small Dimensions increase.

Aus DE 1 922 452 ist ein ringförmiger Kreuzstrom-Wärmetauscher mit flachförmigen Rohren in ringförmiger Anordnung am Umfang eines Radialgeblä ses zur Kühlung eines durch die Rohre fließenden ersten Mediums durch ein gasförmiges, vom Gebläserad gefördertes zweites Medium bekannt. Die flachförmigen Rohre sind in zum Gebläserad konzentrischen Ringreihen in dem Raum, welcher sich in radialer Richtung unmittelbar an das Gebläserad anschließt, fächerartig derart angeordnet, dass sie annähernd axial zur Gebläseachse und ihre Querschnittslängsachsen annähernd parallel zur Strömungsrichtung des vom Gebläserad geförderten Mediums liegen. Ihre Enden münden dabei in Ringkammern ein, die in Seitenwänden gebildet sind und die Verbindung zwischen den einzelnen Rohrreihen herstellen. Durch diese Konfiguration, insbesondere durch die Verlegung des Wärmetauschers in den Bereich, der sich radial unmittelbar an das Gebläserad anschließt, wird erreicht, dass der Wärmetauschervorgang im Gebiet der Umsetzung der Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie des vom Gebläserad geförderten gasförmigen Mediums stattfindet. Dadurch erfolgt die Energieumsetzung unter Ausnutzung des sogenannten Betz-Effektes mit besonders günstigem Wirkungsgrad.Out DE 1 922 452 is an annular cross-flow heat exchanger with flat-shaped tubes in an annular arrangement on the circumference of a Radialgeblä ses for cooling a flowing through the pipes first medium by a gaseous, promoted by the impeller second medium known. The flat-shaped tubes are arranged fan-like in rows concentric to the impeller in the space which adjoins the impeller in the radial direction, that they are approximately axially to the fan axis and their cross-sectional longitudinal axes approximately parallel to the flow direction of the conveyed by the impeller medium. Their ends open into annular chambers, which are formed in side walls and establish the connection between the individual tube rows. By this configuration, in particular by the laying of the heat exchanger in the region which connects radially directly to the impeller, it is achieved that the heat exchange process takes place in the area of the implementation of the speed energy in pressure energy of the gaseous medium conveyed by the impeller. As a result, the energy conversion takes place by utilizing the so-called Betz effect with particularly favorable efficiency.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen von Wärmeübertragern ist jedoch einerseits, dass aufwändige Konstruktionen erforderlich sind, um leistungsstarke Wärmetauscher zu schaffen. Andererseits ist der oben diskutierte erhöhte Druckabfall mit steigender Bautiefe ein unerwünschter Effekt.adversely in the known from the prior art designs of heat exchangers, however, on the one hand, that elaborate designs are required to powerful To create heat exchangers. On the other hand, the one discussed above increased pressure drop with increasing depth an undesirable Effect.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Wärmeübertrager bereitzustellen, welcher den luftseitigen Druckabfall reduziert.The Object of the present invention is therefore a To provide heat exchanger, which the air side Reduced pressure drop.

Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.These Task is through a heat exchanger with the Characteristics solved according to claim 1. advantageous Further developments are defined in the subclaims.

Gemäß der Erfindung wird ein Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen, welcher einen Block mit zumindest einem Rohrelement und zumindest einem Rippenelement aufweist, wobei das zumindest eine Rohrelement jeweils zumindest einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt einen größeren Strömungsquerschnitt als der zweite Abschnitt aufweist. Erfindungsgemäß ist in einer Luftdurchströmungsrichtung des Wärmeübertragers der erste Abschnitt an einer Lufteintrittsseite und der zweite Abschnitt an einer Luftaustrittsseite angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Konfiguration wird bei großen Bautiefen des Wärmeübertragers der luftseitige Druckabfall bei ähnlich hoher Kühlleistung auf einfache Art und Weise reduziert.According to the Invention is a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, provided, which a block having at least one tubular element and at least one rib element, wherein the at least one tubular element in each case at least a first Section and a second section, wherein the first Section a larger flow area as the second section. According to the invention in an air flow direction of the heat exchanger the first section at an air inlet side and the second section arranged on an air outlet side. By the invention Configuration is at large depths of the heat exchanger the air-side pressure drop at a similar high cooling capacity reduced in a simple way.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Block eine Vielzahl von Rohrelementen und Rippenelementen auf, welche in abwechselnder Folge angeordnet sind.According to one preferred embodiment, the block has a plurality of tubular elements and rib elements, which in alternating Sequence are arranged.

