DE2646776A1 - Waermeaustauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, insbesondere einen Radiator, zum Austauschen von Wärme zwischen einem Medium und der Luft, der ein oder mehrere Wärmeaustauscherelemente enthält, die je eine Anzahl in einer Ebene liegender Mediumrohre enthalten, mit denen Wärmeübertragungsmittel, wie .Streifen oder Gaze, in wärmeleitender Verbindung stehen, wobei diese Elemente je eine Dickenabmessung 1 von mindestens 25 nun aufweisen, und wobei der hydraulische Durchmesser d der sich zwischen der Vorder— und der Hinterseito der Elemente erstreckenden Luftkanäle höchstens

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2 mm ist und ~r~ <C 25 ist, wobei die Elemente je einen

Winkel von höchstens 45° mit der relativen Bewegungsrichtung der Luft vor dem Eintritt in den Wärmeaustauscher einschliessen, und wobei jedes der Element auf der Rückseite, in der relativen Bewegungsrichtung der Luft gesehen, mit einer Anzahl wenigstens nahezu paralleler und einen Winkel mit der Rückseite des betreffenden Elements einschliessender Führungsquerwände versehen ist, die die aus dem betreffenden Element heraustretende Luftin ihrer Abführungsrichting leiten .

Ein Wärmeaustauscher der obengenannten Art ist in der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 7.314.930 beschrieben.

Durch die schräge Anordnung der Wärmeaustauscherelemente in bezug auf die zuströmende Luft, die geringe Dicke der Elemente und die sehr feine Struktur, d.h. den kleinen Durchmesser der Kanäle zwischen den Streifen, weisen diese Wärmeaustauscher ein sehr hohes Wärmeaustauschvermögen pro Vorderoberflächeneinheit auf.

Dies hat den Vorteil, dass in jenen Fällen, in denen übliche flache Wärmeaustauscher zu umfangreich werden, derartige Wärmeaustauscher durch ihren gedrängten Aufbau noch gut brauchbar sind.

Ein überraschender Aspekt des Wärmeaus-

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tauschertyps, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist, dass trotz, der sehr engen Durchströmungskanäle für die Luft der Wärmeaustauscher nicht. dLirch sich in der Luft befindende Verunreinigungen, wie Staub, Insekten usw., blockiert wird. Es hat sich herausgestellt, dass diese Verunreinigungen entlang der Oberfläche der schräg angeordneten Wärmeaustauscherelemente abgelenkt werden und im hinteren Teil des Wärmeaustauschers z.B. in eine Auffangrinne gelangen. Dieser Aspekt macht diesen Wärmeaustauschertyp auch besonders geeignet zur Anwendung als Automobilradiator .

Es hat sich herausgestellt, dass, wenn die Führungsquerwände auf der Rückseite fehlen, die Verteilung des Luftstroms über die Wärmeaustauscherelemente nicht gleichmässig ist. Ein unproportional grosser Teil der Luft strömt dann durch den Teil jedes der Elemente, der am weitesten von der Lufteintrittsseite des Wärmeaustauschers entfernt ist'.

Dieser Effekt ist der Tatsache zuzuschreiben, dass die Strömungsrichtung der Luft beim Austritt aus den Elementen grundsätzlich zu der Hauptströmungsrichtung der Luft durch den Wärmeaustauscher nicht parallel ist.

Die direkte Folge der ungleichmässige Durchströraung der Luft durch die Elemente in bezug auf

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eine gleichmässig verteilte Durchs tr ömuiig 1st das Auftreten höherer Ströraungsverluste wegen der ortlieh grösseren Durchströmungs- und Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus den Elementen und wegen der auftretenden Kontraktion. Eine weitere direkte Folge ist eine herabgesetzte Kühlkapazität bei einem gegebenen Temperaturunterschied zwischen dem Medium in den Rohren und der Luft.

Durch das Anbringen von Fuhrungsquerwänden für die Luft auf der Rückseite jedes der Elemente, welche Führungsquerwände sich in der Richtung erstrecken, in der die Luft aus dem Wärmeaustauscher herausströmen kann, wird nun eine gleichmässige Verteilung" des eintreffenden Luftstroms über jedes der Elemente erhalten. Jedes der Elemente wird nun gleichsam von den Führungsquerwänden in eine Anzahl von Segmenten unterteilt, Wegen der Gleichmässigkeit wird nun durch jedes dieser Segmente ein gleicher Teil der Luft hindurchgehen, so dass eine nahezu gleichmässige Verteilung über das ganze Element erhalten wird. Kontraktion des Luftstroms beim Austritt aus den Elementen wird von den Führungsquerwänden völlig beseitigt.

Ein Nachteil dieser Führungsquerwände ist jedoch der, dass die Konstruktion des Wärmeaustauschers verwickelter, aufwendiger und somit kost-

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spieliger geworden ist.

