DE3208491A1

DE3208491A1 - Haltevorrichtung fuer eine turbulenzenerzeugungseinrichtung in einem rohr eines waermeaustauschers

Info

Publication number: DE3208491A1
Application number: DE19823208491
Authority: DE
Inventors: Patrick 78190 Montigny-le-Bretonnex Cadars
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1981-03-23
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1982-10-14
Also published as: FR2502318B1; US4423769A; IT8220260A0; FR2502318A1; IT1150487B

Description

Haltevorrichtung für eine Turbulenzenerzeugungseinrichtung in einem Rohr eines Wärmeaustauschers

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine Turbulenzerzeugungseinrichtung in einem Fluidzirkulationsrohr eines Wärmeaustauschers, wie eines Kraftfahrzeugkühlers .

Es ist bekannt, Turbulenzerzeugungseinrichtungen in den Rohren eines Wärmeaustauschers anzuordnen, um die Flüssigkeitsströmung in den Rohren turbulent zu machen, so daß auf diese Weise der Wärmeaustausch zwischen der zirkulierenden Flüssigkeit und der Wandung der Rohre verbessert wird. Solche Turbulenzerzeugungseinrichtungen sind dünne Streifen aus Metall oder Kunststoff und weisen Vorsprünge oder spiralförmige Verdrehungen auf.

Man hat bereits schon festgestellt, daß bei gewissen Leistungs- und Temperaturbedingungen die Flüssigkeitsströmung in den Rohren versucht, die Turbulenzerzeugungseinrichtungen in den Rohren herauszuziehen und sie in Richtung zum Austrittsrohr des Wärmeaustauschers mitzunehmen, das durch die Turbulenzerzeugungseinrichtungen möglicherweise mehr oder weniger versperrt wird, oder daß die Turbulenzerzeugungseinrichtungen durch das Austrittsrohr in den an den Wärmeaustauscher angeschlossenen Kreis durch*- gehen.

Auch ist es bekannt, Turbulenzerzeugungseinrichtungen zu verwenden, die in Form eines U gebogen sind, und die zwei

-hf.

etwa geradlinige und parallele Abschnitte haben/ die jeweils in ein Rohr der Rohrbündel des Wärmeaustauschers eingeführt werden. Hierbei ergibt sich aber das gleiche Problem hinsichtlich des Festhaltens der Turbulenzerzeugungseinrichtungen in den Rohren des Bündels.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine einfache, sichere und billige Lösung zur Überwindung dieser Schwierigkeiten zu schaffen, die insbesondere zum Festhalten von Turbulenzerzeugungseinrichtungen bestimmt ist, die in Form eines U gebogen sind.

Hierzu wird eine Haltevorrichtung für Turbulenzerzeugungseinrichtungen in Form eines U in Rohren eines Wärmeaustauschers vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, daß sie Anschläge oder Vorsprünge aufweist/ die beidseitig der Biegungen der Turbulenzerzeugungseinrichtungen derart ausgebildet sind, daß sie die Verschiebung einer Turbulenzerzeugungseinrichtung behindern oder begrenzen, wobei die Turbulenzerzeugungseinrichtung durch eine Verschiebung versucht, über ein Rohr auszutreten, um dann durch das im Rohr zirkulierende Fluid mitgenommen zu werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung hängen diese Anschläge oder Vorsprünge von der Innenfläche eines Wasserkastens herab, in den die Enden der Rohre münden»

Die Erfindung ermöglicht auf einfache und wirtschaftliche Weise ohne die Verwendung eines zusätzlichen Bauteils oder einer zusätzlichen Einrichtung, daß die Turbulenzerzeugungs— einrichtung sicher an Ort und Stelle in den Rohren der Rohrbündel des Wärmeaustauschers festgehalten ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Wärmeaustauschers mit einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Figur 2 eine Vorderansicht des Wärmeaustauschers,

Figur 3 eine Längsschnittansicht durch den oberen Wasserkasten des Wärmeaustauschers nach Figur 2 in Vergrößerung,

Figur 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Figur 3,

Figur 5 eine Längsschnittansicht eines Wasserkastens mit einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

Figur 6 eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI in Figur 5,

Figur 7 eine Längsschnittansicht eines Wasserkastens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

Figur 8 eine Schnittansicht längs der Linie VIII-VIII in Figur 7,

Figur 9 eine Längsschnittansicht einer weiteren abgewandelten Ausführungsform nach der Erfindung, und

Figur 10 eine Schnittansicht längs der Linie X-X in Figur

Zuerst sei auf die Figuren 1 und 2 bezug genommen, die schematisch einen Wärmeaustauscher zeigen, der eine Haltevorrichtung für die Turbulenzerzeugungseinrichtungen nach der Erfindung aufweist.

