EP1944564A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

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EP1944564A1
EP1944564A1 EP07024486A EP07024486A EP1944564A1 EP 1944564 A1 EP1944564 A1 EP 1944564A1 EP 07024486 A EP07024486 A EP 07024486A EP 07024486 A EP07024486 A EP 07024486A EP 1944564 A1 EP1944564 A1 EP 1944564A1
Authority
EP
European Patent Office
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heat exchanger
gills
guide
exchanger according
tubes
Prior art date
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Application number
EP07024486A
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English (en)
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EP1944564B1 (de
Inventor
Holger Auchter
Andreas Eilemann
Michael Müller
Matthias Traub
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1944564B1 publication Critical patent/EP1944564B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0417—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with particular circuits for the same heat exchange medium, e.g. with the heat exchange medium flowing through sections having different heat exchange capacities or for heating/cooling the heat exchange medium at different temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F28F1/128—Fins with openings, e.g. louvered fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/04—Assemblies of fins having different features, e.g. with different fin densities

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, with flowed through by a medium pipes, between which guide means for a further medium are arranged, which is supplied to the heat exchanger on an inflow side, the tubes flows around in the interstices with the guide means and on a downstream side is dissipated.
  • the object of the invention is to provide a heat exchanger according to the preamble of claim 1, which allows a simple way a different air conditioning, in particular heating, in different areas of a motor vehicle.
  • the object is in a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, with flowed through by a medium pipes, between which guide means for a further medium are arranged, which is supplied to the heat exchanger on an inflow side, the tubes flows around in the interstices with the guide means and on a Discharged side, is achieved in that the region of the heat exchanger with the tubes and the guide means is internally divided into zones by at least one separation region.
  • the tubes are preferably flat tubes with a substantially rectangular cross-section.
  • the guide devices are preferably corrugated ribs. The corrugated ribs are, at least partially, equipped with gills.
  • an undesirable overflow of the further medium in particular of air, can occur from one zone to another zone which has a different pressure level on the outflow side.
  • an undesired overflow of the further medium that is to say a short circuit, between different zones can at least be severely restricted.
  • a preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that at least one separation region extends substantially transversely to the tubes. This separation area is interrupted by the pipes. If the separation area extends substantially parallel to the tubes, then the tubes themselves can prevent an undesirable overflow of the further medium, ie an internal short circuit, between different zones.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that a guide is partially compressed in at least one separation area so strong that an overflow of the other medium between different zones is at least greatly limited.
  • a corrugated fin in the separation region has a higher rib density than in the remaining region of the corrugated fin.
  • a further preferred exemplary embodiment of the heat exchanger is characterized in that a guide device provided with gills has no gills in at least one separation region. Due to the interruption of the belting, an overflow of the further medium between different zones is at least severely restricted.
  • a further preferred exemplary embodiment of the heat exchanger is characterized in that a guide device provided with gills has at least one separation region, in particular by material connection or mechanically closed gills.
  • the material bond can be created by gluing or soldering. By gluing or soldering the Bekiemung overflow of the additional medium between different zones is at least severely limited.
  • the gills can also be closed mechanically, for example with the aid of a suitable tool.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that the gill-equipped guide cyclically alternately having areas with gills and separation areas without gills or with closed gills. This creates potential separation areas that can be used to separate individual zones when needed.
  • a further preferred exemplary embodiment of the heat exchanger is characterized in that a guide device with a continuous surface is arranged in at least one separating region. This means that the guide means in the separation region has no through holes, which would allow an undesirable overflow of the other medium.
  • the guide is designed in the separation area in particular without gills.
  • a further preferred exemplary embodiment of the heat exchanger is characterized in that at least two guide devices or guide device sections of a guide device are arranged between two tubes, between which an intermediate part is arranged in a separating region.
  • the intermediate part interrupts or minimizes a flow between the tubes in the longitudinal direction.
  • the intermediate part can be designed as a separate component or connected to one of the guide devices.
  • Another preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that a plurality of intermediate parts are attached to a connecting element.