Vorzugsweise weist das zumindest eine Rippenelement einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei in der Luftdurchströmungsrichtung des Wärmeübertragers der erste Abschnitt des Rippenelements an der Lufteintrittsseite und der zweite Abschnitt an der Luftaustrittsseite angeordnet ist.Preferably the at least one rib member has a first portion and a second section, wherein in the air flow direction of the heat exchanger, the first portion of the rib member at the air inlet side and the second section at the air outlet side is arranged.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist die Höhe des ersten Abschnitts des Rippenelements kleiner als die Höhe des zweiten Abschnitts des Rippenelements.According to In another embodiment, the height of the first portion of the rib member smaller than the height the second portion of the rib member.

Besonders bevorzugt ist es, wenn in dem Block die Rippenelemente jeweils in ihrem ersten Abschnitt und zweiten Abschnitt entsprechend den Rohrabständen in Querrichtung angepasst sind. Das heißt, die Rippenelemente weisen insbesondere eine geringere Höhe in dem Bereich des ersten Abschnitts mit der größeren Breite des Rohrelements auf, und die Rippenele mente weisen eine größere Höhe in dem Bereich des zweiten Abschnitts mit der geringeren Breite des Rohrelements auf.Especially it is preferred if in the block the rib elements each in their first section and second section corresponding to the pipe distances are adjusted in the transverse direction. That is, the rib elements in particular have a lower height in the area the first section with the larger width of the tubular element, and the Rippenele elements have a larger Height in the area of the second section with the lower Width of the tubular element.

Vorzugsweise weist das zumindest eine Rohrelement einen gestuften Querschnitt auf. Es können eine oder mehrere Stufen in dem Rohrelement vorgäsehen sein, wobei jede Stufe einen weiteren Abschnitt bezüglich des Strömungsquerschnitts in dem Rohrelement definiert. Dabei können die Abschnitte in einem einstückigen Rohrelement integral vorgesehen sein, welches entsprechend ausgestaltet ist, oder es kann für jeden Abschnitt des Rohrelements mit unterschiedlichem Strömungsquerschnitt ein separates Rohrelement verwendet werden, wobei die einzelnen die unterschiedlichen Abschnitte bildenden Rohrelemente dann hintereinander gesetzt angeordnet sind.Preferably, the at least one tubular element has a stepped cross-section. There may be one or more stages in the tube member, each stage defining another portion relative to the flow area in the tube member. In this case, the sections can be integrally provided in a one-piece tubular element, which is designed accordingly, or it can for each section of Rohrele ments with a different flow cross-section, a separate pipe element can be used, wherein the individual pipe elements forming the different sections are then arranged one behind the other.

Vorzugsweise ist das zumindest eine Rohrelement als Flachrohr ausgebildet.Preferably the at least one tubular element is designed as a flat tube.

Darüber hinaus ist vorzugsweise das zumindest eine Rippenelement als Weltrippe ausgebildet.About that In addition, the at least one rib element is preferably a world rib educated.

Der erste Abschnitt des zumindest einen Rohrelements weist eine Innenwand auf, an welcher eine Vielzahl von die Oberfläche der Innenwand vergrößernden und von dieser abragenden Elemente, insbesondere Turbulatoren, vorgesehen ist, welche eine turbulente Strömung in dem ersten Abschnitt verursachen. Somit kann auf einfache Art und Weise in dem ersten Abschnitt mit vergrößertem Strömungsdurchmesser eine turbulente Strömung erzielt werden, um die kühlmittelseitigen Volumenströme in der Tiefe gleichmäßig zu verteilen.Of the first section of the at least one tubular element has an inner wall on, at which a plurality of the surface of the inner wall magnifying and projecting from this elements, in particular Turbulators, provided, which is a turbulent flow in the first section. Thus, in a simple way and manner in the first section with enlarged Flow diameter a turbulent flow be achieved to the coolant side flow rates evenly distributed in depth.

