DE4109127A1 - Ringwaermetauscher, insbesondere fuer eine kraftfahrzeug-klimaanlage - Google Patents
Ringwaermetauscher, insbesondere fuer eine kraftfahrzeug-klimaanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Ringwärmetauscher, insbesondere
für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit um einen Lüfter ange
ordneten Rohren, denen segmentweise aufgebaute Rippen zugeord
net sind, die mit Abstand zueinander in der Längsrichtung der
Rohre angeordnet und mit Durchzügen zur Aufnahme der Rohre
versehen sind, und mit den Enden der Rohre zugeordneten Wasser
kästen.
Ein derartiger Ringwärmetauscher ist aus der DE-A 26 10 673
bekannt. Hierbei sind um einen innenliegend angeordneten Lüfter
Rundrohre auf einem konzentrischen Kreis angeordnet. Die
Rundrohre sind mit Rippensegmenten versehen, die Durchzüge zur
Aufnahme der Rundrohre besitzen. Bei einer anderen aus dieser
Druckschrift bekannten Ausführungsform sind die Rundrohre
polygonförmig um den Lüfter gruppiert. Ein derartiger Ring
wärmetauscher kommt wegen seiner kompakten Bauweise insbeson
dere bei Kraftfahrzeug-Klimaanlagen zum Einsatz. Von dem Lüfter
wird die Zuströmluft zunächst in Axialrichtung des Wärme
tauschers gefördert und strömt aus diesem in Radialrichtung ab.
Hierbei erfolgt eine Aufheizung der Luft an den den Lüfter
umgebenden Rohren und den mit diesen versehenen Rippen. Die
Form der bei dem Ringwärmetauscher zum Einsatz kommenden
Rippensegmente ist derart gewählt, daß eine materialsparende
Herstellung ermöglicht ist.
Aus der US-C 42 02 296 ist ein Ringwärmetauscher bekannt, bei
dem Rundrohre polygonförmig um einen innenliegenden Lüfter
angeordnet sind. Hierbei sind in Radialrichtung des Wärme
tauschers mehrere Reihen von Rundrohren vorgesehen, denen
mehrere parallel zueinander angeordnete Rippen zugeordnet sind.
In Radialrichtung des Wärmetauschers sind die Rundrohre der
Strömung der Abströmluft angepaßt versetzt angeordnet.
Aus der DE-B 21 07 845 ist ein umlaufender Wärmetauscher be
kannt, der mit U-förmig gebogenen Rundrohren versehen ist.
Hierbei sind die Schenkel der Rundrohre in radialer Richtung
des Wärmetauschers versetzt angeordnet. Die Rundrohre sind um
Lüfterräder gruppiert, die die aufzuheizende Luft zunächst in
Axialrichtung und dann in radialer Richtung des Wärmetauschers
fördern.
Bei einem anderen aus der DE-A 22 16 586 bekannten umlaufenden
Wärmeaustauscher sind Flachrohre vorgesehen, die schaufelförmig
angeordnet sind. Der in einem Lüftergehäuse angeordnete Wärme
tauscher kann somit die aufheizende Luft mittels den schaufel
förmig ausgebildeten Flachrohren fördern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungs
gemäßen Ringwärmetauscher die durch die Luftströmung verur
sachte Geräuschbildung zu reduzieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Ringwärmetauscher der
eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die Rohre mit nicht
kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind und die Anordnung
und/oder die Ausrichtung der Rohre an den Strömungsverlauf der
Abströmluft des Lüfters derart angepaßt ist, daß der Strömungs
widerstand minimiert ist.
Die bei der Erfindung zum Einsatz kommenden Rohre mit nicht
kreisförmigem Querschnitt können verschiedenartig ausgebildet
sein. Vorteilhaft kommen Flach- oder Ovalrohre zum Einsatz. Der
Ringwärmetauscher kann aber auch mit Rohren versehen sein, die
einen unsymmetrischen Querschnitt besitzen. Insbesondere sind
längliche und mit einer Krümmung versehene Querschnittsformen
einsetzbar. Bei derartigen Rohren kann deren Mantelfläche zur
Führung der aus dem Lüfter abströmenden Luft eingesetzt werden.