  • the intermediate parts are preferably integrally connected to the connecting element.
  • a comb-like separator is provided, the tines represent the intermediate parts.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger is characterized in that the tubes and / or the guide on the inflow side and / or on the outflow side are provided in at least one separation region with at least one external separator.
  • the external separating element is, for example, a glued-on plastic strip.
  • the invention further relates to a method for producing a gill-equipped guide device for a heat exchanger described above, in which the gills are closed at least partially, in particular mechanically or cohesively, after a cutting operation in at least one separation region.
  • the guide is preferably a corrugated fin.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the mechanical closing of the gills is done by embossing.
  • the embossing is preferably carried out before folding the guide, in particular the corrugated fin.
  • the embossing can also be carried out, for example with the aid of a needle-like tool, on a heat exchanger equipped with the guide.
  • the gills can also be closed cohesively, for example by gluing or soldering.
  • the heat exchanger 1 is a radiator of a motor vehicle.
  • the radiator 1 comprises two headers 2, 3 for hot water.
  • At least one of the collection boxes 2, 3 is equipped with an inlet nozzle and / or an outlet for the warm water.
  • a continentcountry tragerbtock 5 extends with a plurality of tubes 7, 8, 9, 10, which extend between the collecting tanks 2 and 3.
  • the tubes 7 to 10 are flat tubes, each having a substantially rectangular cross-section.
  • the louvers 14, 15 are preferably for guiding air, which is passed for heating between the tubes 7 to 10.
  • the heat exchanger block 5 is divided into four zones 17 to 20.
  • the two zones 17, 18 serve to heat a left / right separated front area of a motor vehicle.
  • the two zones 19, 20 serve to heat a left / right separated rear area of the motor vehicle.
  • the radiator 1 is glued on the downstream side air to the external zone separation 22.
  • the external zone separation 22 comprises an external longitudinal separation element 24 and an external transverse separation element 25.
  • the two external separation elements 24, 25 are arranged crosswise.
  • the longitudinal separating element 24 extends in the longitudinal direction of a tube arranged underneath.
  • the transverse separating element 25 is arranged perpendicular to the longitudinal separating element 24.
  • FIG. 2 is indicated by a double arrow 28 that it may come in certain operating conditions to an unwanted internal overflow of air through the gill fields of a corrugated fin 29 from one zone to another zone.
  • Such an internal short circuit between two different zones is mainly caused by different air side pressure levels.
  • FIG. 3 is a gill field 30 of the corrugated fin 15 indicated.
  • the gills are elongated openings in the corrugated rib, each bounded by two adjacent gills.
  • the zone separation between the adjacent zones 17, 18 and the adjacent zones 19, 20 runs parallel to the flat tubes.
  • the flat tube extending under the external partition 24 prevents internal overflow of air between the zones 17, 18 and between the zones 19, 20.
  • FIGS. 4 to 14 various embodiments of separation areas are shown as an internal overflow of air between the zones 17, 19 and between the zones 18, 20 can be prevented.
  • the zone separation line is at an angle of 90 degrees to the flat tubes.
  • FIG. 4 it can be seen that between two flat tubes 41, 42, a corrugated fin 44 is arranged.
  • the corrugated fin 44 has a normal rib density in two sections 45 and 46. Between the two sections 45, 46, a separation region 48 is arranged, which has a higher rib density.
  • the higher rib density or rib densification can be achieved by local deceleration in rib manufacture.
  • FIG. 5 two tubes 51, 52 are shown in perspective, between which a corrugated fin 54 is arranged.
  • the corrugated fin 54 is equipped with a plurality of gills 55, 56, 57.
  • FIG. 6 it can be seen that the gills 55 to 57 are punched / punched out of the surface of the corrugated rib 54 in such a way that apertures 58, 59, 60 are released.
  • the openings 58 to 60 each have the shape of an elongated rectangle.
  • FIG. 7 is between two tubes 61, 62 an unsecured corrugated fin 64 is arranged.
