DE3511952C2 - Wärmetauscher für eine Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
Wärmetauscher für eine Heiz- oder Klimaanlage eines KraftfahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für eine Heiz- oder
Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges.
Es ist ein Wärmetauscher für eine Heiz- oder Klimaanlage eines
Kraftfahrzeuges bekannt, mit zwei nebeneinander angeordneten
Blöcken von Rohrbündeln, die in wenigstens zwei hintereinander
angeordnete Reihen von Rohren aufweisen,die an einem Ende durch
eine Umlenkung miteinander verbunden sind,und mit einem Wasser
kasten, der entsprechend den Reihen der Rohre durch eine Längs
wand in eine Eintritts- und eine Austrittskammer unterteilt
ist, wobei die Eintrittskammer durch eine Querwand in zwei je
weils einem der Blöcke zugeordnete und mit einer Eintrittsöff
nung versehene Abschnitte aufgeteilt ist, und wobei die Aus
trittskammer an einer Stirnseite des Wasserkastens mit einer
Austrittsöffnung versehen ist. Mit diesem Wärmetauscher ist es
möglich, die beiden Blöcke gleichmäßig oder auch unterschiedlich
mit dem Heizmedium, vorzugsweise der Kühlflüssigkeit eines Ver
brennungsmotors, zu beschicken, so daß die den beiden Fahrzeug
seiten zugeordnrten Blöcke eine gleiche oder auch eine unter
schiedliche Aufheizung der zugeführten Luft bewirken. Aus räum
lich bedingten Gründen ist es dabei oft notwendig, die Aus
trittsöffnung der Austrittskammer des Wasserkastens an eine der
schmalen Stirnseiten zu legen. Durch diese Anordnung der Aus
trittsöffnung ergeben sich unterschiedliche Verhältnisse für
die Abströmung aus den beiden Blöcken, wobei der der Austritts
öffnung 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 zwi
schen den beiden Blöcken entsteht.
Ein vergleichbares Problem tritt bei einem anderen bekannten
Wärmetauscher nicht auf (DE-GM 84 03 955), bei welchem den bei
den Blöcken ein oberer und ein unterer Wasserkasten zugeordnet
sind. Bei dieser Bauart ist der Austrittswasserkasten mittels
einer Querwand in zwei jeweils einem der Blöcke zugeordnete Ab
schnitte unterteilt. Jeder dieser Abschnitte besitzt an einer
Längsseite eine Austrittsöffnung. Diese Austrittsöffnungen sind
symmetrisch zur Mittelebene angeordnet, so daß sich für beide
Abschnitte gleiche Strömungsverhältnisse ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Wärme
tauscher so zu verbessern, daß trotz des Beibehaltens der
stirnseitig angeordneten Austittsöffnung das Auftreten eines
unerwünschten Temperaturgefälles vermieden wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.
Durch den Einsatz einer Strömungsverteileinrichtung lassen sich
gleichmäßige Abströmverhältnisse für beide Blöcke verwirkli
chen, so daß ein ungewünschtes Temperaturgefälle zwischen den
beiden Blöcken vermieden wird.
Für einen Heiz- oder Kühlradiator, insbesondere zur Kühlung des
Öls ölgefüllten Transformatoren, ist es bekannt (DE-GM 71 46 213),
das zuströmende Heiz- oder Kühlmittel derart in Teilströ
me aufzuteilen, daß alle Radiatorenglieder eine gleiche oder
zumindest annähernd gleiche Temperatur erhalten.