Dieser Wärmeaustauscher weist ein Bündel 10, das von zwei Reihen von vertikalen Flüssigkeitszirkulationsrohren gebildet wird, die mit Wärmeaustauschrippen 11 verbunden sind, auf. Die Enden 12 der Rohre des Bündels münden in zwei Wasserkästen 13 und 14, die auf übliche Weise auf den Sammelkästen oder Lochplatten 15 des Bündels 10 angebracht sind. Der untere Wasserkasten 14 des Wärmeaustauschers weist das Flüssigkeitseintrittsrohr 16 und der obere Wasserkasten 13 das Flüssigkeitsaustrittsrohr 17 des Wärmeaustauschers auf.Dieser Wärmeaustauscher ist so beschaffen, daß er in I-Form durchströmt wird.

Turbulenzerzeugungseinrichtungen 18, die in ihrem Mittelteil in Form eines U gebogen sind, weisen zwei parallele, etwa gleich lange Abschnitte auf, die jeweils in ein Rohr des Rohrbündels eingeführt sind. Diese Turbulenzerzeugungseinrichtungen können aus Metall oder Kunststoff bestehen und können Vorsprünge oder auf sich selbst in Spiralform derart verdreht sein, daß sie in den Rohren Turbulenzen erzeugen, in denen sie eingesetzt sind.

Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Beispiel befinden sich die in Form eines ü gebogenen Abschnitte der Turbulenzerzeugungseinrichtungen 18 ii oberen Wasserkasten 13, der das Austrittsrohr 17 trägt, und man erkennt, daß die Flüssigkeitsströmung im Wasserkasten die Tendenz hat, die Turbulenzerzeugungseinrichtungen in Richtung auf das Austrittsrohr mitzureißen und sie daher aus den Rohren des Rohrbündels herauszuziehen.

- 3208431

Um dieses Herausreißen zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, den Wasserkasten 13 mit Anschlägen oder Vorsprüngen 19 auszubilden, die beidseitig jeder Turbulenzerzeugungseinrichtung 18 angeordnet .sind und die sich mit.den in Form eines U gebogenen Abschnitten derart überlappen, daß die Verschiebung der Turbulenzerzeugungseinrichtungen aus ihrer genauen Ausgangslage unter der Einwirkung der Flüssigkeitsströmung in dem Wasserkasten in Richtung zum Austrittsrohr 17 verhindert oder begrenzt wird.

Nachstehend wird auf die Figuren 3 und 4 bezug genommen, die eine Ausführungsform nach der Erfindung in detaillierterer Form zeigen.

Der Wasserkasten 20 nach den Figuren 3 und 4 entspricht etwa dem Wasserkaston 13 in den Figuren 1 und 2 und er ist etwa parallelepipedförmig ausgebildet, hat einen abgerundeten Boden oder ein abgerundetes Oberteil 21 und eine offene gegenüberliegende Fläche 22, mittels der der Wasserkasten 20 auf dem Sammelkasten 15 angebracht wird. Vom Oberteil 21 hängt das Flüssigkeitsaustrittsrohr 23 des Wärmeaustauschers herab, das senkrecht zur offenen Fläche 22 ausgerichtet ist.

Von der Innenfläche des Bodens oder des Oberteils 21 des Wasserkastens 20 hängt eine etwa ebene Rippe 24 herab, die in der Mittellängsebene des Wasserkastens 20 ausgebildet ist und deren unterer Rand oder freier Rand 25 mit Einkerbungen versehen ist, d.h. in Richtung der offenen Fläche 22 vorspringende Zacken 26 aufweist. Diese Zacken 26 können trapezförmig - wie in der Zeichnung dargestellt - ausgebildet sein oder auch irgendeine andere geeignete Gestalt haben.