Die Erfindung bezweckt, eine Konstruktion zu schaffen, durch die die vorgenannten Nachteile wenigstens teilweise beseitigt werden. Der Wärmeaustauscher nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jede der Führungsquerwände durch eine Platte mit einer der Länge der genannten Mediunirohre entsprechenden Höhen abnies sung gebildet wird, die auf einer Seite derart abgebogen wird, dass ein rohrförmiger Raum erhalten wird, wobei diese Seite abdichtend' mit der Platte verbunden ist, und wobei das gebildete Rohr als Mediumrohr und der verbleibende Plattenteil als Führungsquerwand dient. Auf diese Weise wird ein Wärmeaustauscher erhalten, bei dem jede der Führungsquerwände mit einem Kühlmediumrohr ein Ganzes bildet. Dadurch wird das Zusammenstellen des Wärmeaustauschers weniger verwickelt.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 einen Teil eines Wärmeaustauschers schematisch in zwei zueinander senkrechten Ansichten, und

Figuren 3 und 4 zwei Möglichkeiten, die Führungsquerwand und das Kühlmediumrohr aus derselben Platte herzustellen,,

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Der Wärmeaustauscher nach Figuren 1 und 2 ist aus einer Anzahl von Elementen 1 aufgebaut, die zickzackförmig angeordnet und auf der Vorderseite bei 2 und auf dei" Rückseite bei 3 luftdicht miteinander verbunden sind. Bei 3 ist die Verbindung durch eine Rinne hergestellt, in die Verunreinigungen aufgefangen werden können.

Jedes der Elemente 1 enthält eine Anzahl in einer Ebene liegender Kühlmediumrohre 4, die sich auf der Unter- bzw. Oberseite einem Sammelkanal 5 bzw. 6 für Kühlmedium anschliessen. Zwischen den Rohren % befinden sich Pakete zickzackweise gefalteter und gegebenenfalls danach komprimierter Streifen 7, die an den Rohren 4 mittels einer Lötverbindung befestigt sind. Diese Streifen 7 bilden eine Matrix von Strömungskanal 8 für die Luft. Der hydraulische Durchmesser d dieser Kanäle ist kleiner als 2 mm, während die Länge der Kanäle, die der Dicke der Elemente 1 entspricht, kleiner als 25 mm ist. In einem praktischen Beispiel war d, = 0,44 mm und 1=4 mm. 1 und d, werden dabei immer derart gewählt, dass ■τ— "^ 25 ist. Auf diese Weise wird eine sehr gute

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Wärmeübertragung erhalten.

In Fig. 1 ist weiter veranschaulicht, dass die Elemente 1 auf der Rückseite mit einer Anzahl von Führungsquerwänden zum Führen der durch die EIe-

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mente 1 hindurchgeströmten Luft versehen sind. Jede dieser Führungsquerwände· ist, wie auch aus den Figuren 3 und ^ ersichtlich ist, zusammen mit einem Kühlmediumrohr k aus einer und derselben Platte hergestellt. Dies erfolgt dadurch, dass eine Platte auf einer Seite derart abgebogen wird, dass ein rohrförmiger Raum gebildet wird, und dass der freie Rand Il entweder durch Uinfalzen (Fig.3) oder durch Schweissen oder Löten (Fig. h) mit der Platte selber verbunden wird. Auf diese Weise wird ein Gebilde eines Kühlmediumrohres h und einer Führungsquerwand 10 erhalten.

Dadurch wird der Aufbau des Wärmeaustauschers erheblich vereinfacht, indem sich die Führungsquerwände und das betreffende damit zusammenhängende Wasserrohr besser hantieren lassen. Die Ausrichtung der Führungsquerwände kann nun bereits während der Herstellung des Gebildes des Wasserrohres und der F-ührungsquerwände samt Rippenpaket erfolgen.

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Claims (1)

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   Patentanspruch; T j

   Wärmeaustauscher, insbesondere Radiator, zum Austauschen von Wärme zwischen einem Medium und der Luft, der ein oder mehrere Wärmeaustauscherelemente enthält, die je eine Anzahl in einer Ebene liegender Mediumrohre enthalten, an denen wärmeleitend Wärmeübertragungsmittel, wie Streifen oder Gaze, befestigt sind, wobei diese Elemente je eine Dickenabmessung 1 von höchstens 25 mm aufweisen, und wobei der hydraulische Durchmesser d der sich zwischen der Vorder- und der Hinterseite der Elemente erstreckenden Luftkanäle höchstens 2 mm und —— -<C 25 ist, wobei die Elemente je einen Winkel von höchstens 45° mit der relativen Bewegungsrichtung der Luft vor dem Eintritt in den Wärmeaustauscher einschliessen, während jedes der Elemente auf der Hinterseite, in der relativen Bewegungsrichtung der Luft gesehen, mit einer Anzahl wenigstens nahezu paralleler und einen Winkel mit der Hinterseite des betreffenden Elements einschliessender Führungsquerwände versehen ist, die die aus dem betreffenden Element heraustretende Luft in ihrer Abführungsrichtung leitet, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Führungsquerwände durch eine Platte mit einer der Länge der genannten Modiurarolirc entsprechenden Hohem Eibmos sung ge-

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   bildet wird, die auf einer Seite derart abgebogen
   wird, dass ein rohrförmiger Raum erlialten wird, wobei diese Seite abdichtend mit der Platte verbunden ist, und wobei das gebildete Rohr als Mediumrohr und der
   verbleibende Plattenteil als Führungsquerwand dient.

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