Es ist besonders bevorzugt, wenn die Turbulatoren in der Innenwand des ersten Rohrelements eingeprägt sind. Vorzugsweise sind die abragenden Elemente dabei in Form von sogenannten Winglets ausgebildet, welche mit tels eines Prägeverfahrens in die Innenwand des ersten Rohrelements eingeprägt werden.It is particularly preferred when the turbulators in the inner wall of the first tubular element are embossed. Preferably the projecting elements are formed in the form of so-called winglets, which by means of a stamping process in the inner wall of the be embossed first tubular element.

Vorteilhafterweise ist der zweite Abschnitt des zumindest einen Rohrelements als Glattrohr ausgebildet. Aufgrund des verkleinerten Strömungsquerschnitts ist das zusätzliche Vorsehen von Turbulatoren bzw. Winglets in diesem Abschnitt nicht erforderlich.advantageously, is the second portion of the at least one tubular element as a smooth tube educated. Due to the reduced flow cross section is the additional provision of turbulators or winglets not required in this section.

Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform weist das zumindest eine Rohrelement in dem ersten Abschnitt eine Breite b1 und der zweite Abschnitt eine Breite b2 auf, wobei das Verhältnis der Breite b1 zu b2 in einem Bereich von 1,2 bis 1,7 liegt (1,2 ≤ b1/b2 ≤ 1,7).According to one very particularly preferred embodiment, the at least a tubular element in the first section has a width b1 and the second one Section a width b2, where the ratio of Width b1 to b2 is in a range of 1.2 to 1.7 (1.2 ≦ b1 / b2 ≦ 1.7).

Noch bevorzugter weist das zumindest eine Rohrelement in dem ersten Abschnitt eine Länge l1 und der zweite Abschnitt eine Breite l2 auf, wobei das Verhältnis der Breite l2 zu l1 in einem Bereich von 1,0 bis 2,5 liegt (1 ≤ l2/l1 ≤ 2,5).Yet more preferably, this has at least one tube element in the first section a length l1 and the second section has a width l2, where the ratio of width l2 to l1 is in one range from 1.0 to 2.5 (1 ≤ l2 / l1 ≤ 2.5).

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der erste Abschnitt des Rippenelements mit einer größeren Wanddicke ausgebildet als der zweite Abschnitt des Rippenelements. Hierdurch wird dem Wärmeübertrager an seiner Frontseite eine größere Festigkeit verliehen. Insbesondere wenn der Wärmeübertrager in Nutzfahrzeugen eingesetzt wird, kann die Frontseite hohen Belastungen beispielsweise durch den Einsatz von Druckstrahlgeräten zur Reinigung ausgesetzt werden, deren Druck bis zu 150 bar beträgt. Durch Vorsehen von verstärkten Rippenelementen bzw. durch Vergrößern der Rippendicke in dem ersten Abschnitt, welcher die Frontseite bildet, wird unter Umständen ebenfalls eine verbesserte Druckstrahlbeständigkeit erreicht.at Another preferred embodiment is the first one Section of the ribbed element with a larger one Wall thickness formed as the second portion of the rib member. As a result, the heat exchanger on its front given a greater strength. Especially when the heat exchanger used in commercial vehicles For example, the front can be subject to high loads exposed the use of pressure blasting equipment for cleaning whose pressure is up to 150 bar. By providing of reinforced rib elements or by enlargement the rib thickness in the first section, which is the front side forms under certain circumstances, also improved pressure jet resistance reached.

Weiterhin ist gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform der Block an einer Oberseite und einer Unterseite jeweils mit einem Bodenelement versehen, welches als Anschlussteil zu einem Kühlmittelkasten des Wärmeübertragers dient.Farther is according to yet a preferred embodiment the block on a top and a bottom each with a Bottom element provided, which as a connection part to a coolant box the heat exchanger is used.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:following An embodiment of the invention is with reference to the attached drawing. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines allgemeinen Aufbaus eines Wärmeübertrager gemäß dem Stand der Technik, 1 a perspective view of a general structure of a heat exchanger according to the prior art,