Durch die Anordnung und Ausrichtung der Rohre wird der Strömungs
verlauf begünstigt, so daß eine Geräuschreduzierung erzielt
werden kann. Die Anordnung und Ausrichtung der Rohre hängt von
den jeweils herrschenden Strömungsverhältnissen ab. Diese
werden insbesondere von der Schaufelanordnung des Lüfters und
dessen Drehgeschwindigkeit beeinflußt. Es hat sich als vor
teilhaft erwiesen, wenn die Rohre in Richtung des Strompfades
der sie durchströmenden Luft angeordnet sind, da dann minimaler
Strömungswiderstand vorliegt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen aufgeführt.
Der Einsatz von Ovalrohren bringt eine gute Strömungsführung
der abströmenden Luft durch deren Mantelfläche und gleichzeitig
einen relativ großen Förderquerschnitt für das Heizmedium mit
sich.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Rohre auf min
destens einem konzentrischen Kreis um den Lüfter angeordnet.
Die hieraus resultierende Kreisringform des Wärmetauschers
bringt einen geringen Raumbedarf mit sich.
Bei einer anderen Ausgestaltung sind die Rohre polygonförmig um
den Lüfter angeordnet.
Zur Verbesserung der Heizleistung kann vorteilhaft vorgesehen
sein, daß in Radialrichtung des Wärmetauschers mehrere Rohr
reihen vorgesehen sind. Hierdurch kann die Kontaktzeit der auf
zuheizenden Luft verlängert werden. Bei einer Ausgestaltung
sind die Rohre in Radialrichtung hintereinanderliegend angeord
net. Demgemäß liegen bei dieser Ausgestaltung die Rohre auf vom
Lüftermittelpunkt ausgehenden Radialstrahlen.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Rohre in Radial
richtung des Wärmetauschers zueinander versetzt angeordnet
sind. Hierdurch wird eine besonders günstige Strömungsführung
für die Abströmluft erzielt. Es hat sich als zweckmäßig er
wiesen, daß die Rohre in radialer Richtung des Wärmetauschers
in Form von die Abströmluft führenden Leitschaufeln angeordnet
sind. Somit wird die Abströmluft an der Mantelfläche der Rohre
strömungsgünstig geführt. Es ist besonders günstig, wenn die
Rohre in Richtung der resultierenden Abströmrichtung der Ab
strömluft des Lüfters angeordnet sind. Die Abströmrichtung der
Abströmluft des Lüfters ist insbesondere von dessen Geschwin
digkeit und Schaufelanordnung abhängig.
Zur Verbesserung des Wärmeaustausches ist der erfindungsgemäße
Ringwärmetauscher mit an den Rohren angeordneten Rippen ver
sehen, die als Rippensegmente aufgebaut sind. Hierbei sind an
den Rippensegmenten mit der Anordnung und Ausrichtung der Rohre
entsprechende Durchzüge vorgesehen. Derartige Rippensegmente
sind materialsparend herzustellen, da bei der Herstellung
wenig Restmaterial anfällt.
In vorteilhafter Weiterbildung sind in Radialrichtung des
Wärmetauschers mehrere hintereinander angeordnete Rippensegmen
te vorgesehen. Hierdurch wird eine besonders große Wärmeaus
tauschfläche erzielt.
Um unerwünschte Neben- oder Bypass-Strömungen zu vermeiden, ist
es vorteilhaft, wenn die Rippensegmente in Radialrichtung des
Wärmetauschers zueinander versetzt angeordnet sind. Es hat sich
als zweckmäßig erwiesen, wenn die Rippensegmente näherungsweise
Z-förmig zueinander versetzt angeordnet sind.
Eine besonders materialsparende Herstellung kann dadurch er
reicht werden, daß die Rippensegmente streifenförmig ausgebil
det sind. Hierbei können die Rippensegmente vorteilhaft einen
nicht konzentrisch zueinander verlaufenden Innen- und Außen
radius aufweisen. Hierdurch kann eine weitere Reduzierung des
Materialbedarfs bei der Herstellung erzielt werden, da die
Rippensegmente nebeneinanderliegend bei geringstem Material
aufwand aus einem Blech gestanzt werden können.
Weiterhin kann ein Grundsegment vorgesehen sein, aus dem
wahlweise verschiedenartige Rippensegmente herstellbar sind.
Abhängig von der Trennung des Grundsegments können somit
Rippensegmente mit unterschiedlichen Rohrreihen und/oder
Durchmesser hergestellt werden. Bei polygonförmig angeordneten
Rohren ist hiermit auch die Anzahl der Ecken variabel anpaßbar.
