DE2306999A1

DE2306999A1 - Waermeuebertrager

Info

Publication number: DE2306999A1
Application number: DE2306999A
Authority: DE
Inventors: Frederick John Hood; Peter Andrew James Scott
Original assignee: Covrad Ltd
Current assignee: Covrad Ltd
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1973-02-10
Publication date: 1973-08-16
Also published as: ZA73943B; IT978955B; GB1414473A; FR2171446A1; FR2171446B1; JPS4892940A

Description

DIPL.-ING. HARRO GRALFS PATENTANWALT

33 BRAUNSCHWEIG

AM BORGERPARK 8 TELEFON (O531) 74798

TELECRAMMANSCHRIFTi PATMARKS

7. Februar 1973 Al/ls - C 1427

Covrad Limited

Sir Henry Parkes Eoal

Ganley, Coventry, Warwickshire/England

Wärmeübertrager

Die Erfindung bßzieiit sich a>if v/ärißeübertx'ager und betrifft insbesondere, jeauc-li nicht aussshließlich, Wärmeübertrager wie sie in den britischen Patentschriften 1 256 228 und 1 264 129 erläutert sind.

Bisher sind bei Wärmeübertragern, die ein Sammelrohr aufweisen, wie es in den britischen Patentschriften 1 256 228 und 1 264 129 beschrieben ist, alle Anschlüsse an dem Ende des Sammelrohres vorgenommen worden.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Konstruktion geschaffen, bei der ein Anschluß der Sammelleitung zwischen den Enden der Saimtalloi^c:^ Tcrgeseh-an werder; kann and der

V <> ί' 4 C 4 i' ü (J 4 U

daher nicht mit der Längsachse der Sammelleitung in einer Richtung liegen muß.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Wärmeübertrager,'· mit dem Wärme von einem innerhalb des Übertragers befindlichen ersten Medium auf ein außerhalb befindliches zweites Medium übertragen wird und der mit einer Mehrzahl von. im wesentlichen parallelen Kanalelementen versehen ist, die durch eine Mehrzahl von rohrförmigen Abstandsgliedern miteinander verbunden sind, die abwechselnd zu den Kanalelementen liegen und sich quer, dazu erstrecken, so daß für das erste Medium eine Sammelleitung gebildet wird, die Anordnung so getroffen, daß ein oder mehrere Abstandsglieder quer zur Längsachse der Sammelleitung angeordnet si. ;d und eine öffnung der Sammelleitung bilden.

Bei einer Ausführungsform erstreckt sich innerhalb der Abstandsglieder ein hohles Sammelrohr, das in seiner Wandung eine oder mehrere öffnungen aufweist, die mit den Kanalelementen und mit der oder jeder Leitungsöffnung in Verbindung stehen.

Man kann einen kompakten Wärmeübertrager erhalten, wenn die Leitungsöffnungen oder die öffnungen innerhalb des Umrisses des Wärmeübertragers - gesehen in Richtung der Strömung des zweiten Mediums ~ liegen und wenn wenigstens eine der Leitung soffnungen in einer Sichtung verläuft, die im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des zweiten Mediums ist,

Zweckmäßigerweise faßt wenigstens eine Verlängerung in ein Anschlußteil ein, das seinerseits so angeordnet ist, daß es einen Verbindungsschlauch oder ein Rohr für das zweite Medium aufnehmen kann. Wünschenswerterweise sind zwei benachbarte Abstandsglieder mit entsprechenden Verlängerungen versehen, die in ein gemeinsames Anschlußteil einfassen.

Die verschiedenen !Teile des Wärmeübertragers können aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, bestehen oder auch, aus Kunststoff material. Insbesondere kann für die Kanalelemente Metallfolie benutzt werden, d.h., ein Metallteil mit einer Dicke von weniger als etwa 0,012" (ca. 0,305 mm). Die Teile können miteinander durch einen Kleber verbunden sein.

