DE3511952A1 - Waermetauscher fuer eine heiz- oder klimaanlage eines kraftfahrzeuges - Google Patents
Waermetauscher fuer eine heiz- oder klimaanlage eines kraftfahrzeugesInfo
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Description
Wärmetauscher für eine Heiz- oder Klimaanlage eines
Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für eine Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit zwei nebeneinander angeordneten
Blöcken von Rohrbündeln, die in wenigstens zwei Reihen hintereinander angeordnet sind, die an einem Ende durch eine
Umlenkung miteinander verbunden sind und die am anderen Ende in einem Wasserkasten münden, der entsprechend den Reihen der
Rohrbündel durch eine Längswand in eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer unterteilt ist, wobei die Eintrittskammer
durch eine Querwand in zwei jeweils einem der Blöcke zugeordneten und mit einer Eintrittsöffnung versehenen Abschnitt ausgeteilt
ist, und wobei die Austrittskammer an einer Stirnseite des Wasserkastens mit einer Austrittsöffnung versehen ist.
Mit einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art ist es möglich,
die beiden Blöcke gleichmäßig oder auch unterschiedlich mit dem Heizmedium, vorzugsweise der Kühlflüssigkeit eines Verbrennungsmotors,
zu beschicken, so daß die den beiden Fahrzeugseiten zugeordneten Blöcke eine gleiche oder auch eine unterschiedliche
Aufheizung der zugeführten Luft bewirken. Aus räumlich bedingten Gründen ist es dabei oft notwendig, die Austrittsöffnung
der Austrittskammer des Wasserkastens an eine der schmalen Stirnseiten'zu legen. Durch diese Anordnung der Austrittsöffnung
ergeben sich unterschiedliche Verhältnisse für die Abströmung aus den beiden Blöcken, wobei der der Austrittsöffnung benachbarte Block begünstigt ist. Es besteht deshalb
die Gefahr, daß die beiden Blöcke trotz gleicher Einstellung der Heizmediumzufuhr unterschiedlich durchströmt und unter-
schiedlich aufgeheizt werden, so daß ein Temperaturgefälle zwischen
den beiden Blöcken entsteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art so auszubilden, daß trotz des Beibehaltens
der stirnseitig angeordneten Austittsöffnung das Auftreten
eines unerwünschten Temperaturgefälles vermieden wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Austrittskammer mit wenigstens einer eine Vergleichmäßigung der Abströmung aus den
Blöcken bewirkenden Strömungsverteileinrichtung versehen ist.
Durch den Einsatz einer Strömungsverteileinrichtung lassen sich gleichmäßige Abströmverhältnisse für beide Blöcke verwirklichen,
so daß ein ungewünschtes Temperaturgefälle zwischen den beiden Blöcken vermieden wird.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen,
daß von der Austrittsöffnung ein Verteilungsrohr nach innen in die Austrittskammer ragt, das- sich in Längsrichtung der Austrittskammer
erstreckt und das in Längsrichtung zur Austrittskammer über eine durchgehende oder unterteilte Zuströmöffnung
verbunden ist, deren Querschnitt sich mit dem Abstand von der Austrittsöffnung vergrößert. Durch die Bemessung der Zuströmöffnung,
deren Größe durch praktische Versuche zu ermitteln ist, läßt sich eine gleichmäßige Abströmung aus beiden Blöcken
verwirklichen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß von der Austrittsöffnung ein Rohrstutzen in die Austrittskammer ragt, der in dem Bereich der Längsmitte des Wasserkastens
zu der Austrittskammer offen ist. Bei dieser Ausführungsform wird trotz der seitlichen Austrittsöffnung eine mittige
Abströmung aus der Austrittskammer des Wasserkastens ermöglicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen,
daß die Austrittskammer entsprechend den Blöcken durch eine Querwand in zwei Abschnitte unterteilt ist, die über getrennte
Kanäle mit den Austrittsöffnungen verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Abströmung aus den Blöcken
vollständig voneinander getrennt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen,
daß die Austrittskammer entsprechend den Blöcken durch eine Querwand in zwei Abschnitte unterteilt ist, die übder einen
gemeinsamen Kanal mit der Austrittsöffnung verbunden sind. Auch bei dieser Ausführungsform wird trotz der seitlichen Anordnung
der Austrittsöffnung eine mittlere Abströmung aus der Austrittskammer
ermöglicht, wobei die Strömungen zunächst noch durch die Trennwand voneinander getrennt sind, so daß sie sich
nicht behindern.
