DE3321456A1 - Durchwirbeleinrichtung fuer einen ein rohrbuendel aufweisenden waermetauscher und waermetauscher mit solchen durchwirbeleinrichtungen - Google Patents

Durchwirbeleinrichtung fuer einen ein rohrbuendel aufweisenden waermetauscher und waermetauscher mit solchen durchwirbeleinrichtungen

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DE3321456A1
DE3321456A1 DE3321456A DE3321456A DE3321456A1 DE 3321456 A1 DE3321456 A1 DE 3321456A1 DE 3321456 A DE3321456 A DE 3321456A DE 3321456 A DE3321456 A DE 3321456A DE 3321456 A1 DE3321456 A1 DE 3321456A1
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation

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Description

Durchwirbeleinrichtung für einen ein Rohrbündel aufweisenden Wärmetauscher und Wärmetauscher mit solchen Durchwirbeleinrichtungen.
Beschreibun
Die Erfindung betrifft eine Durchwirbeleinrichtung, welche dazu bestimmt ist, in einem Strömungsrohr für ein Fluid angeordnet zu werden, um dort die Bildung von Wirbeln zu erhöhen oder zu begünstigen, und insbesondere, wenn das Rohteil des Bündels eines Wärmetauschers von der Art ist,
welcher in einem Kraftfahrzeug verwandt wird;ferner betrifft die Erfindung ebenfalls Wärmetauscher, deren Fohre mit solchen Durchwirbeleinrichtungen versehen sind.
Es ist bereits bekannt, Durchwirbeleinrichtungen in cen Rohren eines Wärmetauschers anzuordnen in denen ein Fluid strömt, um den Wirkungsgrad des Wärraetauschers-durch c ie Bildung von Wirbein in der Fluidströmung in den Rohrer zu erhöhen.
Bisher sind die Durchwirbeleinrichtungen häufig^ als rechteckige Bänder sehr langer und sehr dünner Form aus einem formbaren Metall wie Aluminium ausgebildet, welches auf beiden Seiten Vorsprünge aufweist, die durch Einschni".te in das Band gebildet sind. Man hat jedenfalls festgestellt, daß diese Durchwirbeleinrichtungen verbogen und nur s :hlech1 in die Rohre eingebracht werden können, insbesondere _n Rohre mit einem länglichen oder ovalen Querschnitt, WDbei der Grund hierfür darin besteht, daß die die DurchwirDeI-einrichtung bildenden Bänder dünn sind und daß Vorspränge auf beiden Seiten der Bänder vorhanden sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden, und es wird deshalb eine Durchwirbeleinrichtung vorgeschlagen, die in einem Strömungsrohr eines Fluids angeordnet werden kann und dadurch gekennzeichnet ° ist, daß sie zwei parallele Längsstangen umfaßt, die miteinander über Streben verbunden sind, welche zu der Mittelebene in Längsrichtung, welche durch die Achsen der parallen Längsstangen definiert ist, senkrechte Vorsprünge bilden, wobei sich die Streben schräg zwischen den Längsstangen erstrecken und zwischen ihnen eine Zick-Zack-Linie bilden.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Durchwirbeleinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß ihre zwei Längskanten
von zwei parallelen Längsstangen gebildet sind, zwischen denen sich Streben erstrecken, welche zu der Mittelebene in Längsrichtung, welche durch die Achsen der Längsstangen festgelegt ist, senkrechte Vorsprünge bilden.
Vorteilhafterweise wird die Durchwirbeleinrichtung nach der Erfindung als ein einziges Stück durch Spritzgießen von Kunststoff hergestellt.
Die Durchwirbeleinrichtung nach der Erfindung ist im
wesentlichen in ihrer Mittelebene in Längsrichtung unver-
formbar und ausreichend wenig verformbar gegenüber Biegungen senkrecht zu dieser Ebene, so daß die Durchwirbeleinrichtung sehr einfach durch Schieben in ein Rohr eingeführt und verschoben werden kann, in dessen Innerem sie angeordnet wer-30
den soll.
Ferner weist die Durchwirbeleinrichtung keine Vorsprünge auf, die über ihre Längsränder in der vorgenannten Mittelebene in Längsrichtung hervorstehen, da sich nämlich die 35