2 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Wärmeübertragers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 a cross-section through a section of a heat exchanger according to an embodiment of the invention.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines allgemeinen Aufbaus eines Wärmeübertragers 1 gemäß dem Stand der Technik. Der Wärmeübertrager 1 weist einen Block 2 auf, welcher aus Rohrelementen 3 in Form von Flachrohren und Rippenelementen 4 in Form von Wellrippen aufgebaut ist, welche abwechselnd angeordnet sind. Die Rohrenden der Flachrohre münden auf gegenüberliegenden Stirnseiten in jeweils einen Sammelkasten, wobei die oberen Rohrenden in einen oberen Wasserkasten 5 und die unteren Rohrenden in einen unteren Wasserkasten 6 münden. Der obere Wasserkasten 5 weist Anschlussstutzen (nicht dargestellt) für Zu- und Rücklauf eines Kühlkreislaufs eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors (nicht gezeigt) auf. Die gegenüberliegenden schmalen Seiten des Blocks 2 sind jeweils mit einem Seitenteil 7 versehen, welches an einem oberen und unteren Endabschnitt mit jeweils einem Bodenelement (nicht gezeigt) in Eingriff steht. 1 shows a perspective view of a general construction of a heat exchanger 1 according to the prior art. The heat exchanger 1 has a block 2 on, which consists of tubular elements 3 in the form of flat tubes and rib elements 4 is constructed in the form of corrugated ribs, which are arranged alternately. The tube ends of the flat tubes open on opposite end faces in each case a collection box, the upper tube ends in an upper water tank 5 and the lower tube ends into a lower plenum box 6 lead. The upper water tank 5 has connecting pieces (not shown) for supply and return of a cooling circuit of a motor vehicle internal combustion engine (not shown). The opposite narrow sides of the block 2 are each with a side panel 7 provided, which is at an upper and lower end portion with a respective bottom element (not shown) in engagement.

2 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Wärmeübertragers 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Ausschnitt stellt einen Abschnitt des Blocks 2 dar, wobei hier lediglich drei Rohrelemente 3 mit zwei dazwischen angeordneten Rippenelementen 4 dargestellt sind. Jedes der Rohrelemente 3 weist einen ersten Abschnitt 8 und einen zweiten Abschnitt 9 auf. Der schwarze Pfeil kennzeichnet die allgemeine Luftdurchströmungsrichtung des Wärmeübertragers 1 bzw. des Blocks 2. Der erste Abschnitt 8 ist an der Lufteintrittsseite der Luftströmung angeordnet, und der zweite Abschnitt 9 ist in Richtung der Tiefe des Wärmeübertragers 1 hinter dem ersten Abschnitt 8 angeordnet und bildet dabei das luftaustrittseitige Ende. Der erste Abschnitt 8 weist einen größeren Strömungsquerschnitt als der zweite Abschnitt 9 auf. Da das Rohrelement als Flachrohr ausgebildet ist, weist es in dem ersten Abschnitt eine Breite b1 und in dem zweiten Abschnitt eine Breite b2 auf. Die Breite des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts sind dabei so gewählt, dass das Verhältnis der Breite des ersten Abschnitts b1 zu der Breite des zweiten Abschnitts b2 in einem Bereich von 1,2 bis 1,7 liegt (1,2 ≤ b1/b2 ≤ 1,7). Weiterhin weist der erste Abschnitt 8 eine Länge l1 und der zweite Abschnitt 9 eine Länge l2 auf. Die Länge des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts sind dabei so gewählt, dass das Verhältnis der Länge des zweiten Abschnitts 12 zu der Länge des ersten Abschnitts l1 in einem Bereich von 1 bis 2,5 liegt (1 ≤ l2/l1 ≤ 2,5). 2 shows a cross section through a section of a heat exchanger 1 according to an embodiment of the invention. The clipping represents a section of the block 2 in which only three pipe elements 3 with two rib elements interposed therebetween 4 are shown. Each of the pipe elements 3 has a first section 8th and a second section 9 on. The black arrow indicates the general air flow direction of the heat exchanger 1 or the block 2 , The first paragraph 8th is located at the air inlet side of the airflow, and the second section 9 is in the direction of the depth of the heat exchanger 1 behind the first section 8th arranged and forms there at the air outlet end. The first paragraph 8th has a larger flow cross-section than the second section 9 on. Since the tube element is designed as a flat tube, it has a width b1 in the first section and a width b2 in the second section. The width of the first portion and the second portion are selected so that the ratio of the width of the first portion b1 to the width of the second portion b2 is in a range of 1.2 to 1.7 (1.2 ≦ b1 / b2 ≤ 1.7). Furthermore, the first section 8th a length l1 and the second section 9 a length l2. The length of the first section and the second section are chosen so that the ratio of the length of the second section 12 to the length of the first section l1 is in a range of 1 to 2.5 (1 ≦ l2 / l1 ≦ 2.5).