Eine vorzugsweise Ausführungsform verwendet eine Mehrzahl von parallelen Kanal element en, die an jedem Ende durch entsprechende Sammelrohre miteinander verbunden sind, wobei jedes Sammelrohr eine Anschlußöffnung für das erste Medium aufweist.

In der nachfolgenden Beschreibung werden einige Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung im einzelnen erläutert.

Fig. 1 zeigt in Umrissen eine zum Teil weggebrochene, zum Teil im Schnitt gezeichnete Ansicht eines Wärmeübertragers, der als Fahrzeugkühler verwendet wird, wobei die Blickrichtung in Richtung des Luftstroms verläuft}

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1$ Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie IH-III der Fig.ij

Fig. 4, 5 und 6 sind Ansichten eines besonderen Abstandsgliedes, wobei die Fig. 5 und 6 jeweils Ansichten in Richtung der Pfeile V bzw. VI der Fig. 4- zeigen;

Fig. 7, 8 und 9 zeigen drei Ansichten eines Anschlußteiles, wobei Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-YIII und Fig. 9 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IX der Fig. 7 darstellen;

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Fig. 10 und 11 zeigen zwei Ansichten eines anderen Anschlußteiles, Fig. 11 ist die Ansicht in Richtung des' Pfeiles XI der Fig. 10$

Fig. 12 und 13 sind zwei Ansichten eines anderen Abstandsgliedes, wobei Fig. 13 · eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XIII der Fig. 12 zeigt;

Fig. 14, 15 und 16 sind drei Ansichten eines weiteren Abstandsgliedes, Fig. I5 bzw. 16 sind hier die Ansichten in Richtung der Pfeile XV bzw. XVI der Fig. 14.

Der in der Zeichnung dargestellte Kühler ist so ausgebildet, daß er Wärme "von einem ersten Medium, dem im Kühler enthaltenen Motorkühlwasser, an ein zweites Medium überträgt, das durch die außerhalb des Kühlers befindliche Luft dargestellt wird. Fig. 1 zeigt den Umriß des Kühlers gesehen in Richtung des Luftstroms. Wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt, besitzt der Kühler eine Anzahl von im wesentlichen parallelen Rohren oder Kanalelementen 10 für Kühlwasser, die an jedem Ende des Kühlers durch rohrförmige Abstandsglieder 11 im Abstand voneinander gehalten werden, die mit den Kanalelementen 10 abwechseln und so an diese angeschlossen sind, daß eine Sammelleitung gebildet wird. An jedem Ende des Kühlers erstreckt sich durch die Gruppe von abwechselnden Kanal elementen 10 und Abstandsgliedern 11 ein Sammelrohr 12, welches damit verbunden ist. Die Rohre oder Kanal elemente 10 stehen mit dem Inneren des Sammelrohres 12 über einen.durchgehenden Schlitz 20 in der Rohrwandung in Verbindung, so daß das Kühlmittel zwischen den Kanalelementen 10 und den Einlaß- und Auslaßanschlüssen über das Sammelrohr 12 strömen kann. Bei diesem Beispiel schließt der Schlitz. 20 etwa einen Winkel von 180° von der Achse des Sammelrohrs gesehen ein, so daß dieses zu einem · halben Rohr.wird. Ein- und Auslaßanschlüsse am Sammelrohr 12

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und somit am Kühler als Ganzem sind in einer besonderen Weise ausgebildet, die weiter unten noch erläutert wird. Zwischen benachbarten Kanalelementen 10 sind Sekundärf lachen 13 angeordnet, die mit den Kanalelementen verbunden sind. Im Betrieb strömt Luft zwischen den Kanalelementen 10 hindurch und streicht über die Sekundärflächen 13· An. den beiden Seiten des Kühlers erstrecken sich Versteifungsteile 14 nach unten, die rechtwinklig zu den Rohren 12 liegen und direkt oder indireicb mit den Abstandsgliedem 11 verbunden sind.