• *
Streben lediglich zwischen den Längsstangen erstrecken, was zusätzlich das Einführen und Positionieren der Durchwirbeleinrichtung in einem Rohr erleichtert.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind die zwe: parallelen Längsstangen der Durchwirbeleinrichtung an ihren Enden über Querstangen verbunden. Diese Maßnahme erleichtert zusätzlich das Einführen der Durchwirbeleinrichtung in ein Rohr.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Vorsprünge, welche von den Streben senkrecht zu der Mittelebene in Längsrichtung der Durchwirbeleinrichtung gebildet werden, im mittleren Bereich der Streben höher ils
an ihren Enden. Auf diese Weise stellt man eine sehr gate Führung der Durchwirbeleinrichtung beim Einführen in ein Rohr mit länglichem oder ovalem Querschnitt sowie eine Verringerung der Ladungsverluste und eine Führung des
in dem Rohr strömenden Fluids, sicher. 20
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Aufsichtsdarstellung im.größeren Maßstab einer Durchwirbeleinrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung längs der Linie ΙΙΙ-ΙΓ in Fig. 1,
Fig. U eine Darstellung im größeren Maßstab eines Tei.s 35
einer Durchwirbeleinrichtung in der mit dem Pf^i IV angegebenen Richtung, und
Fig. 5 eine Endansicht der in einem Rohr mit ovalem
Querschnitt angeordneten Durchwirbeleinrichtung.
Die in den Figuren dargestellte Durchwirbeleinrichtung 10 ^ besteht aus einem Kunststoff wie Polypropylen, welches gegebenenfalls mit Glasfasern, Talk oder einem anderen Material beladen ist ,und wird als ein einziges Stück durch Spritzgießen erhalten.
Die Durchwirbeleinrichtung umfaßt im wesentlichen zwei parallele Längsstangen 12 und 14, welche geradlinig sind und beispielsweise einen über im wesentlichen ihre gesamte Länge kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Diese Längsstangen sind miteinander an ihren Enden durch zwei geradlinige Querstangen 16 und 18 verbunden, die beispielsweise einen länglichen Querschnitt aufweisen, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, wobei die größere Abmessung dieses Querschnittes parallel zur Strömungsrichtung des Fluids am Einlaß und Auslaß des Rohres verläuft. Diese Quer-
stangen 16 und 18 sind etwas kürzer als der Abstand zwischen den Längsstangen 12 und 14 und sind mit den schrägen Endabschnitten 20 der Längsstangen verbunden, welche gewissermaßen Abfasungen bilden, die das Einführen der Durchwirbeleinrichtung 10 in das Rohr erleichtern.
Die Längsstangen 12 und 14 sind ebenfalls miteinander über Streben 22 und 24 verbunden, die sich beispielsweise unter ungefähr 45° schräg verlaufend zwischen den Längsstangen 12 und 14 erstrecken und zwischen diesen Stangen eine geknickte Linie im wesentlichen in Zick-Zack-Form bilden.
Die Streben 22 und 24 bilden in bezug auf die Mittelebene
26 in Längsrichtung,die durch die Achsen der Längsstangen 12 und 35
festgelegt ist, Vorsprünge, welche abwechselnd oberhalb
332U56
und unterhalb dieser Ebene liegen, wobei die Streben 22 in Fig. 1 oberhalb der Zeichenebene sind, während die Streben 24 unterhalb dieser Ebene sind.
Die Streben sind mit den Längsstangen 12 und 14 durch Endabschnitte 28 verbunden, welche parallel zu diesen Stangen verlaufen und daher einen Winkel von ungefähr 135° mit dem Mittelabschnitt der entsprechenden Strebe bilden. Die Dicke dieser Endabschnitte 28 nimmt fortlaufend (Fig. *) bis auf im wesentlichen Null ab, und die Endabschnitte sind im wesentlichen paarweise an der gleichen Längsstange 12 oder 14 von beiden Seiten der Mittelebene 26 her einander überlagert. Diese Maßnahme erleichtert das Fliegen des Kunststoffes beim Formen der Durchwirbeleinrichtung.