Sofern die Rohre des Ringwärmetauschers polygonförmig angeord
net sind, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Rippen
segmente näherungsweise Trapezform besitzen. Auch hierdurch
wird eine weitgehend überschußfreie Herstellung möglich. Die
Rippensegmente können dann derart an dem Wärmetauscher einge
baut sein, daß benachbarte Rippensegmente an ihren Schmalseiten
aneinanderstoßen. Sofern mehrere Rohrreihen vorgesehen sind,
können die Rippensegmente in Radialrichtung des Wärmetauschers
mit parallel zueinander liegenden Durchzügen versehen sein.
Zur weiteren Verbesserung der Strömungsführung kann vorteilhaft
vorgesehen sein, daß die Zuströmluft des Lüfters führende Leit
mittel vorgesehen sind. Hierbei können bevorzugt Leitschaufeln
vorgesehen sein, die im Bereich des anströmseitigen Wasser
kastens angeordnet sind. Derartige Leitschaufeln tragen infolge
der verbesserten Strömungsführung zu einer weiteren Geräusch
verminderung bei. Es kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen
sein, daß die Leitschaufeln am Wasserkasten integriert aus
gebildet sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus vorteilhaften
Ausführungsformen, die in der Zeichnung dargestellt sind und
die nachfolgend beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seiten
ansicht eines erfindungsgemäßen Ringwärmetauschers,
Fig. 2 bis Fig. 5 einen Horizontalschnitt in schematischer Darstellung
zur Verdeutlichung von Anordnungsvarianten der Rohre,
Fig. 6a bis 11b Ausführungsvarianten des Rippen-Rohrblockes bei
konzentrisch angeordneten Wärmetauscherrohren und
Fig. 12a bis 17b weitere Ausführungsvarianten des Rippen-Rohblockes
bei polygonförmig angeordneten Wärmetauscherrohren.
Der in Fig. 1 dargestellte Ringwärmetauscher (10), der in einer
Kraftfahrzeug-Klimaanlage zum Einsatz kommt, dient der Auf
heizung einer Luftströmung, deren Verlauf durch die Pfeile (A,
B, C) gekennzeichnet ist. Der ringförmig ausgebildete Wärme
tauscher (10) besitzt innenliegend einen Lüfter (11), dessen
Lüfterrad (12) die Luft zunächst in Axialrichtung des Ring
wärmetauschers (10) ansaugt und dann radial durch einen Rippen-
Rohrblock (13) fördert. Ein in dem Rippenrohrblock (13)
zirkulierendes Heizmedium bewirkt hierbei die Aufheizung der
durch den Ringwärmetauscher (10) strömenden Luft.
Im einzelnen besitzt der Ringwärmetauscher (10) folgenden Auf
bau. Der Rippen-Rohrblock (13) besteht aus auf konzentrischen
Kreisen (26, 27) um den Lüfter koaxial zu diesem angeordneten
Ovalrohren (14, 15), die an ihren gegenüberliegenden Endbe
reichen in Rohrböden (16, 17) münden. Hierbei sind die End
bereiche der Rohre (14, 15) gegenüber den Rohrböden (16, 17)
abgedichtet. Den Rohrböden (16, 17) ist jeweils ein Wasser
kasten (18, 19) zugeordnet, der näherungsweise einen halbkreis
förmigen Querschnitt besitzt und vorzugsweise aus Kunststoff
hergestellt ist. Der Wasserkasten (19) ist mit einem in der
Zeichnung nicht dargestellten Zulauf für ein Heizmedium,
vorzugsweise Wasser, verbunden. Ebenso ist dem Wasserkasten
(18) ein nicht dargestellter Ablauf zugeordnet. Die Wasser
kästen (18, 19) besitzen ebenfalls Ringform und erstrecken sich
um den Umfang des Ringwärmetauschers (10).
Der Querschnitt des Wasserkastens (19) nimmt vom Zufluß aus
gehend kontinuierlich ab, während der Querschnitt des abfluß
seitigen Wasserkastens (18) in Richtung des Abflusses konti
nuierlich zunimmt. Hierdurch wird ein gleichmäßiger Druckabfall
über den Umfang des Ringwärmetauschers (10) erzielt.
Senkrecht zu den Rohren (14, 15) des Rippen-Rohrblockes (13)
sind mehrere Rippen (20) vorgesehen, die zueinander parallel
angeordnet sind. Die Rippen (20) sind aus Rippensegmenten
aufgebaut, auf deren Formgebung noch eingegangen wird. An den
Rippen (20) sind Durchzüge (21a, 21b) eingebracht, durch die
die Rohre (14, 15) geführt sind.