Weiterhin sind in dem ersten Abschnitt 8 an einer Innenwand 10 davon abragende Elemente 11 in Form von als Winglets ausgebildete Turbulatoren vorgesehen, welche in dem ersten Abschnitt 8, welcher den größeren Strömungsquerschnitt aufweist, eine ausreichend turbulente Strömung vorsehen. Der zweite Abschnitt 9, welcher den kleineren Strömungsquerschnitt aufweist, ist dagegen als Glattrohr ausgeführt.Furthermore, in the first section 8th on an inner wall 10 offensive elements 11 in the form of designed as winglets turbulators, which in the first section 8th having the larger flow area, provide a sufficiently turbulent flow. The second section 9 , which has the smaller flow cross-section, however, is designed as a smooth tube.

Zwischen den Rohrelementen 8 jeweils angeordnet sind die Rippenelemente 4, welche ebenfalls jeweils einen ersten Abschnitt 12 und einen zweiten Abschnitt 13 aufweisen. Die Höhe h1 der Rippen des Rippenelements 4 in dem ersten Abschnitt 12 ist dabei kleiner als die Höhe h2 der Rippen des Rippenelements 4 in dem zweiten Abschnitt 13. Im Wesentlichen gleichen die Hö hen h1 und h2 der Rippen des ersten und zweiten Abschnitts 12, 13 des Rippenelements 4 die unterschiedliche Breiten b1 und b2 des ersten und zweiten Abschnitts 8, 9 des Rohrelements 3 aus. Die Länge l1 des ersten Abschnitts 8 des Rohrelements 3 ist im Wesentlichen gleich der Länge des ersten Abschnitts 12 des Rippenelements 4. Darüber hinaus ist die Länge l2 des zweiten Abschnitts 9 des Rohrelements 3 im Wesentlichen gleich der Länge des zweiten Abschnitts 13 des Rippenelements 4. Die Rippendicke bzw. die Wanddicke des ersten Abschnitts 12 des Rippenelements 4 ist stärker ausgeführt als die Wanddicke des zweiten Abschnitts 13, so dass die vorne angeordneten Rippen beim Einsatz des Wärmeübertragers 1 in einem Nutzfahrzeug einen Drucksprühtest bestehen können. Der erste und zweite Abschnitt 8, 9 des Rohrelements 3 liegen auf einer gemeinsamen Längsachse. Weiterhin bilden der erste und zweite Abschnitt 8, 9 einen gestuften Strömungsquerschnitt, der sich in Luftströmungsrichtung von der Lufteintrittsseite zu der Luftaustrittseite verringert.Between the pipe elements 8th respectively arranged are the rib elements 4 , which likewise each have a first section 12 and a second section 13 exhibit. The height h1 of the ribs of the rib element 4 in the first section 12 is smaller than the height h2 of the ribs of the rib element 4 in the second section 13 , Essentially, the heights h1 and h2 of the ribs of the first and second sections are the same 12 . 13 of the rib element 4 the different widths b1 and b2 of the first and second sections 8th . 9 of the tubular element 3 out. The length l1 of the first section 8th of the tubular element 3 is substantially equal to the length of the first section 12 of the rib element 4 , In addition, the length is l2 of the second section 9 of the tubular element 3 substantially equal to the length of the second section 13 of the rib element 4 , The rib thickness or the wall thickness of the first section 12 of the rib element 4 is made stronger than the wall thickness of the second section 13 so that the front ribs are arranged when using the heat exchanger 1 in a commercial vehicle can pass a pressure spray test. The first and second sections 8th . 9 of the tubular element 3 lie on a common longitudinal axis. Furthermore, the first and second sections form 8th . 9 a stepped flow area decreasing in the air flow direction from the air inlet side to the air outlet side.