Bei allen Ausführungsformen wird bevorzugt vorgesehen, daß die
Strömungsleiteinrichtung oder -einrichtungen Bestandteil des aus Kunststoff vorzugsweise im Spritzverfahren hergestellten
Wasserkastens sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Wärmetauschers,
Wärmetauschers,
Fig. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II auf
den Wärmetauscher nach Fig. 1,
den Wärmetauscher nach Fig. 1,
Fig. 3 zeigt einen Teillängsschnitt durch den Wasserkasten
des Wärmetauschers nach Fig. 1 und 2,
des Wärmetauschers nach Fig. 1 und 2,
Fig. 4 einen Schnitt durch den Wasserkasten entlang der
Linie IV-IV der Fig. 3,
Linie IV-IV der Fig. 3,
Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht einer weiteren
Ausführungsform eines Wasserkastens mit einem etwa
in die Mitte der Austrittskammer geführten Rohrstutzen,
Ausführungsform eines Wasserkastens mit einem etwa
in die Mitte der Austrittskammer geführten Rohrstutzen,
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen
Wasserkastens mit zwei getrennten
Abströmkanälen für die Rohrblöcke,
Abströmkanälen für die Rohrblöcke,
Fig. 7 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Wasserkastens ähnlich Fig. 5 mit einer zusätzlichen
Trennwand, die die Austrittskammer unterteilt,
Trennwand, die die Austrittskammer unterteilt,
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten
Heizkörper, bei welchem auch die Eintrittsöffnungen an einer Stirnseite des Wasserkastens
angeordnet sind und
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig. 8.
In Fig. 1 bis 4 ist ein Rundrohr-Wärmetauscher dargestellt, der durch eine Kunststoffplatte 25 in zwei nebeneinander liegende
Blöcke 1 und 2 unterteilt ist, die beispielsweise zum Beheizen oder Temperieren der rechten und der linken Seite eines Fahrzeuges
dienen. Die Rundrohre 26, die in üblicher Weise mit Lamellen versehen·sind, liegen in zwei Reihen 3 und 4 hintereinander.
Sie sind an ihren unteren Enden durch Rohrgabeln 5 miteinander verbunden. Ihre oberen Enden münden in einem Wasserkasten
6, der in üblicher Weise aus Kunststoff hergestellt ist. Die Rohre 26 sind in nicht näher dargestellter Weise in einen
Rohrboden dichtend eingefügt, der durch Umbördeln mit dem Wasserkasten
6 unter Zwischenfügen einer Dichtung dicht verbunden ist. Anstelle der Rohrgabeln kann selbstverständlich auch ein
Umlenkwasserkasten an dem unteren Ende der Blöcke 1 und 2 vor-
gesehen werden, der dann durch eine Querwand in zwei Kammern unterteilt ist.
Der Wasserkasten 6 ist durch eine Längswand 7 in zwei Kammern unterteilt, die jeweils einer Reihe 3 und 4 der Rundrohre 26
zugeordnet sind. Die Eintrittskammer ist durch eine Querwand 11 in zwei Abschnitte 8 und 9 unterteilt, die jeweils mit einer
Eintrittsöffnung 12 und 13 für das Heizmedium versehen sind, das vorzugsweise das Kühlmittel eines Verbrennungsmotors eines
Fahrzeuges ist. Die den beiden Abschnitten 8 und 9 der Eintrittskammer gegenüberliegende Austrittskammer 10 ist an einer
der schmalen Stirnseiten mit einer Austrittsöffnung 14 versehen. Aus baulichen Gründen ist es meist erforderlich, die Austrittsöffnung
14 in der dargestellten Weise an einer der schmalen Stirnseiten des Wasserkastens 6 anzuordnen.
Bei dem dargestellten Wärmetauscher tritt das Heizmedium über die Eintrittsöffnungen 12 und 13 ein, durchströmt die Rundrohre
26 der Reihe 3 nach unten, wird dann umgelenkt und durchströmt die Rohre 26 der Reihe 4 nach oben, wonach es in die Austrittskammer
10 %intritt und über die Austrittsöffnung 14 abgeführt
wird.