In dem durch den Rippen-Rohrblock (13) begrenzten Innenraum des
Ringwärmetauschers (10) ist der Lüfter (11) angeordnet. Der
Lüfter (11) besitzt ein Lüfterrad (12), das durch den Gebläse
motor (22) angetrieben ist. Zwischen dem Gebläsemotor (22) und
dem abflußseitigen Wasserkasten (18) ist ein Luftleitblech (23)
vorgesehen, das die axiale Abströmung der Luft verhindert. Das
Luftleitblech (23), das aus Kunststoff hergestellt sein kann,
dient gleichzeitig der Aufnahme und Halterung des Lüfters (11).
Im Bereich der Einströmöffnung (24) des Ringwärmetauschers (10)
sind die Einströmluft führende Leitschaufeln (25) angeordnet.
Über die rosettenförmig angeordneten Leitschaufeln (25) wird
die aufzuheizende Luft in den Innenraum des Ringwärmetauschers
(10) angesaugt.
In den Fig. 2 bis 5 sind Anordnungsvarianten der Ovalrohre (14,
15) schematisch dargestellt. Gemäß Fig. 2 sind die Ovalrohre
(14) des Rippen-Rohrblocks (13) auf einem innenliegenden Kreis
(26) angeordnet. Demgegenüber liegen die Ovalrohre (15) auf
einem außenliegenden Kreis (27), der konzentrisch zum Kreis
(26) ist. Demgemäß sind an dem in Fig. 2 dargestellten Rippen-
Rohrblock (13) zwei Rohrreihen ausgebildet. Für beide Rohr
reihen ist die Ausrichtung der Rohre (14, 15) gleich. Wie aus
den in Fig. 2 eingezeichneten Konstruktionslinien (28, 29, 30)
hervorgeht, sind die Längsachsen der Rohre (14, 15) jeweils
gleich ausgerichtet.
Durch die Anordnung der Rohre (14, 15) wird eine Führung der
Abströmluft an deren Mantelfläche erreicht. Hierbei erfolgt
gleichzeitig eine Erwärmung der abströmenden Luft. Die aus Fig.
2 hervorgehende Anordnung und Ausrichtung der Rohre (14, 15)
führt zu einem geringen Strömungswiderstand des Rippen-Rohr
blockes (13), so daß gleichzeitig eine Geräuschreduzierung
bewirkt wird.
Fig. 3 zeigt ebenfalls zwei Rohrreihen mit Rohren (14, 15), die
auf zum Lüfter (11) konzentrischen Kreisbahnen (26, 27)
angeordnet sind. Hierbei sind die Längsachsen der Rohre (14,
15) radial ausgerichtet. In einem Teilbereich des Rippen-Rohr
blocks (13) sind die Ovalrohre (14, 15) versetzt zueinander
angeordnet.
In Fig. 4 ist eine weitere Variante dargestellt, bei der die
Rohre (14, 15) ebenfalls auf zum Lüftermittelpunkt konzen
trischen Kreisen (26, 27) in zwei Reihen angeordnet sind. Hier
bei weisen die innenliegend angeordneten Rohre (14) eine andere
Anordnung und Ausrichtung auf als die außenliegend angeordneten
Ovalrohre (15). Auf dem innenliegenden Kreis (26) sind die
Ovalrohre (14) mit einem engeren Abstand zueinander angeordnet
als die Ovalrohre (15) auf dem außenliegenden Kreis (27). Die
Ausrichtung der innenliegend angeordneten Ovalrohre (14) wird
durch Tangentenbildung an einen konzentrischen Kreis (32) er
halten. Ein zu diesem Kreis (32) konzentrischer Kreis (33), der
einen kleineren Radius aufweist, bestimmt die Ausrichtung der
auf der Kreislinie (27) angeordneten Ovalrohre (15). Die Aus
richtung der Ovalrohre (15) wird durch Tangentenbildung an dem
innenliegend angeordneten Kreis (33) erhalten. Benachbarte
Ovalrohre (14, 15) der beiden Rohrreihen bilden gleichsam
Leitschaufeln für die aus dem Lüfter (11) abströmende Luft. Die
gekrümmte Strömungsführung führt ebenfalls zu einem geringen
Strömungswiderstand der Ovalrohre (14, 15) des Rippen-Rohr
blockes (13).
Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnungsvariante der Rohre
(14, 15) liegt sowohl versetzte Anordnung als auch unterschied
liche Anstellwinkel der Ovalrohre (14, 15) vor. Die Ausrichtung
der Ovalrohre (14, 15) wird durch Tangentenbildung an einem
konzentrischen innenliegenden Kreis (34) erhalten.