  • the rib 64 extends as in FIG. 5 illustrated embodiment zigzag between the two tubes 61, 62nd
  • FIG. 8 it can be seen that the uncovered corrugated fin 64 has a smooth surface. Due to the uncovered corrugated rib 64, an undesired internal short circuit between two zones is prevented in a separation region. According to one essential aspect of the invention, only one area or section of the corrugated fin can be executed.
  • a corrugated fin 70 can also have cyclically alternating sections 71, 72 and unsecured sections 73, 74, 75.
  • the corrugated rib in FIG. 9 is shown in unwound form before a subsequent convolution. During folding, the corrugated fin gets its essentially zigzag shape. The corrugated rib can be partially or completely clear.
  • the gills of a corrugated fin are closed again after being cut, for example by being embossed.
  • the gills can also be closed cohesively, for example by soldering or gluing. To close the gills, glue, resin, aluminum solder or flux can be used.
  • FIG. 10 are between two tubes 81, 82 two bekiemte corrugated fins 84, 85 arranged. Between the two corrugated fins 84, 85, an intermediate part 88 is arranged, which prevents an internal overflow of air. By the intermediate part 88 flows are interrupted longitudinally between the tubes 81, 82 or minimized.
  • the intermediate part 88 can be designed as a separate intermediate part or connected to a corrugated fin 84, 85.
  • FIG. 11 is between bekiete corrugated ribs 91, 92 94 arranged_ at 98 is indicated that the gills of the corrugated fin 94, for example, with adhesive or paint can be closed to form a separation area.
  • the gills in the separation area 98 can also be closed by welding or soldering.
  • the gills of the corrugated fin 94 in the separation area 98 are closed by solder-enriched flux.
  • a bekiemte corrugated fin 104 is arranged in FIG. 12 between two pipes 101, 102 .
  • the corrugated rib gaps are filled, for example with glue, lacquer or solder.
  • FIG. 13 the three flat tubes 111, 112, 113 are shown. Between two adjacent flat tubes 111, 112; 112, 133 are each two corrugated ribs or corrugated fin sections 115, 116 and 117, 118 are arranged. The corrugated fin sections 115, 116 and 117, 118 are each separated by an intermediate part 121, 122 from each other. The intermediate parts 121, 122 are pressed in before or after the soldering.
  • FIG. 14 is indicated that a plurality of intermediate parts 121, 122 may be integrally connected to a connecting element 130.
  • a connecting element 130 By the connecting element 130 with the intermediate parts 121, 122, a comb-like separating element is provided.
  • a corrugated fin 126 with open gills 128 disposed between the flat tube 113 and another flat tube 124.
  • the gills of a corrugated fin are at least partially closed by mechanical stamping after a previous gill cutting process. After at least partially closing the gills, the corrugated fin is folded.
  • the mechanical embossing of the gills can be done before or after soldering the associated heat exchanger block. After soldering, the embossing of the gills may be performed, for example, with a needle-like tool inserted into the corrugated fin to close or bend the erected gills.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit von einem Medium durchströmten Rohren (41,42), zwischen denen Leiteinrichtungen (44) für ein weiteres Medium angeordnet sind, das dem Wärmeübertrager auf einer Anströmseite zugeführt wird, die Rohre in den Zwischenräumen mit den Leiteinrichtungen umströmt und auf einer Abströmseite abgeführt wird. Um auf einfache Art und Weise eine unterschiedliche Klimatisierung in verschiedenen Bereichen eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, ist der Bereich des Wärmeübertragers mit den Rohren und den Leiteinrichtungen durch mindestens einen Trennbereich (48) intern in Zonen unterteilt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit von einem Medium durchströmten Rohren, zwischen denen Leiteinrichtungen für ein weiteres Medium angeordnet sind, das dem Wärmeübertrager auf einer Anströmseite zugeführt wird, die Rohre in den Zwischenräumen mit den Leiteinrichtungen umströmt und auf einer Abströmseite abgeführt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmeübertrager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der auf einfache Art und Weise eine unterschiedliche Klimatisierung, insbesondere Beheizung, in verschiedenen Bereichen eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.