Der in der Zeichnung dargestellte Kühler hat einen im wesentlichen rechteckigen Umriß (gesehen in Strömungsrichtung der Luft); bei bestimmten Einbauten besteht nun die Förde- ~,-rung, daß der Einlaß- oder Auslaßanschluß oder auch beide innerhalb dieses Umrisses liegen sollen.

Das Problem, welches durch diese Forderung auftritt, wird bei der Auslegung eines Sammelrohr-Wärmeübertragers im Gegensatz zu den Wasserkasten-Kühlerbauarten gemäß der Erfindung auf die folgende Weise gelöst: Ein oder mehrere Abetandsglieder 11, vorzugsweise zwei, werden durch spezielle Abstandsglieder 15 ersetzt. Diese Abstandsglieder sind rohrförmig ausgebildet und besitzen Fläahen 16 (Fig. 4 und 5)$ welche an benachbarten Kanalelemenfcen. 10 anliegen und diese im Abstand voneinander halten. Die speziellen Abstandsglieder 15 sind mit seitlichen Verlängerungen versehen, die Kanäle 1? bilden, bei denen die eine Erstreekung dem Durchmesser 18 der Bohrung des rohrförmigen Seils des Abstandsgliedes entspricht und die andere Erstreekung 19 etwas kleiner ist als die Breite des normalen Abstandsgliedes 11.

Wenn mehr als ein Abstandsglied 15 frei einem Anschluß verwendet wird, kann wenigstens eine Seitenfläche des Abstandsgliedes 15 von der Fläche 16 aus mit einem nach außen gerichteten Absatz 21 zu einer Parallelfläche 22 versehen sein,

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so daß benaGhbarte AbStandsglieder 15 aneinander anliegen,,: iind zwar vorzugsweise in der Ebene· der Mittellinie des dazwi seilenliegenden Kanalelementes 10,· Es ist klar, daß für diesen Zweck, wenn mehr als zwei Abstandsglieder 15 bei einem Anschluß verwendet werden, Jedes dieser Abstandsglie^ der, das nicht ein Endglied ist, an beiden Seitenflächen eine solche Stufe 21 aufweisen kann, während, die Endglie?- der nur mit einer Stufe 21 an der innenliegenden Fläche versehen sind. Wenn zwei Glieder verwendet werden, können sie an <ien aneinanderstoßenden Flächen mit dieser Stufe 21 versehen sein, jedoch weisen sie üblicherweise an den äußeren Seitenflächen keine Stufe auf.

Die Flächen 22, wenigstens die an den Außenflächen>der Glieder, also die Flächen, die nicht an einer ent spreche widest Fläche eines weiteren Abstandsgliedes anliegen, sind mit einer abgeschrägten Schulter 23 versehen. Um beim Zusammenbauen ein Auswählen der Abstandsglieder %m vermeiden, können, wenn es gewünscht wird, alle Abstandsglieder 15 auch identisch ausgebildet werden.

Die seitlichen Verlängerungen der Abstandsglieder 15 fassen in ein Änschlußteil 25 ein und sind hiermit verbunden. Dieses Anschlußteil besitzt einen ersten rechtwinkligen Ab-* schnitt 26 (Fig. 2 sowie Fig. 7 ^is 9), in den die Abstandsglieder 15 einfassen, einen mittleren Übergangsteil 27 unoeinen dritten, kreisförmigen Abschnitt 28. Die Abstandsglieder 15 stoßen gegen eine querliegende'Fläche 29 am Ende des ersten Abschnitts, Der dritte Abschnitt kann mit einer Lippe versehen sein, um eine flexible Leitung anbringen zu können. Die Abstandsglieder 15 sind vorzugsweise miteinander, ferner mit dem Anschlußteil 25 und mit den benachbarten Kanalelementen 10 mittels eines ^eigneten Klebers verbunden.