Wenigstens gewisse der Streben, beispielsweise die Streben 22, weisen im wesentlichen in ihrer Mitte einen zylinderförmigen Vorsprung 30 auf, dessen Achse senkrecht zur Mittelebene 26 verläuft und dessen Durchmesser gleich
oder etwas größer als die Querabmessung der Strebe in der Ebene der Fig. 1 ist. Diese Vorsprünge erleichtern das Fließen des Kunststoffes von einem Ende zum Andere ι der Streben beim Gießen der Durchwirbeleinrichtung uid sie bilden ferner Stützflächen, gegen die die Auswurf-
finger beim Ausformen der Durchwirbeleinrichtung dröckan können.
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, können die anderen Streten
24 gegebenenfalls ähnliche, zylinderförmige Vorsprünge 30
32 aufweisen.
V/enigstens eine der Längsstangen beispielsweise die Längsstange 14, weist zwischen ihren Enden einen oder mehrere
gegenüber der anderen Längsstange 12 zurückgenommene Be-35
reiche 34 auf, wobei dieser Bereich oder diese Bereiche
JO'OO 332H5S
p4o
34 den Einspritzpunkten für den Kunststoff beim Gießen der Durchwirbeleinrichtung entsprechen. Somit, wenn sich ein Gußansatz von Kunststoff an einem Einspritzpunkt beim
Spritzgießen der Durchwirbeleinrichtung bildet, stellt 5
dieser Gußansatz keinen Vorsprung in bezug auf den übrigen Teil der Längsstange 14 dar und stört nicht beim Einführen der Durchwirbeleinrichtung in ein Rohr.
Die von den Streben 22 und 24 auf beiden Seiten der Mittelebene 26 gebildeten Vorsprünge haben eine Abmessung (senkrecht zur Ebene 26), die in ihrem Mittenbereich größer als in der Nähe ihrer Befestigungsenden an den Längsstangen 12 und 14 (Fig. 3 und 5) ist. Die höchsten Bereiche dieser
Vorsprünge sind leicht konvex.
15
Eine Durchwirbeleinrichtung nach der Erfindung dient insbesondere dazu, in ein geradliniges Rohr 35 mit kreisförmigem oder länglichem, beispielsweise ovalem Querschnitt eingeführt zu werden.
Die Durchwirbeleinrichtung wird im Inneren des Rohres 35 mit einem relativ kleinen Spiel einerseits zwischen den Längsstangen 12 und 14 und der Innenfläche des Rohres und
andererseits zwischen den höchsten Bereichen der Vorsprünge 25
der Streben und dieser Innenfläche angeordnet. Die höchsten Vorsprungsstellen, die von den Mittelabschnitten der Streben gebildet sind, sind an den Enden dieser Streben über weniger hohe Abschnitte verbunden, wodurch zusammen mit
der Innenfläche des Rohres 35 Räume 36 für den bevorzugten 30
Durchtritt des in dem Rohr 35 strömenden Fluids freigelassen werden. Dieses Fluid strömt daher im Rohrinneren mit einer schraubenförmigen Strömung in bezug auf die Längsachse des Rohres.
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Die Länge der in einem Rohr 35 angeordneten Durchwirbeleinrichtung 10 ist kleiner als die Länge des Rohres.
Im allgemeinen sind die Enden eines Rohres 35 mit länglichem Querschnitt so ausgebildet, daß sie einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, dessen Durchmesser kleiner als die größte Querabmessung des länglichen Querschnittes des Rohres ist- Diese zylinderförmigen Enden der Rohre können somit leichter dicht in den zylinderförmigen 1^ Öffnungen mit kreisförmigem Querschnitt einer Rohrplatte oder eines Kollektors befestigt werden und bilden ebenfalls Anschläge, die verhindern, daß die Durchwirbeleinrichtung das Rohr verläßt. Die Querstangen an den Enden und die schrägen Abschnitte 20 unterstützen, daß die Durchwirbeleinrichtung sicher in dem Rohr zurückgehalten wird.
Eine Durchwirbeleinrichtung nach der Erfindung kann in ein Rohr viel einfacher als eine Durchwirbeleinrichtung nach dem Stand der Technik aufgrund ihrer Steifigkeit
eingeführt werden. Aus dem gleichen Grund bewirkt die Strömung eines Fluids in dem Rohr nicht, daß die Durchwirbeleinrichtung das Rohr verläßt.
Leerseite