  • Die Aufgabe ist bei einem Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit von einem Medium durchströmten Rohren, zwischen denen Leiteinrichtungen für ein weiteres Medium angeordnet sind, das dem Wärmeübertrager auf einer Anströmseite zugeführt wird, die Rohre in den Zwischenräumen mit den Leiteinrichtungen umströmt und auf einer Abströmseite abgeführt wird, dadurch gelöst, dass der Bereich des Wärmeübertragers mit den Rohren und den Leiteinrichtungen durch mindestens einen Trennbereich intern in Zonen unterteilt ist. Bei den Rohren handelt es sich vorzugsweise um Flachrohre mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Bei den Leiteinrichtungen handelt es sich vorzugsweise um Wellrippen. Die Wellrippen sind, zumindest teilweise, mit Kiemen ausgestattet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass es in bestimmten Betriebszuständen zu einem unerwünschten Überströmen des weiteren Mediums, insbesondere von Luft, von einer Zone in eine andere Zone kommen kann, die auf der Abströmseite ein anderes Druckniveau hat. Durch die Zonentrennbereiche kann ein unerwünschtes Überströmen des weiteren Mediums, also ein Kurzschluss, zwischen unterschiedlichen Zonen zumindest stark eingeschränkt werden.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens ein Trennbereich im Wesentlichen quer zu den Rohren erstreckt. Dieser Trennbereich wird durch die Rohre unterbrochen. Wenn sich der Trennbereich im Wesentlichen parallel zu den Rohren erstreckt, dann können die Rohre selbst ein unerwünschtes Überströmen des weiteren Mediums, also einen internen Kurzschluss, zwischen unterschiedlichen Zonen verhindern.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Leiteinrichtung in mindestens einem Trennbereich partiell so stark verdichtet ist, dass ein Überströmen des weiteren Mediums zwischen unterschiedlichen Zonen zumindest stark eingeschränkt wird. Vorzugsweise hat eine Wellrippe in dem Trennbereich eine höhere Rippendichte als im übrigen Bereich der Wellrippe.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Kiemen versehene Leiteinrichtung in mindestens einem Trennbereich keine Kiemen aufweist. Durch die Unterbrechung der Bekiemung wird ein Überströmen des weiteren Mediums zwischen unterschiedlichen Zonen zumindest stark eingeschränkt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Kiemen versehene Leiteinrichtung in mindestens einem Trennbereich, insbesondere durch Stoffschluss oder mechanisch, verschlossene Kiemen aufweist. Der Stoffschluss kann durch Verkleben oder Verlöten geschaffen werden. Durch die Verklebung oder Verlötung der Bekiemung wird ein Überströmen des weiteren Mediums zwischen unterschiedlichen Zonen zumindest stark eingeschränkt. Die Kiemen können auch mechanisch, zum Beispiel mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs, verschlossen werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass die mit Kiemen versehene Leiteinrichtung zyklisch wechselnd Bereiche mit Kiemen und Trennbereiche ohne Kiemen oder mit verschlossenen Kiemen aufweist. Dadurch werden potentielle Trennbereiche geschaffen, die bei Bedarf zur Trennung einzelner Zonen voneinander verwendet werden können.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Trennbereich eine Leiteinrichtung mit einer durchgehenden Oberfläche angeordnet ist. Das bedeutet, dass die Leiteinrichtung in dem Trennbereich keine Durchgangslöcher aufweist, die ein unerwünschtes Überströmen des weiteren Mediums ermöglichen würden. Die Leiteinrichtung ist in dem Trennbereich insbesondere ohne Kiemen ausgeführt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Rohren mindestens zwei Leiteinrichtungen oder Leiteinrichtungsabschnitte einer Leiteinrichtung angeordnet sind, zwischen denen in einem Trennbereich ein Zwischenteil angeordnet ist. Das Zwischenteil unterbricht beziehungsweise minimiert eine Strömung zwischen den Rohren in Längsrichtung. Das Zwischenteil kann als separates Bauteil ausgeführt oder an eine der Leiteinrichtungen angebunden sein.