In den Fig. 6a bis 11b ist die Ausführung der Rippen (20) des
Rippen-Rohrblockes (13) weiterer Ausführungsvarianten darge
stellt. Um eine materialsparende Herstellung zu ermöglichen,
bauen sich die Rippen (20) aus mehreren aneinanderliegenden
Rippensegmenten (20a, 20b, 20c) auf. Die Rippensegmente (20a,
20b, 20c) gemäß Fig. 6a sind prinzipiell gleichgestaltet
und liegen mit ihren Schmalseiten (35, 36) aneinander. An den
Rippensegmenten (20a, 20b, 20c) sind Durchzüge (21a, 21b) für
die Ovalrohre (14, 15) ausgebildet. Die Durchzüge (21a, 21b)
sind entsprechend der Anordnung und Ausrichtung der Ovalrohre
(14, 15) an den Rippensegmenten (20a, 20b, 20c) eingebracht.
Jedes Rippensegment (20a, 20b, 20c) ist mit Durchzügen (21) zur
Aufnahme zweier Rohrreihen versehen.
Im montierten Zustand bilden die Rippensegmente (20a, 20b, 20c)
eine Rippe (20) mit kreisförmiger Innenkante (37). Demgegenüber
weist die durch die Rippensegmente (20a, 20b, 20c) gebildete
Außenkante (38) einen nicht kreisförmigen Verlauf auf. Diese
Formgebung, die zu keiner Funktionsbeeinträchtigung des Rippen-
Rohrblockes (13) führt, hat jedoch bei der Herstellung Vor
teile, da hierdurch eine materialsparende Herstellung möglich
ist. Die Anordnung der Rippensegmente (20a, 20b, 20c) bei der
Herstellung geht aus Fig. 6b hervor. Die Herstellung der
Rippensegmente (20a, 20b, 20c) erfolgt zweckmäßigerweise in
einem Stanzverfahren.
In den Fig. 7a und 7b ist eine weitere Ausführungsvariante des
Rippen-Rohrblockes (13) dargestellt. Zur Beschreibung der
Fig. 7a und 7b sollen die bei der Beschreibung der Fig. 6a und
6b eingeführten Bezugszeichen ebenfalls verwendet werden. Die
in Fig. 7a dargestellte Rippe (20) ist mit konzentrisch in zwei
Reihen angeordneten Durchzügen (21a, 21b) versehen. Die Durch
züge (21a, 21b) verschiedener Reihen der Rippe (20) sind
versetzt zueinander angeordnet und weisen unterschiedliche
Ausrichtungen auf. Die Stirnkante (39) der Rippensegmente (20a,
20b) besitzt näherungsweise einen Z-förmigen Verlauf, wodurch
unerwünschte Bypass- Strömungen der Abströmluft verhindert
werden. Während die Innenkante (37) der Rippe (20) kreisförmig
verläuft, weicht die Außenkante (38) geringfügig von der Kreis
form ab. Aus Fig. 7b geht die Anordnung der Rippensegmente
(20a, 20b) bei deren Herstellung hervor.
Aus den Fig. 8a und 8b ist eine weitere Variante der Rippen
(20) ersichtlich, bei der die Durchzüge (21a, 21b) in zwei
Reihen auf konzentrischen Kreislinien angeordnet sind. Die
Durchzüge (21a, 21b) verschiedener Reihen besitzen gleiche Aus
richtung. Die Rippe (20) baut sich ebenfalls aus mehreren
Rippensegmenten (20a, 20b, 20c) auf, wobei an jedem Rippen
segment (20a, 20b, 20c) zwei Reihen von Durchzügen (21a, 21b)
eingebracht sind. Die Anordnung der Rippensegmente (20a, 20b)
bei der Herstellung geht aus der Fig. 8b hervor.
Die Rippen (20) des Rippen-Rohrblockes (13) gemäß Fig. 9a sind
aus Rippensegmenten (20a, 20b, 20c) aufgebaut, die jeweils mit
zwei Durchzugsreihen versehen sind, die auf konzentrischen
Kreisen (26, 27) angeordnet sind. Die Rippensegmente (20a, 20b,
20c) der Rippe (20) bilden eine kreisförmige Innenkante (37).