Claims (1)

  1. ie « ι
    GRUNECKER. KlNKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER
    3321A58
    PATENTANWÄLTE
    A GRUNECKER. λ .-λ CW H KINKELD6Y. ο«, -
    DR W. STOCKMAlR. £>«l·
    DR K SCHUMANN. ο*ι-*
    P H JAKOB. ο»\. -<i
    CW G BEZOLO o»l· o**l
    W MEISTER, o-v. ~G
    H HIUGERS. ο«. «1
    CW H MEYEFI-R-ATH o»
    PH 18 053-46/L
    VALEO Societe Anonyme francaise 64, avenue de la Grande-Armee 75017 PARIS, Frankreich
    Durchwirbeleinrichtung für einen ein Rohrbündel aufweisenden Wärmetauscher und Wärmetauscher mit solchen Durchwirbeleinrichtungen
    Patentansprüche
    1-) Durchwirbeleinrichtung, die in einem Strömungsrohr "ur ein Fluid anzuordnen ist, um die Durchwirbelung der
    30 Fluidströmung im Rohrinneren zu erhöhen, insbesondere für einen Wärmetauscher mit einem Rohrbündel für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchwirbeleinrichtung zwei parallele Längsstangen (12,14) umfaßt, die miteinander über Streben (22,24) vur-
    35 bunden sind, welche zu der Mittelebene (26) in Längsrichtung, welche durch die Achsen der Längsstangen (12,14)
    332U56
    festgelegt ist, senkrechte Vorsprünge bilden, wobei sich diese Stege schräg zwischen den Längsstangen erstrecken und zwischen diesen eine Zick-Zack-Linie bilden.
    ^ 2. Durchwirbeleinrichtung, die in einem Strömungsrohr
    für ein Fluid anzuordnen ist, um die Durchwirbelung der . Fluidströmung im Rohrinneren zu erhöhen, insbesondere für einen Wärmetauscher mit einem Rohrbündel für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet , daß die *^ zwei Längsränder der Durchwirbeleinrichtung von zwei parallelen Längsstangen (12,14) gebildet sind, zwischen denen sich Streben (22,24) erstrecken, die zu der Mittelebene (26) in Längsrichtung, welche durch die Achsen der Längsstangen (12,14) festgelegt ist, senkrechte Vor-
    Sprünge bilden.
    3. Durchwirbeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet , daß sich die Streben (22,24) schräg zwischen den Längsstangen (12,14) erstrecken und
    zwischen diesen Stangen eine Zick-Zack-Linie bilden.
    4. Durchwirbeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die aufeinanderfolgenden Streben (22,24) abwechselnd auf bei-
    den Seiten der Mittelebene (26) in Längsrichtung der Durchwirbeleinrichtung (10) Vorsprünge bilden.
    5. Durchwirbeleinrichtung nach einem der vorhergehenden
    Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß 30
    die von den Streben (22,24)' in bezug auf die Mittelebene
    (26) in-Längsrichtung gebildeten Vorsprünge in Mittelbereich der Streben höher als an ihren Enden sind.
    6. Durchwirbeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35
    dadurch gekennzeichnet , daß die zwei Längsstangen (12,14) an ihren Enden durch Querstangen (16,18) verbunden sind.
    7- Durchwirbeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet , daß die Querstangen (16,18) an den Enden einen Querschnitt mit langgestreckter Form, beispielweise mit länglicher Form aufweisen, dessen größere Abmessung parallel zu der vorgesehenen Strömugnsrichtung des Fluids verläuft.
    8. Durchwirbeleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Querstangen (16,18) an den Enden eine etwas geringere Länge als der Abstand zwischen den Längsstangen (12,14) aufweisen und mit den schrägen Endabschnitten (20) der Längsstangen verbunden sind.
    9 . Durchwirbeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , daß cie Durchwirbeleinrichtung aus einem einzigen Stück durch Spritzgießen eines Kunststoffes hergestellt ist.
    10. Durchwirbeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch
    gekennzeichnet , daß eine der Längsstangen (14) wenigstens einen in Richtung zu der anderen Längsstange (12) zurückgenommenen Bereich (31O aufweist, welcher eine Einspritzstelle für den Kusntstoff entspricht. 2ö
    11. Durchwirbeleinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß die MitteL-abschnitte gewisser Streben (22) eine Erweiterung wie einen zylinderförmigen Vorsprung (30) aufweisen, welcier eine Abstützfläche für Mittel bei der Ausformung bildan.
    12. Wärmetauscher mit einem Bündel von Rohren, insbesondere für ein Kraftfahrzeug in dessen Rohren Durch-Wirbeleinrichtungen von der in einem der vorhergehenden
    332U53
    Ansprüche angegebenen- Art angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die in den Rohren (35) angeordneten Durchwirbeleinrichtungen (10) zwischen den Rohrenden,· welche dicht in Öffnungen einer Rohrplatte oder eines Kollektors befestigt sind, aufgrund einer Änderung der Form--des Querschnittes, an..den Rohrenden zurückgehalten sind.
    13. Wärmetauscher nach Anspruch Ί2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Rohre einen länglichen Querschnitt, insbesondere einen ovalen Querschnitt aufweisen, und daß die Durchwirbeleinrichtungen (10) im Inneren ' der Rohre· mit geringem. Spiel ..in Querrichtung angeordnet sind. .'- .-·'·.-". . . >......
DE3321456A 1982-06-14 1983-06-14 Durchwirbeleinrichtung fuer einen ein rohrbuendel aufweisenden waermetauscher und waermetauscher mit solchen durchwirbeleinrichtungen Withdrawn DE3321456A1 (de)

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