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zwischenteile an einem Verbindungselement befestigt sind. Die Zwischenteile sind vorzugsweise einstückig mit dem Verbindungselement verbunden. Dadurch wird eine kammartige Trenneinrichtung geschaffen, deren Zinken die Zwischenteile darstellen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre und/oder die Leiteinrichtung auf der Anströmseite und/oder auf der Abströmseite in mindestens einem Trennbereich mit mindestens einem externen Trennelement versehen sind. Bei dem externen Trennelement handelt es sich zum Beispiel um einen aufgeklebten Kunststoffstreifen.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer mit Kiemen versehenen Leiteinrichtung für einen vorab beschriebenen Wärmeübertrager, bei dem die Kiemen nach einem Schneidvorgang in mindestens einem Trennbereich zumindest partiell, insbesondere mechanisch oder stoffschlüssig, verschlossen werden. Bei der Leiteinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Wellrippe.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Verschließen der Kiemen durch Prägen erfolgt. Das Verprägen erfolgt vorzugsweise vor dem Falten der Leiteinrichtung, insbesondere der Wellrippe. Das Verprägen kann aber auch, zum Beispiel mit Hilfe eines nadelartigen Werkzeugs, an einem mit der Leiteinrichtung ausgestatteten Wärmeübertrager durchgeführt werden. Die Kiemen können aber auch stoffschlüssig, zum Beispiel durch Kleben oder Löten, verschlossen werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Wärmeübertrager in der Draufsicht;
    Figur 2
    einen vergrößerten Ausschnitt II aus Figur 1;
    Figur 3
    den Ausschnitt aus Figur 2 in einer anderen Ansicht;
    Figur 4
    einen Ausschnitt des Wärmeübertragers mit einer Rippenverdichtung in einem Trennbereich;
    Figur 5
    einen Ausschnitt des Wärmeübertragers mit einer bekiemten Wellrippe;
    Figur 6
    eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer bekiemten Wellrippe;
    Figur 7
    einen Ausschnitt des Wärmeübertragers mit einer unbekiemten Weil rippe;
    Figur 8
    eine perspektivische Darstellung einer unbekiemten Wellrippe;
    Figur 9
    eine Wellrippe mit zyklisch wechselnden bekiemten und unbekiemten Abschnitten in der Draufsicht;
    Figur 10
    einen Ausschnitt eines Wärmeübertragers mit zwei Wellrippensträngen, zwischen denen ein Zwischenteil angeordnet ist;
    Figur 11
    einen Ausschnitt eines Wärmeübertragers mit verschlossenen Kiemen in einem Trennbereich;
    Figur 12
    einen Ausschnitt des Wärmeübertragers mit verschlossenen Wellrippenzwischenräumen in einem Trennbereich;
    Figur 13
    einen Ausschnitt des Wärmeübertragers mit eingepressten Zwischenteilen und
    Figur 14
    den Ausschnitt aus Figur 13 in einer anderen Ansicht.
  • In den Figuren 1 bis 3 ist ein Wärmeübertrager 1 in verschiedenen Ansichten und Ausschnitten dargestellt. Bei dem Wärmeübertrager 1 handelt es sich um einen Heizkörper eines Kraftfahrzeugs. Der Heizkörper 1 umfasst zwei Sammelkästen 2, 3 für warmes Wasser. Mindestens einer der Sammelkästen 2, 3 ist mit einem Einlassstutzen und/oder einem Auslassstutzen für das warme Wasser ausgestattet. Zwischen den beiden Sammelkästen 2 und 3 erstreckt sich ein Wärmeübertragerbtock 5 mit einer Vielzahl von Rohren 7, 8, 9, 10, die sich zwischen den Sammelkästen 2 und 3 erstrecken. Bei den Rohren 7 bis 10 handelt es sich um Flachrohre, die jeweils einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Zwischen zwei benachbarten Flachrohren 7 bis 10 ist jeweils eine Leiteinrichtung 14, 15 angeordnet, die auch als Wellrippe bezeichnet wird. Die Luftleiteinrichtungen 14, 15 dienen vorzugsweise zum Leiten von Luft, die zum Erwärmen zwischen den Rohren 7 bis 10 hindurchgeführt wird.