Die Zacken 26 sind derart ausgebildet, daß sie die Biegungen der Turbulenzerzeugungseinrichtungen 18 einfassen, wenn der Wasserkasten 20 auf die Bündel des Wärmeaustauschers montiert ist.

Um den Flüssigkeitsaustritt durch das Austrittsrohr 23 nicht zu behindern, ist die Rippe 24 örtlich, wie bei 27 bezeichnet, unterbrochen, um die Einmündung des Austrittsrohrs 23 in den Innenraum des Wasserkastens 20 zu ermöglichen.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform nach der Erfindung, die für den Anwendungsfall bestimmt ist, daß der Wasserkasten 30 ein Austrittsrohr 31 aufweist, das an einem seiner Längsenden herabhängt und in Richtung der größeren Abmessung des Wasserkastens 30 ausgerichtet ist.

Bei diesem Anwendungsfall ist die Mündungsöffnung des Austrittsrohrs 31 in den Innenraum des Wasserkastens 30 von zwei ebenen Schenkeln 32 und 33 eingefaßt, die in den Innenraum des Wasserkastens vorstehen und sich in Richtung des Endes 34 einer Rippe 35 erstrecken, die vom Boden des Wasserkastens 30 herabhängt und die in der Längsmittelebene des Wasserkastens ausgebildet ist. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform ist der untere freie Rand der Rippe mit Einkerbungen versehen und weist Zacken 36 auf, die in Richtung der offenen Fläche 37 des Wasserkastens vorspringen.

Bei dieser Ausführungsform endet die Rippe 35 in unmittelbarer Nähe der Schenkel oder Vorsprünge 32 und 33, aber sie erstreckt sich nicht bis zur Mündungsöffnung des Austrittsrohrs 31 und behindert somit nicht den Flüssigkeitsaustritt

32Ub

»--40-

durch dieses Rohr.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine weitere abgewandelte Ausführungsform nach der Erfindung, bei der das Austrittsrohr 41 des Wasserkastens 40 senkrecht zur Längsmittelebene des Wasserkastens ausgerichtet ist.

Wie zuvor hängt eine ebene Rippe 42 vom Boden oder vom Oberteil des Wasserkastens herab und erstreckt sich in Richtung der offenen Fläche 43 desselben. Der untere freie Rand dieser Rippe ist mit Einkerbungen versehen und weist vorspringende Zacken 44 auf.

Aus Figur 8 ist ersichtlich, daß das Flüssigkeitsaustrittsrohr 41 teilweise in seinem oberen Mittelbereich zum Inneren des Wasserkastens 40 verlängert ist, wie dies mit 45 angedeutet ist und mit der Längsrippe 42 zusammentrifft. In diesem Bereich bildet der Teil 45 einen geschlossenen zylindrischen Ring 46.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen wird der Wasserkasten von einem Gußstück gebildet, das mit einer mit Einkerbungen versehenen Rippevversehen ist, die zum Halten und Festhalten der Turbulenzerzeugungseinrichtungen dient. Selbstverständlich können zwei parallele Rippen beidseitig der Längsmittelebene des Wasserkastens vorgesehen sein, sowie eventuell Querrippen zwischen den Turbulenzerzeugungseinrichtungen. Die Rippen können auch durch eine Gruppe von Nocken oder Zäckchen ersetzt sein, die zwischen den verschiedenen Turbulenzerzeugungseinrichtungen in Eingriff kommen, wie dies in den Figuren 9 und 10 gezeigt ist.

Bei diesen Figuren weist der Wasserkasten 50 ein Austrittsrohr 51 an einem seiner Enden auf, das parallel zur Längsmittelebene des Wasserkastens ausgerichtet ist.