Durch die oben beschriebene Konfiguration eines Wärmeübertragers mit in der Tiefe gestuften Rohrelementen und mit ebenso gestuften Rippenelementen wird auf vorteilhafte Weise ein luftseitiger Druckabfall bei ähnlich hoher Kühlleistung reduziert; weiterhin werden auch thermodynamische Vorteile erzielt.By the configuration of a heat exchanger described above with stepped in the depth pipe elements and with equally graded Rib elements will advantageously be an air side pressure drop reduced at similar high cooling capacity; Farther also thermodynamic advantages are achieved.

11
WärmeübertragerHeat exchanger
22
Blockblock
33
RohrelmentRohrelment
44
Rippenelementrib element
55
oberer Wasserkastenupper cistern
66
unterer Wasserkastenlower cistern
77
Seitenteilside panel
88th
erster Abschnitt des Rohrelementsfirst Section of the tubular element
99
zweiter Abschnitt des Rohrelementssecond Section of the tubular element
1010
Innenwandinner wall
1111
abragendes Element/Turbulatorabragendes Element / turbulator
1212
erster Abschnitt des Rippenelementsfirst Section of the rib element
1313
zweiter Abschnitt des Rippenelementssecond Section of the rib element
b1b1
Breite des ersten Abschnitts des Rohrelementswidth the first portion of the tubular element
b2b2
Breite des zweiten Abschnitts des Rohrelementswidth the second portion of the tubular element
l1l1
Länge des ersten Abschnitts des Rohrelementslength the first portion of the tubular element
l2l2
Länge des zweiten Abschnitts des Rohrelementslength the second portion of the tubular element
h1h1
Höhe des ersten Abschnitts des Rippenelementsheight the first portion of the rib member
h2h2
Höhe des zweiten Abschnitts des Rippenelementsheight the second portion of the rib member

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 1922452 [0004] - DE 1922452 [0004]

Claims (15)

