DE681304C - Waermeaustauscher, insbesondere fuer Fahrzeugmotoren - Google Patents

Description

• Wärmeaustauscher, insbesondere für Fahrzeugmotoren Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher derjenigen Art, bei welcher wie bei den sogenannten Röhrchenkühlern der eine Wärmeträger, beispielsweise Luft, durch eine Vielheit paralleler Rohre strömt, während der andere Wärmeträger, beispielsweise Wasser, über die Außenfläche dieser Rohre strömt.
• Während bei den bekannten Wärmeaustauschern dieser Art die letztere Strömung ungeregelt vor sich geht, und zwar in einer Weise; die nicht die größte Wärmeaustauschwirkung mit sich bringt, ist gemäß der Erfindung für den zweiten, die Rohre von außen bespülenden Wärmeträger eine bestimmte Strömungsrichtung und Verteilung vorgeschrieben, so daß der für die Leistung günstigste Strömunggverlauf, der sogenannte Gegenstrom, erreicht ist. Zur Verwirklichung der Erfindung dient einverhältnismäßigeinfachesMittel: zwischen den vom ersten Wärmeträger durchströmten Rohren sind diese Rohre entlang, Mantellinien berührend, Zwischenkörper angeordnet, die verhindern, daß der zweite Wärmeträger im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Rohre fließt und ihn vielmehr zwingen, in der Längsrichtung der Rohre an deren Außenseite entlang zu strömen. Durch entsprechende Anordnung des Zulaufes und des Ablaufes für den zweiten Wärmeträger wird Gegenstrom erzielt.
• Besonders zweckmäßig werden hierbei die Zwischenkörper selbst als Rohre ausgebildet, die dann vom zweiten Wärmeträger durchströmt werden und die wärmeabgebende Oberfläche wesentlich vergrößern. Zwei Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt: Fig. i ist ein senkrechterSchnitt durch den Wärmeaustauscher in einer Ebene der Strömungsrichtung des ersten Wärmeträgers; Fig. a ist ein Teil eines senkrecht hierzu geführten Schnittes in größerem Maßstab; Fig.3 zeigt einen gleichartigen Längsschnitt wie Fig. i für eine zweite Ausführungsform; Fig. q. ist ein der Fig. z entsprechender Querschnitt dieser zweiten Ausführungsform. Bei den Beispielen ist angenommen, daß der Wärmeaustauscher als Kühler . für das Kühlwasser"einer Brennkraftmaschine, etwa eines Kraftfahrzeugoder Luftfahrzeugmotors, dient.
• Der Kühler besteht im wesentlichen aus reihenweise neben- und übereinander angeordneten Röhrchen a, durch die der erste Wärmeträger, die Außenluft, in Richtung des in Fig. i gezeichneten Pfeiles strömt. Die Enden der Röhrchen ä sind aufgebördelt, so daß Flanschen b entstehen, und diese sind an ihren Rändern dicht miteinander verbunden, je eineAbschlußwand für denzweitenWärmeträger bildend. Dieser, im vorliegenden Fall Kühlerwasser, strömt atis dem Wasserkasten c in der Nähe der einen durch die Flanschen b gebildeten Abschlußwand zu und aus dem Wasserkasten d in der Nähe der anderen Abschlußwand wieder ab.
• Zwischen den Rohren a liegen nun erfindungsgemäß als Zwischenkörper Röhrchen e, die die Röhrchen a entlang Mantellinie abdichtend und wärmeübertragend berühren und kürzer sind als letztere, so daß zwischen je einer durch die Flanschen b gebildeten Abschlußwand und den Enden der Rohre e ein Verteilerkanal f und ein Sammelkanal g für den zweiten Wärmeträger (Wasser) frei bleibt.
• Dieser zweite Wärmeträger (Wasser) ist durch die zwischengefügten Rohre e nunmehr gezwungen, seinen Weg in den Verteilerkanal f zu nehmen und aus diesem sich durch die Zwischenrohre e und die Zwischenräume zwischen den Rohren a und e zu verteilen, um nach einer Strömung entlang diesen Rohren im Gegenstrom zu der Luftströmung zu fließen und dann in den Sammelkanal g und aus diesem zum Wasserkasten d und dem Auslaß zu gelangen.
• In Fig. i und 3 ist die Strömung durch Pfeile angedeutet.
• Durch allmähliche Verengung des Verteilerkanals f in Richtung von seiner Einlaßstelle weg kann der zweite Wärmeträger (Wasser) gezwungen werden; sich ' gleichmäßig über die Rohre und zwischen diesen zu verteilen. Diese Wirkung wird unterstützt, wenn, wie aus den gezeichneten Beispielen ersichtlich ist, der Sammelkanal g in Richtung auf seinen Auslaß zu allmählich erweitert wird, und zwar durch entsprechende Bemessung der Länge der Zwischenröhre e. Am günstigsten wird diese allmähliche Verengung und Erweiterung so gewählt, daß die Querschnitte des Verteilerkanals und des Sammelkanals in Höhe der einzelnen Rohrreihen jeweils gleich sind.
• Werden; wie in Fig: i gezeichnet, Ein- und Auslaß in die Kanäle f und g oben angeordnet; dann werden die Zwischenrohre e von Reihe. zu Reihe von oben nach unten länger. Gleich lange Zwischenrohre können angewendet werden, wenn der Einlaß oben, der Auslaß unten angeordnet ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich.
• Es ist nicht unbedingt notwendig, däß als unterteilende Zwischenkörper zwischen den Rbhren ct ebenfalls Rohre verwendet sind. Auch Vollkörper sind an sich geeignet, doch ergeben Rohre eine größere wärmeübertragende (Oberfläche. Um diese wärmeübertragende Oberfläche noch- weiter zu vergrößern; können mehr Zwischenrohre in wärmeübertragender Berührung mit den Rohren a angeordnet werden, als zur Verhinderung der Querströmung des zweiten Wärmeträgers zum ersten Wärmeträger erforderlich ist. Eine solche Vermehrung der Zahl der Zwischenrohre ist aus Fig. 2 ersichtlich.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher, insbesondere für Fahrzeugmotoren, bei dem der eine Wärmeträger durch eine Vielheit paralleler, von an ihren Mündungen unter Bildung je einer die Öffnungen frei lassenden Stirnwand miteinander verbundener, im übrigen aber im Abstand voneinander gehaltener Rohre, der andere in dem Abstand zwischen den Rohren über deren l\,ttßenflächen strömt, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Einbau von Zwischenkörpern, die in wärmeübertragender Verbindung mit den Rohren stehen und Abstand von den Stirnwänden haben, der zweite Wärmeträger gezwungen wird, längs den Rohren zu fließen.
2. 2: Wärmeaustaüscher nach Anspruch i, dadurchgekennzeichnet, daßdieZwischenkörper als beiderseits offene Rohre ausgebildet sind.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehr Zwischenrohr, als zur Verhinderung der Querströmung nötig, zwischen den vom ersten Wärmeträger durchströmten Rohren angeordnet sind. y q..
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Zwischenrohre nahe dem Einlaß für den zweiten Wärmeträger in größerer Entfernung von dem Abschluß des Verteilerkanals an den Enden der vom ersten Wärmeträger durchflossenen Rohre stehen als an der dem Einlaß abgekehrten Stelle des Verteilerkanals.
5. 5. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Zwischenrohre an der Auslaßstelle des Sammelkanals in größerer Entfernung von dem am Ende der Rohre für den ersten Wärmeträger befindlichen Abschluß des Sammelkanals stehen als an der von der Auslaßstelle entferntesten Stelle des Sammelkanals.