Demgegenüber besitzt die Außenkante (38) der Rippen (20) des
Rippen-Rohrblockes (13) einen von der Kreisform abweichenden
Verlauf. Die einzelnen Rippensegmente (20a, 20b, 20c) stoßen
mit ihren schräg verlaufenden Schmalseiten (35, 36) aneinander.
Aus Fig. 9b geht hervor, daß die Herstellung der Rippensegmente
(20a, 20b, 20c) mit wenig Materialüberschuß erfolgen kann.
Bei der in Fig. 10a dargestellten Ausführungsform des Rippen-
Rohrblocks (13) sind dessen Rippen (20) aus mehreren Rippen
segmenten (20a, 20b, 20c) aufgebaut, die ähnlich den Rippen
segmenten (20a, 20b) gemäß Fig. 10a ausgebildet sind. Die
Rippensegmente (20a, 20b, 20c) besitzen jeweils eine Z-förmig
verlaufende Vorder- und Hinterkante (35 und 36). Jedes Rippen
segmente (20a, 20b, 20c) ist mit zwei konzentrisch angeordneten
Durchzugsreihen mit Durchzügen (21a, 21b) versehen. Hierbei
sind die Durchzüge (21a, 21b) verschiedener Durchzugsreihen
versetzt zueinander angeordnet.
Die Rippensegmente (20a, 20b, 20c) bilden eine kreisförmige
Innenkante (37). Demgegenüber weicht die Außenkante (38)
geringfügig von der Kreisform ab.
Aus Fig. 10b geht die Anordnung der Rippensegmente (20a, 20b,
20c) der Fig. 10a bei der Herstellung hervor. Demgemäß wird
auch in diesem Fall eine materialsparende Herstellung ermög
licht, da Verschnitt lediglich an den Rändern des Streifen
bandes auftritt.
Der Rippen-Rohrblock (13) gemäß Fig. 11a besitzt Rippen (20),
die mit zwei auf konzentrischen Kreisen (26, 27) angeordneten
Durchzugsreihen versehen sind. Die Durchzüge (21a, 21b) der
Durchzugsreihen zur Aufnahme der Ovalrohre (14, 15) sind mit
gleicher Ausrichtung radialliegend zueinander angeordnet. Die
Rippen (20) bestehen aus mehreren Rippensegmenten (20a, 20b,
20c), die mit ihren Stirnseiten aneinanderliegen. Die Innen
kante (37) und die Außenkante (38) der Rippen (20) besitzt
jeweils einen polygonförmigen Verlauf. Die Anordnung der
Rippensegmente (20a, 20b, 20c) während der Herstellung ist in
Fig. 11b dargestellt.
In den Fig. 12a bis 17a sind die Rippen (20) eines Rippen-
Rohrblocks (13) dargestellt, bei dem die Ovalrohre (14, 15)
polygonförmig angeordnet sind. Es sei angemerkt, daß bei diesen
Ausführungsvarianten ebenfalls die Wasserkästen (18, 19)
Polygonform annehmen.
Die Rippen (20) des in Fig. 12a dargestellten Rippen-Rohr
blockes (13) besitzen mehrere Rippensegmente (20a, 20b, 20c),
in die jeweils zwei Durchzugsreihen für Durchzüge (21a, 21b)
eingebracht sind. Die Durchzugsreihen sind hierbei zueinander
parallel angeordnet. Die Rippensegmente (20a, 20b, 20c) be
sitzen jeweils Trapezform und stoßen mit ihren Kanten (35, 36)
aneinander. Die Trapezform der Rippensegmente (20a, 20b, 20c)
bringt sowohl einen polygonförmigen Verlauf der Innenkante (37)
als auch der Außenkante (38) der Rippe (20) mit sich. Hierbei
umschließt die Innenkante (37) einen Innenkreis (40), der einen
größeren Durchmesser als der Außenradius des Lüfterrades (12)
aufweist.
Fig. 12b zeigt die Anordnung der Rippensegmente (20a, 20b, 20c)
bei deren Herstellung. Auch bei trapezförmig ausgebildeten
Rippensegmenten (20a, 20b) ist eine materialsparende Her
stellung möglich.
In den Fig. 13a und 14a sind prinzipiell ähnliche Varianten des
Rippen-Rohrblockes (13) wie die in Fig. 12a dargestellte
gezeigt.