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 Aus
trittskammer erstreckt und das in Längsrichtung zur Austritts
kammer über eine durchgehende oder unterteilte Zuströmöffnung
verbunden ist, deren Querschnitt sich mit dem Abstand von der
Austrittsöffnung vergrößert. Durch die Bemessung der Zuström
öffnung, 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 Austritts
kammer ragt, der in dem Bereich der Längsmitte des Wasserka
stens zu der Austrittskammer offen ist. Bei dieser Ausführungs
form wird trotz der seitlichen Austrittsöffnung eine mittige
Abströmung aus der Austrittskammer des Wasserkastens ermög
licht.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgese
hen, daß die Austrittskammer entsprechend den Blöcken durch ei
ne Querwand in zwei Abschnitte unterteilt ist, die über ge
trennte 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 vorgese
hen, daß die Austrittskammer entsprechend den Blöcken durch ei
ne Querwand in zwei Abschnitte unterteilt ist, die über einen
gemeinsamen Kanal mit der Austrittsöffnung verbunden sind. Auch
bei dieser Ausführungsform wird trotz der seitlichen Anordnung
der Austrittsöffnung eine mittlere Abströmung aus der Aus
trittskammer 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 darge
stellt.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Wärmetauschers,
Fig. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II auf
den Wärmetauscher nach Fig. 1,
Fig. 3 zeigt einen Teillängsschnitt durch den Wasserkasten
des Wärmetauschers nach Fig. 1 und 2,
Fig. 4 einen Schnitt durch den Wasserkasten entlang der
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 Rohr
stutzen,
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfin
dungsgemäßen Wasserkastens mit zwei getrennten
Abströmkanälen für die Rohrblöcke,
Fig. 7 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Wasser
kastens ähnlich Fig. 5 mit einer zusätzlichen
Trennwand, die die Austrittskammer unterteilt,
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß ausge
bildeten Heizkörper, bei welchem auch die Ein
trittsöffnungen an einer Stirnseite des Wasser
kastens 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 Fahr
zeuges dienen. Die Rundrohre 26, die in üblicher Weise mit La
mellen versehen sind, liegen in zwei Reihen 3 und 4 hinterein
ander. Sie sind an ihren unteren Enden durch Rohrgabeln 5 mit
einander verbunden. Ihre oberen Enden münden in einem Wasserka
sten 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 Was
serkasten 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 Ein
trittskammer gegenüberliegende Austrittskammer 10 ist an einer
der schmalen Stirnseiten mit einer Austrittsöffnung 14 verse
hen. Aus baulichen Gründen ist es meist erforderlich, die Aus
trittsöffnung 14 in der dargestellten Weise an einer der schma
len 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 Austritts
kammer 10 eintritt 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 er
streckt. 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 Austritts
öffnung 14 seinen schmalsten und im Bereich des gegenüberlie
genden 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 ein
geformt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist vorgesehen, daß der
Wasserkasten 6 im Bereich seiner Oberseite mit einem Art Rohr
stutzen 17 versehen ist, der von dem mittleren Bereich der Aus
trittskammer 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 Ausführungsform 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 schlie
ßen beidseits von der Querwand 21 an.
Bei der Ausführungsform 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 Aus
trittskammer 10 ragt ausgehend von der Austrittsöffnung 14 ein
Verteilungsrohr 15 bis zur Mitte des Wärmetauschers hinein,
d. h. bis zu der die beiden Eintrittskammern 8 und 9 trennenden
Querwand 11. Das Verteilungsrohr ist zu dem der Austrittsöff
nung zugewandten Block 1 mit einem sich zu der Austrittsöffnung
14 hin verengenden Längsschlitz 16 offen. An einen Flanschan
schluß 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 Aus
trittsöffnung 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 Quer
wand 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 er
streckt, 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 Längsrichtung
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 da8 die beiden mittleren Rei
hen der Rundrohre 26 eng nebeneinander angeordnet werden kön
nen, wobei die Trennwand 7 jeweils mit Abstand den Außenkontu
ren der beiden mittleren Reihen der Rundrohre 26 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 Wasser
kastens 36 herumgebördelt ist. Zwischen dem Rohrboden 42 und
dem Wasserkasten 36 ist ein Dichtungsprofil 43 vorgesehen.
Claims (7)
1. Wärmetauscher für eine Heiz- oder Klimaanlage eines
Kraftfahrzeuges,
- - mit zwei nebeneinander angeordneten Blöcken (1, 2) von Rohr bündeln,
- - die wenigstens zwei hintereinander angeordnete Reihen (3, 4) von Rohren aufweisen, die an einem Ende durch eine Umlenkung (5) miteinander verbunden sind und
- - mit einem Wasserkasten (6),
- - der entsprechend den Reihen der Rohre durch eine Längswand (7) in eine Eintritts- und eine Austrittskammer (10) unter teilt ist, wobei die Eintrittskammer durch eine Querwand in zwei jeweils einem der Blöcke zugeordnete und mit einer Ein trittsöffnung (12, 13) versehene Abschnitte (8, 9) aufgeteilt ist, und wobei die Austrittskammer (10) an einer Stirnseite des Wasserkastens mit einer Austrittsöffnung (14) versehen ist und mit wenigstens einer eine Vergleichmäßigung der Ab strömung Blöcken 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 Längsrich
tung zur Austrittskammer (10) über eine durchgehende oder un
terteilte 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 Austritts
öffnung (14) verbunden sind.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, 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 Ein
trittskammern (8, 9) an einer Stirnseite des Wasserkastens (36)
angeordnet sind, und daß die Eintrittskammer (8), die von die
ser Stirnseite des Wasserkastens (36) abgewandt ist, über einen
in den Wasserkasten (36) integrierten Kanal (39) mit der zuge
hörigen Eintrittsöffnung in Verbindung steht.
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DE19853511952 DE3511952C2 (de) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | Wärmetauscher für eine Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges |
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DE19853511952 Expired - Fee Related DE3511952C2 (de) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | Wärmetauscher für eine Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges |
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1985
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