  • Der Wärmeübertragerblock 5 ist in vier Zonen 17 bis 20 unterteilt. Die beiden Zonen 17, 18 dienen zum Beheizen eines links/rechtsgetrennten Frontbereichs eines Kraftfahrzeugs. Die beiden Zonen 19, 20 dienen zum Beheizen eines links/rechtsgetrennten Fondbereichs des Kraftfahrzeugs. Der Heizkörper 1 ist auf der Luftabströmseite zur externen Zonentrennung 22 beklebt. Die externe Zonentrennung 22 umfasst ein externes Längstrennelement 24 und ein externes Quertrennelement 25. Die beiden externen Trennelemente 24, 25 sind kreuzweise angeordnet. Das Längstrennelement 24 erstreckt sich in Längsrichtung eines darunter angeordneten Rohres. Das Quertrennelement 25 ist senkrecht zu dem Längstrennelement 24 angeordnet.
  • In Figur 2 ist durch einen Doppelpfeil 28 angedeutet, dass es bei bestimmten Betriebszuständen zu einem ungewollten internen Überströmen von Luft über die Kiemenfelder einer Wellrippe 29 von einer Zone in eine andere Zone kommen kann. Ein derartiger interner Kurzschluss zwischen zwei unterschiedlichen Zonen wird hauptsächlich durch unterschiedliche luftseitige Druckniveaus bewirkt.
  • In Figur 3 ist ein Kiemenfeld 30 der Wellrippe 15 angedeutet. Bei den Kiemen handelt es sich um längliche Durchbrüche in der Wellrippe, die jeweils von zwei benachbarten Kiemen begrenzt werden.
  • Die Zonentrennung zwischen den benachbarten Zonen 17, 18 und den benachbarten Zonen 19, 20 verläuft parallel zu den Flachrohren. Somit können die Flachrohre selbst, also bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel das unter dem externen Trennelement 24 angeordnete Flachrohr, die Aufgabe der Zonentrennung übernehmen. Das unter dem externen Trennelement 24 verlaufende Flachrohr verhindert ein internes Überströmen von Luft zwischen den Zonen 17,18 und zwischen den Zonen 19, 20.
  • In den Figuren 4 bis 14 sind verschiedene Ausführungsformen von Trennbereichen dargestellt, wie ein internes Überströmen von Luft zwischen den Zonen 17, 19 und zwischen den Zonen 18, 20 verhindert werden kann. In diesen Fällen verläuft die Zonentrennlinie in einem Winkel von 90 Grad zu den Flachrohren.
  • In Figur 4 sieht man, dass zwischen zwei Flachrohren 41, 42 eine Wellrippe 44 angeordnet ist. Die Wellrippe 44 weist in zwei Abschnitten 45 und 46 eine normale Rippendichte auf. Zwischen den beiden Abschnitten 45, 46 ist ein Trennbereich 48 angeordnet, der eine höhere Rippendichte aufweist. Die höhere Rippendichte oder Rippenverdichtung kann durch lokales Anbremsen bei der Rippenfertigung erreicht werden.
  • In Figur 5 sind zwei Rohre 51, 52 perspektivisch dargestellt, zwischen denen eine Wellrippe 54 angeordnet ist. Die Wellrippe 54 ist mit einer Vielzahl von Kiemen 55, 56, 57 ausgestattet. In Figur 6 sieht man, dass die Kiemen 55 bis 57 so aus der Fläche der Wellrippe 54 herausgestanzt/herausgeprägt sind, dass Durchbrüche 58, 59, 60 freigegeben werden. Die Durchbrüche 58 bis 60 haben jeweils die Gestalt eines langgezogenen Rechtecks.