Wärmeübertrager (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Block (2) mit zumindest einem Rohrelement (3) und zumindest einem Rippenelement (4) aufweist, wobei das zumindest eine Rohrelement (3) jeweils zumindest einen ersten Abschnitt (8) und einen zweiten Abschnitt (9) aufweist, wobei der erste Abschnitt (8) einen größeren Strömungsquerschnitt als der zweite Abschnitt (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Luftdurchströmungsrichtung des Wärmeübertragers (1) der erste Abschnitt (8) an einer Lufteintrittsseite und der zweite Abschnitt (9) an einer Luftaustrittsseite angeordnet ist.Heat exchanger ( 1 ), in particular for a motor vehicle, which has a block ( 2 ) with at least one tubular element ( 3 ) and at least one rib element ( 4 ), wherein the at least one tubular element ( 3 ) each at least a first section ( 8th ) and a second section ( 9 ), the first section ( 8th ) has a larger flow cross-section than the second section ( 9 ), characterized in that in an air flow direction of the heat exchanger ( 1 ) the first paragraph ( 8th ) at an air inlet side and the second section ( 9 ) is arranged on an air outlet side. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Block (2) eine Vielzahl von Rohrelementen (3) und Rippenelementen (4) aufweist, welche in abwechselnder Folge angeordnet sind.Heat exchanger ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the block ( 2 ) a plurality of tubular elements ( 3 ) and rib elements ( 4 ), which are arranged in an alternating sequence. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rippenelement (4) einen ersten Abschnitt (12) und einen zweiten Abschnitt (13) aufweist, wobei in der Luftdurchströ mungsrichtung des Wärmeübertragers (1) der erste Abschnitt (12) des Rippenelements (4) an der Lufteintrittsseite und der zweite Abschnitt (13) an der Luftaustrisseite angeordnet ist.Heat exchanger ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the at least one rib element ( 4 ) a first section ( 12 ) and a second section ( 13 ), wherein in the Luftdurchströ flow direction of the heat exchanger ( 1 ) the first paragraph ( 12 ) of the rib element ( 4 ) at the air inlet side and the second section ( 13 ) is arranged on the Luftaustrisseite. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h1) des ersten Abschnitts (12) des Rippenelements (4) kleiner ist als die Höhe (h2) des zweiten Abschnitts (13) des Rippenelements (4).Heat exchanger ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the height (h1) of the first section ( 12 ) of the rib element ( 4 ) is smaller than the height (h2) of the second section ( 13 ) of the rib element ( 4 ). Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Block (2) die Rippenelemente (4) jeweils in ihrem ersten Abschnitt (12) und zweiten Abschnitt (13) entsprechend den Rohrabständen in Querrichtung angepasst sind.Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that in the block ( 2 ) the rib elements ( 4 ) in each case in their first section ( 12 ) and second section ( 13 ) are adapted according to the pipe distances in the transverse direction. Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rohrelement (3) einen gestuften Querschnitt aufweist.Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the at least one pipe element ( 3 ) has a stepped cross-section. Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rohrelement (3) als Flachrohr ausgebildet ist.Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the at least one tubular element ( 3 ) is designed as a flat tube. Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rippenelement (4) als Wellrippe ausgebildet ist.Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the at least one rib element ( 4 ) is designed as a corrugated fin. Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (8) des zumindest einen Rohrelements (3) eine Innenwand (10) aufweist, an welcher eine Vielzahl von die Oberfläche der Innenwand (10) vergrößernden und von dieser abragenden Elemente (11), insbesondere Turbulatoren, vorgesehen ist, welche eine turbulente Strömung in dem ersten Abschnitt (8) verursachen.Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the first section ( 8th ) of the at least one tubular element ( 3 ) an inner wall ( 10 ), at which a plurality of the surface of the inner wall ( 10 ) enlarging and projecting elements ( 11 ), in particular turbulators, is provided which a turbulent flow in the first section ( 8th ). Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulatoren in der Innenwand (10) des ersten Rohrelements (3) eingeprägt sind.Heat exchanger ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the turbulators in the inner wall ( 10 ) of the first tubular element ( 3 ) are imprinted. Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (9) des zumindest einen Rohrelements (3) als Glattrohr ausgebildet ist.Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the second section ( 9 ) of the at least one tubular element ( 3 ) is designed as a smooth tube. Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rohrelement (3) in dem ersten Abschnitt (8) eine Breite b1 und der zweite Abschnitt (9) eine Breite b2 aufweist, wobei das Verhältnis der Breite b1 zu b2 in einem Bereich von 1,2 bis 1,7 liegt.Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the at least one pipe element ( 3 ) in the first section ( 8th ) a width b1 and the second section ( 9 ) has a width b2, wherein the ratio of the width b1 to b2 is in a range of 1.2 to 1.7. Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rohrelement (3) in dem ersten Abschnitt (8) eine Länge l1 und der zweite Abschnitt (9) eine Breite l2 aufweist, wobei das Verhältnis der Breite l2 zu l1 in einem Bereich von 1,0 bis 2,5 liegt.Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the at least one pipe element ( 3 ) in the first section ( 8th ) a length l1 and the second section ( 9 ) has a width l2, wherein the ratio of the width l2 to l1 is in a range of 1.0 to 2.5. Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (12) des Rippenelements (4) mit einer größeren Wanddicke ausgebildet ist als der zweite Abschnitt (13) des Rippenelements (4).Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the first section ( 12 ) of the rib element ( 4 ) is formed with a larger wall thickness than the second section ( 13 ) of the rib element ( 4 ). Wärmeübertrager (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Block (2) an einer Oberseite und einer Unterseite jeweils mit einem Bodenelement versehen ist, welches als Anschlussteil zu einem Kühlmittelkasten des Wärmeübertragers (1) dient.Heat exchanger ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the block ( 2 ) is provided on an upper side and a lower side in each case with a bottom element which serves as a connection part to a coolant box of the heat exchanger ( 1 ) serves.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009043153A1 (en) * 2009-09-26 2011-04-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Motor vehicle radiator, has set of pipes running with smooth flow surface and contoured flow surface between inlet and outlet, and cooling lamellas or cooling fins positioned between pipes, where coolant flow through pipes

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1922452A1 (en) 1968-06-25 1970-01-08 Saurer Ag Adolph Ring-shaped cross-flow heat exchanger

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