Die Mündungsöffnung des Rohrs 51 in den Innenraum des Wasserkastens 50 wird von zwei ebenen Schenkeln 52 eingefaßt, die vom oberen Bereich 53 des Wasserkastens herabhängen und die sich parallel zur Längsmittelebene desselben erstrecken. Von diesem oberen Bereich 5 3 hängen auch Nocken oder Päckchen 54 herab, die in einer Reihe in der Längsmittelebene angeordnet sind oder in zwei parallelen Reihen beidseitig dieser Ebene beispielsweise etwa in Verlängerung der Schenkel 52 angeordnet sind.

Lee ί ί e i t

Claims

GRÜNECKER, KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER ' ' PATENTANWÄLTE EUROF'F.AM PATEriT AT ΓΟΡί.ζ /S A GRÜNECKER, οιλ. .r^ DR H. KiNKELDEY, o=l .no DR W.STOCKMAIR, chpl-ihg-.λβ= DR. K. SCHUMANN. ö=l phvs P. H JAKOB, d.h. ing DR G BEZOLD. wpl ixem W. MEISTER. oR-iNG H. HILGERS. dipling DR. H. MEYER-PLATH, d.h.-ing VALEO Societe Anonyme Francaise 64, Avenue de la Grande Armee 75848 Paris Cedex 17 Frankreich 8O0O MÜNCHEN 22 MAXIMIUANSTRASSE 43 PH 17 044 H 09.03.82 -80 Haltevorrichtung für eine Turbulenzenerzeugungseinrichtung in einem Rohr eines Wärmeaustauschers Patentansprüche

1.} Haltevorrichtung für eine Turbulenzerzeugungseinrichtung in einem Fluidzirkulationsrohr eines Wärmeaustauschers, wobei die Turbulenzerzeugungseinrichtung in Form eines ü gebogen ist und zwei etwa parallele Abschnitte aufweist, die jeweils in ein Rohr des Rohrbündels eingeführt sind, dadurch gekennzeich net, daß Anschläge oder Vorsprünge (19, 26, 35, 44, 54} beidseitig der Biegungen der Turbulenzerzeugungseinrichtungen (18) derart ausgebildet sind, daß die Verschiebung einer Turbulenzerzeugungseinrichtung (18) in Richtung des Austrittsendes eines Rohrs (12) infolge der Mitnahme durch das im Rohr (12) zirkulierende Fluid behindert oder begrenzt ist.

TELEFON (0 BQi 32 38 «2

TELEX G5-2938O

TE.LE.GRAMME MQNAPAT*

320843

ο

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anschläge oder Vorsprünge (19, 26, 36, 44, 54) zwischen den Turbulenzerzeugungseinrichtungen (18) erstrecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge oder Vorsprünge (19, 26, 36, 44, 54) von der Innenfläche eines Wasserkastens (13, 20, 30, 40, 50) herabhängen, in den die Enden der Rohre (12) münden.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge oder Vorsprünge (26, 36, 44, 54) einen Teil wenigstens einer mit Einkerbungen versehenen Rippe (24, 35, 42) am Boden des Wasserkastens (20, 30, 40) bilden.

5. Haltevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mit Einkerbungen versehene Rippe (24, 35, 42) in der Längsmittelebene des Wasserkastens (20, 30, 40) über die gesamte Länge desselben hinweg erstreckt.

6. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (24, 35, 42) lokal unterbrochen ist, um die Einmündung eines Austrittsrohrs (23, 31, 41) zu ermöglichen, das in dem Wasserkasten vorgesehen ist.

7. Haltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsrohr (41) zum Innenraum des Wasserkastens (40) etwa senkrecht zur Rippe (42) verlängert ist.

8» Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungs— öffnung des Austrittsrohrs (31) in den Wasserkasten (30) von zwei Schenkeln oder vorspringenden Platten (32) eingefaßt ist.

9. Haltevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge oder Vorsprünge von mehreren Rippen des Bodens des Wasserkastens gebildet werden und daß sich die Rippen parallel zur Längsmittelebene des Wasserkastens und/oder senkrecht zu dieser Ebene erstrecken.

10. Wasserkasten für einen Wärmeaustauscher, der Turbulenzerzeugungseinrichtungen in Form eines U aufweist,

. die in die Rohre des Rohrbündels eingeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.

11. Wärmeaustauscher, wie ein Kraftfahrzeugkühler, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens einen Wasserkasten nach Anspruch 10 aufweist.