Um trotz der seitlichen Anordnung der Austrittsöffnung 14 ein
gleichmäßiges Abströmen des Heizmediums aus den beiden Blöcken 1 und 2 zu gewährleisten, ist bei der Ausführungsform nach Fig.
3 und 4 vorgesehen, daß sich von der Austrittsöffnung 14 nach
innen in die Austrittskammer 10 ein Verteilungsrohr 15 erstreckt. Das sich über die gesamte Länge der Austrittskammer 10
erstreckende Verteilungsrohr ist zu der Austrittskammer 10 hin über einen Längsschlitz 16 offen, der im Bereich der Austrittsöffnung 14 seinen schmälsten und im Bereich des gegenüberliegenden
Endes seinen größten Querschnitt aufweist. Die genaue Form dieses als Zuströmöffnung dienenden Längsschlitzes 16 wird
durch Versuche an einer praktischen Konstruktion ermittelt. Durch diesen Längsschlitz 16 ist es möglich, gleichmäßige Ab-
Strömverhältnisse für beide Blöcke 1 und 2 zu gewährleisten. Das Verteilungsrohr 15 ist in den Kunststoffwasserkasten 6 eingeformt.
Bei der Aus führungs form nach Fig. 5 ist vorgesehen, daß der Wasserkasten 6 im Bereich seiner Oberseite mit einem Art Rohrstutzen
17 versehen ist, der von dem mittleren Bereich der Austrittskammer 10 zu der Austrittsöffnung 14 führt. Dadurch wird
eine mittlere Abströmung aus der Austrittskammer 10 erhalten, obwohl die Austrittsöffnung 14 an einer Stirnseite angeordnet
ist.
Bei der Aus führungs form nach Fig. 6 ist in der Austrittskammer
10 des Wasserkastens 6 eine Querwand 18 angeordnet, die die Austrittskammer 10 entsprechend den Blöcken 1 und 2 unterteilt.
Von den unterteilten Abschnitten der Austrittskammer 10 führt jeweils ein getrennter Kanal 19 und 20 zu der Austrittsöffnung,
so daß die Abströmungen aus den Blöcken 1 und 2 im Bereich des Wasserkastens 6 unabhängig geführt sind.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Austrittskammer 10
ebenfalls durch eine Querwand 21 entsprechend den Blöcken 1 und 2 in Abschnitte 22 und 23 unterteilt. An diese Abschnitte
schließt ein gemeinsamer Kanal 24 an, der zur Austrittsöffnung führt. Die Zuströmöffnungen zu dem gemeinsamen Kanal 24 schließen
beidseits von der Querwand 21 an.
Bei der Aus führungs form nach Fig. 8 und 9 ist vorgesehen, daß auch die Eintrittsöffnungen 30 und 31 zu den Eintrittskammern 9
und 10 des Wasserkastens 36 an der gleichen Stirnseite wie die Austrittsöffnung 14 angeordnet sind. Die Austrittskammer 10 ist
mit einem sich bis etwa zur Mitte des Heizkörpers erstreckenden Strömungsverteileinrichtung ausgerüstet, die entsprechend der
Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ausgebildet ist. In die Austrittskammer
10 ragt ausgehend von der Austrittsöffnung 14 ein Verteilungsrohr 15 bis zur Mitte des Wärmetauschers hinein,
d.h. bis zu der die beiden Eintrittskairtmern 8 und 9 trennenden
Querwand 11. Das Verteilungsrohr ist zu dem der Austrittsöffnung
zugewandten Block 1 mit einem sich zu der Austrittsöffnung 14 hin verengenden Längsschlitz 16 offen. An einen Planschanschluß
35, der die Stirnseite des Wasserkastens 36 bildet, ist ein Flanschanschluß 37 mittels Schrauben angeflanscht, der die
Leitungen zu den Eintrittsöffnungen 30 und 31 und zu der Austrittsöffnung
14 aufnimmt. Die Eintrittsöffnung 30, die der dem Flansch 35 abgewandten Eintrittskammer 8 zugeordnet ist, ist
über einen rohrförmigen Kanal 39 mit dieser Eintrittskammer 8 verbunden. Der Kanal 39 befindet sich etwa im Scheitelbereich
des Wasserkastens 36 in seiner Mitte. Er ist bis zu der Querwand 11 geschlossen und öffnet dann zu der Eintrittskammer 8.