Bei dem in Fig. 15a dargestellten Rippen-Rohrblock (13) bauen
sich die Rippen (20) aus Rippensegmenten (20a, 20b, 20c) auf,
die einen abgeknickten Endbereich (41) besitzen. Die einzelnen
Rippensegmente (20a, 20b, 20c) sind mit jeweils zwei parallel
zueinander angeordneten Durchzugsreihen versehen. Hierbei sind
die Durchzüge (21a, 21b) versetzt zueinander und mit unter
schiedlicher Ausrichtung angeordnet. Die Anordnung der Rippen
segmente (20a, 20b, 20c) bei deren Herstellung geht aus Fig.
15b hervor.
Bei der in Fig. 16a dargestellten Ausführungsform sind die
Rippen (20) des Rippen-Rohrblocks (13) aus trapezförmigen
Rippensegmenten (20a, 20b, 20c) aufgebaut. Hierbei ist jedes
Rippensegment (20a, 20b, 20c) mit zwei parallel zueinander
angeordneten Durchzugsreihen versehen. Die Rippensegmente (20a,
20b, 20c) sind derart versetzt zueinander angeordnet, daß
sowohl die Innenkante (37) als auch die Außenkante (38) einen
sägezahnähnlichen Verlauf annehmen. Die Durchzüge (21a, 21b)
der Rippen (20) verschiedener Durchzugsreihen sind zueinander
versetzt angeordnet. Fig. 16b zeigt eine vergrößerte Dar
stellung eines Rippensegmentes (20a) der Rippe (20) gemäß Fig.
16a.
Fig. 17a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Rippen-
Rohrblocks (13), bei dem jedoch drei Rohrreihen mit Ovalrohren
vorgesehen sind. Die polygonförmig angeordneten Rohre sind mit
Rippen (20) versehen, die sich aus mehreren Rippensegmenten
(20a, 20b, 20c) aufbauen. Jedes Rippensegment (20a, 20b, 20c)
ist mit drei parallel zueinander angeordneten Reihen von
Durchzügen (21a, 21b, 21c) für Ovalrohre versehen. Hierbei sind
die Durchzüge (21a, 11b, 21c) verschiedener Durchzugsreihen
versetzt zueinander angeordnet. Demgemäß besitzen auch die
Ovalrohre des Rippen-Rohrblockes (13) gemäß Fig. 17a eine
derartige Anordnung. Hierdurch wird eine gute Strömungsführung
der aus dem nicht dargestellten Lüfter abströmenden Luft mit
geringem Strömungswiderstand erzielt.
Die Rippensegmente (20a, 20b, 20c), die jeweils trapezförmig
ausgebildet sind, bilden eine polygonförmige Innenkante (37)
und Außenkante (38). Die Anordnung der Rippensegmente (20a,
20b, 20c) bei deren Herstellung geht aus Fig. 17b hervor.
Die in den Fig. 12a, 13a, 14a, 16a, 17a dargestellten Rippen
segmente (20a, 20b, 20c) sind aus einem gemeinsamen Grund
segment herstellbar. Das mit einem bestimmten Durchzugsraster
versehene Grundsegment kann durch wahlweise Abtrennung zur
Herstellung von Rippensegmenten (20a, 20b, 20c) dienen, die
Rippen (20) mit unterschiedlichem Innendurchmesser (40), Durch
zugsreihen oder Eckenzahl bilden.
Allen vorstehend beschriebene Ausführungsformen des Rippen-
Rohrblocks (13) ist gemeinsam, daß durch die Anordnung und
Ausrichtung der Ovalrohre eine Strömungsführung für die aus
dem Lüfter abströmende Luft erzielt wird, die einen geringen
Strömungswiderstand aufweist. Hierdurch wird die bei Kraft
fahrzeugen unerwünschte Geräuschbildung reduziert. Weiterhin
kann mit den aus Rippensegmenten (20a, 20b, 20c) aufgebauten
Rippen (20) des Rippen-Rohrblocks (13) eine materialsparende
Herstellung erreicht werden. Hierdurch sind die Herstellungs
kosten für einen derartig ausgebildeten Ringwärmetauscher (10)
infolge der materialsparenden Herstellung gering.
Claims (23)
1. Ringwärmetauscher, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-
Klimaanlage, mit um einen Lüfter angeordneten Rohren, denen
segmentweise aufgebaute Rippen zugeordnet sind, die mit Abstand
zueinander in der Längsrichtung der Rohre angeordnet und mit
Durchzügen zur Aufnahme der Rohre versehen sind, und mit den
Enden der Rohre zugeordneten Wasserkästen, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohre (14, 15) mit nicht kreisförmigem
Querschnitt ausgebildet sind und die Anordnung und/oder die
Ausrichtung der Rohre (14, 15) an den Strömungsverlauf der
Abströmluft des Lüfters (11) derart angepaßt ist, daß der
Strömungswiderstand minimiert ist.
2. Ringwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Rohre als Ovalrohre (14, 15) ausgebildet sind.
3. Ringwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rohre (14, 15) auf mindestens einem
konzentrischen Kreis (26, 27) um den Lüfter (11) angeordnet
sind.
4. Ringwärmetauscher nach einem oder mehreren der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (14,
15) polygonförmig um den Lüfter (11) angeordnet sind.
5. Ringwärmetauscher nach einem oder mehreren der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Radialrich
tung des Ringwärmetauschers (10) mehrere Rohrreihen vorgesehen
sind.
6. Ringwärmetauscher nach einem oder mehreren der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (14,
15) in Radialrichtung hintereinanderliegend angeordnet sind.
7. Ringwärmetauscher nach einem oder mehreren der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (14,
15) in Radialrichtung des Ringwärmetauschers (10) zueinander
versetzt angeordnet sind.
8. Ringwärmetauscher nach einem oder mehreren der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (14,
15) in Radialrichtung des Ringwärmetauschers (10) mit ver
schiedener Ausrichtung angeordnet sind.
9. Ringwärmetauscher nach einem oder mehreren der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (14,
15) in radialer Richtung des Ringwärmetauschers (10) in Form
von die Abströmluft führenden Leitschaufeln angeordnet sind.
10. Ringwärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohre (14, 15) in Richtung der resultierenden
Abströmgeschwindigkeit der Abströmluft des Lüfters (11) angeord
net sind.
11. Ringwärmetauscher nach einem oder mehreren der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rippensegmente
(20a, 20b, 20c) vorgesehen sind, die mit der Anordnung und Aus
richtung der Rohre (14, 15) entsprechenden Durchzügen (21a,
21b, 21c) versehen sind.
12. Ringwärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß in Radialrichtung des Ringwärmetauschers (10)
mehrere hintereinander angeordnete Rippensegmente (20a, 20b,
20c) vorgesehen sind.
13. Ringwärmetauscher nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rippensegmente (20a, 20b, 20c) in
Radialrichtung des Ringwärmetauschers (10) zueinander versetzt
angeordnet sind.
14. Ringwärmetauscher nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rippensegmente (20a, 20b, 20c) näherungsweise
Z-förmig zueinander versetzt angeordnet sind.
15. Ringwärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippensegmente (20a, 20b, 20c)
streifenförmig ausgebildet sind.
16. Ringwärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippensegmente (20a, 20b, 20c)
eine nicht konzentrisch zueinander verlaufende Innen- und
Außenkante (37, 36) aufweisen.
17. Ringwärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundsegment vorgesehen ist,
aus dem wahlweise verschiedenartige Rippensegmente herstellbar
sind.
18. Ringwärmetauscher nach einem der Ansprüche 11 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippensegmente (20a, 20b, 20c)
polygonförmig angeordneter Rohre (14, 15) näherungsweise
Trapezform besitzen.
19. Ringwärmetauscher nach einem oder mehreren der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte
Rippensegmente (20a, 20b, 20c) an ihren Schmalseiten (35, 36)
aneinanderstoßen.
20. Ringwärmetauscher nach Anspruch 16 oder 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rippensegmente (20a, 20b, 20c) in
Radialrichtung des Wärmetauschers mit parallel zueinander
liegenden Durchzügen (21a, 21b, 21c) versehen sind.
21. Ringwärmetauscher nach einem oder mehreren der voran
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmluft
des Lüfters (11) führende Leitmittel (25) vorgesehen sind.
22. Ringwärmetauscher nach Anspruch 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß Leitschaufeln (25) vorgesehen sind, die im
Bereich des anströmseitigen Wasserkastens (19) angeordnet sind.
23. Ringwärmetauscher nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Leitschaufeln (25) am Wasserkasten (19)
integriert ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914109127 DE4109127A1 (de) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Ringwaermetauscher, insbesondere fuer eine kraftfahrzeug-klimaanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914109127 DE4109127A1 (de) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Ringwaermetauscher, insbesondere fuer eine kraftfahrzeug-klimaanlage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4109127A1 true DE4109127A1 (de) | 1992-09-24 |
Family
ID=6427791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914109127 Withdrawn DE4109127A1 (de) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Ringwaermetauscher, insbesondere fuer eine kraftfahrzeug-klimaanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
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