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Das Sammelrohr 12 muß in der Msüie der Abstandsglieder 15 auf etwa 270° seines Umfangs aus;
30 in Fig. 3 veranschaulicht ist.

auf etwa 270° seines Umfangs ausgeschnitten sein, wie es "bei

Die Kanalelemente 10, das Sammelrohr 12 und die Sekundärflächen 15 sind vorzugsweise aus Aluminium, insbesondere aus Aluminiumfolie mit einer Dicke von weniger als etwa 0,012" (ca. 0,305mm) hergestellt. Die Abstandsglieder 11 und 15 können aus Aluminium oder Kunststoff sein.

Fig. 4-, 5 und 6 zeigen die Einzelheiten eines speziellen Abstandsgliedes, das abweichend von dem Abstandsglied I5 der Fig. 1 bis 3 ausgebildet ist, diesem jedoch im wesentlichen ähnelt. Die Fig. 7» 8 und 9 lassen die Einzelheiten eines Anschlußteils erkennen, das anders als das Anschlußteil 25 der Fig. 1 bis 3 ausgebildet ist, diesem jedoch im wesentlichen ähnlich ist.

Ein weiteres Anschlußteil ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt, das aus zwei rohrförmigen Teilen 30 und 31 besteht, die miteinander verschweißt sind.

Bei einem weiteren Abstandsglied, das in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist, sind zwei Hälften 36 und 37 aus gepreßtem Aluminiumblech miteinander an einem Umfangsflansch verschweißt .

Schließlich ist in den Fig. 14 bis 16 noch ein Abstandsglied dargestellt, das aus Kunststoff besteht und eine Reihe von Versteifungsrippen 4-2 aufweist.

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Claims

Patentansprüche:

ι 1 J Wärme übertrager, mit dem Wärme von einem innerhalb des Überträgers befindlichen ersten Medium auf ein außerhalb befindliches zweites Medium übertragen wird, mit einer Mehrzahl von im wesentlichen parallelen Eanalelementen^ die durch eine Mehrzahl von rohrförmigen Abstandsgliedern miteinander verbunden sind, die abwechselnd zu den Kanalelementen liegen und sich quer dazu erstrecken, so daß für das erste Medium eine Sammelleitung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Abstandsglieder (15) <juer zur Längsachse der Sammelleitung angeordnet sind und eine Öffnung der Sammelleitung bilden.

2* Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Abstandsglieder (11, 15) ein hohles Sammelrohr (12) für das erste Medium liegt und eine oder mehrere Öffnungen (20) in seiner Wandung aufweist, die mit den Kanalelementen (10) und mit dem oder jeder Leitungsöffnung in Verbindung stehen.

3· Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Leitungsöffnung innerhalb des Umrisses des Wärmeübertragers, gesehen in Richtung der Strömung des zweiten Mediums, liegt.

4-, Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Leitungsöffnung sich in einer Richtung erstreckt, die im wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des zweiten Mediums verläuft.

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5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Verlängerung in ein Anschlußteil (25) einfaßt, das seinerseits so angeordnet ist, daß es einen Anschlußschlauch oder eine Anschlußleitung für das erste Medium aufnehmen kann.

6. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei "benachbarte Ahstandsglieder (15) mit entsprechenden Verlängerungen versehen sind, die in ein gemeinsames Anschlußteil einfassen.

7. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile des Wärmeübertragers mittels eines Klebers miteinander verbunden sind.

8. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von parallelen Kanalelementen (10), die an jedem Ende durch entsprechende Sammelrohre für das erste Medium miteinander verbunden sind, wobei jedes Sammelrohr eine öffnung für das erste Medium besitzt.

9. Wärmeübertrager nach eicsjj der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, de. S Öxe Sanalelemente (10) aus einer Metall.fol-? hergestel.'' ΐ üind, s.B. aus Aluminiumfolie-

10. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsglieder* (11, 15) aus Kunststoffmaterial hergestellt sind.