Dabei kann vorgesehen werden, daß der Kanal 39 sich etwa bis zum dem Flansch 35 abgewandten Ende des Wasserkastens erstreckt,
so daß eine möglichst gleichmäßige Einströmung in die Eintrittskammer 8 erzielt wird.
An die Eintrittsöffnung 31 schließt unmittelbar die kanalartig
etwas nach außen erweiterte Eintrittskammer 9 an.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 sind vier Reihen von
Rohrbündeln aus Rundrohren 26 vorgesehen, die in Länhsrichtung des Wasserkastens jeweils zueinander versetzt angeordnet sind.
Jeweils zwei Reihen dieser Rohrbündel sind durch Rohrgabeln 5 miteinander verbunden. Die die Eintrittskammern 8 und 9 von der
Austrittskammer 10 trennende Längswand 7 ist in Längsrichtung des Wasserkastens 36 gewellt, so daß die beiden mittleren Reihen
der Rundrohre 26 eng nebeneinander angeordnet werden können, wobei die Trennwand 7 jeweils mit Abstand den Außenkonturen
der beiden mittleren Reihen der Rundrohre 2 6 folgt. Die Rundrohre 26, in die Turbulenzeinlagen 41 eingesetzt sind, sind
in üblicher Weise in einen Wasserkasten 42 dichtend eingefügt, dessen äußerer Rand um einen umlaufenden Randwulst des Wasserkastens
36 herumgebördelt ist. Zwischen dem Rohrboden 42 und dem Wasserkasten 36 ist ein Dichtungsprofil 43 vorgesehen.
-40-
- Leerseite -
Claims (7)
1. Wärmetauscher für eine Heiz- oder Klimaanlage eines
Kraftfahrzeuges, mit zwei nebeneinander angeordneten Blöcken von Rohrbündeln, die in wenigstens zwei Reihen hintereinander
angeordnet sind, die an einem Ende durch eine Umlenkung miteinander verbunden sind und die am anderen Ende in einen Wasserkasten
münden, der entsprechend den Reihen der Rohrbündel durch eine Längswand in eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer
unterteilt ist, wobei die Eintrittskammer durch eine Querwand in zwei jeweils einem der Blöcke zugeordneten und mit einer
Eintrittsöffnung versehenen Abschnitt aufgeteilt ist, und wobei die Austrittskammer an einer Stirnseite des Wasserkastens mit
einer Austrittsöffnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskammer (10) mit wenigstens einer eine Vergleichmäßigung
der Abströmung aus den Blöcken (1, 2) bewirkenden Strömungsverteileinrichtung (15, 16; 17; 18, 19, 20; 21,24)
versehen ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Austrittsöffnung (14) ein Verteilungsrohr (15) nach
innen in die Austrittskammer (10) ragt, das sich in Längsrich-
tung der Austrittskammer (10) erstreckt und das in Längsrichtung
zur Austrittskammer (10) über eine durchgehende oder unterteilte Zuströmöffnung (16) verbunden ist, deren Querschnitt
sich mit dem Abstand von der Austrittsöffnung (14) vergrößert.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Austrittsöffnung (14) ein Rohrstutzen (17) in die
Austrittskammer (10) ragt, der in dem Bereich der Längsmitte
des Wasserkastens (6) zu der Austrittskammer (10) offen ist.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskammer (10) entsprechend den Blöcken (1, 2)
durch eine Querwand (18) in zwei Abschnitte unterteilt ist, die über getrennte Kanäle (19, 20) mit der Austrittsöffnung (14)
verbunden sind.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskammer (10) entsprechend den Blöcken (1, 2)
durch eine Querwand (21) in zwei Abschnitte (22, 23) unterteilt ist, die über einen gemeinsamen Kanal (24) mit der Austrittsöffnung (14) verbunden sind.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zutrittsöffnungen der getrennten Kanäle (19,
20) oder des gemeinsamen Kanals (24) in der Nähe der Querwand (18, 21) liegen.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (30, 31) zu den Eintrittskammern
(8, 9) an einer Stirnseite des Wasserkastens (36) angeordnet sind, und daß die Eintrittskammer (8), die von dieser
Stirnseite des Wasserkastens (36) abgewandt ist, über einen in den Wasserkasten (36) integrierten Kanal (39) mit der zugehörigen
Eintrittsöffnung in Verbindung steht.
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ID=6267050
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