  • In Figur 7 ist zwischen zwei Rohren 61, 62 eine unbekiemte Wellrippe 64 angeordnet. Die Rippe 64 erstreckt sich, wie bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel zickzackförmig zwischen den beiden Rohren 61, 62. In Figur 8 sieht man, dass die unbekiemte Wellrippe 64 eine glatte Oberfläche aufweist. Durch die unbekiemte Wellrippe 64 wird in einem Trennbereich ein unerwünschter interner Kurzschluss zwischen zwei Zonen verhindert. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung kann auch nur ein Bereich beziehungsweise Abschnitt der Wellrippe bekiemt ausgeführt sein.
  • In Figur 9 ist angedeutet, dass eine Wellrippe 70 auch zyklisch wechselnd bekiemte Abschnitte 71, 72 und unbekiemte Abschnitte 73, 74, 75 aufweisen kann. Die Wellrippe in Figur 9 ist in abgewickelter Form vor einer nachfolgenden Faltung dargestellt. Bei der Faltung bekommt die Wellrippe ihre im Wesentlichen zickzackförmige Gestalt. Die Wellrippe kann partiell oder komplett unbekiemt sein. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Kiemen einer Wellrippe nach dem Einschneiden wieder geschlossen, indem sie zum Beispiel verprägt werden. Die Kiemen können aber auch stoffschlüssig, zum Beispiel durch Löten oder Kleben, verschlossen werden. Zum Verschließen der Kiemen kann Klebstoff, Harz, Aluminiumlot oder Flussmittel verwendet werden.
  • In Figur 10 sind zwischen zwei Rohren 81, 82 zwei bekiemte Wellrippen 84, 85 angeordnet. Zwischen den beiden Wellrippen 84, 85 ist ein Zwischenteil 88 angeordnet, das ein internes Überströmen von Luft verhindert. Durch das Zwischenteil 88 werden Strömungen längs zwischen den Rohren 81, 82 unterbrochen beziehungsweise minimiert. Das Zwischenteil 88 kann als separates Zwischenteil ausgeführt oder an eine Wellrippe 84, 85 angebunden sein.
  • In Figur 11 ist zwischen zwei Flachmhren 91, 92 eine bekiemte Wellrippe 94 angeordnet_ Bei 98 ist angedeutet, dass die Kiemen der Wellrippe 94, zum Beispiel mit Kleber oder Lack verschlossen sein können, um einen Trennbereich zu bilden. Die Kiemen in dem Trennbereich 98 können auch durch Schweißen oder Löten verschlossen werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Kiemen der Wellrippe 94 in dem Trennbereich 98 durch mit Lot angereichertes Flussmittel verschlossen.
  • In Figur 12 ist zwischen zwei Rohren 101, 102 eine bekiemte Wellrippe 104 angeordnet. In einem Trennbereich 108 sind die Wellrippenzwischenräume, zum Beispiel mit Kleber, Lack oder Lot, ausgefüllt.
  • In Figur 13 sind die drei Flachrohre 111, 112, 113 dargestellt. Zwischen zwei benachbarten Flachrohren 111, 112; 112, 133 sind jeweils zwei Wellrippen oder Wellrippenabschnitte 115, 116 und 117, 118 angeordnet. Die Wellrippenabschnitte 115, 116 und 117, 118 sind jeweils durch ein Zwischenteil 121, 122 voneinander getrennt. Die Zwischenteile 121, 122 werden vor oder nach dem Löten eingepresst.
  • In Figur 14 ist angedeutet, dass mehrere Zwischenteile 121, 122 einstückig mit einem Verbindungselement 130 verbunden sein können. Durch das Verbindungselement 130 mit den Zwischenteilen 121, 122 wird ein kammartiges Trennelement geschaffen. In Figur 14 ist zwischen dem Flachrohr 113 und einem weiteren Flachrohr 124 eine Wellrippe 126 mit offenen Kiemen 128 angeordnet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Kiemen einer Wellrippe nach einem vorangegangenen Kiemen-Schneideprozess durch mechanisches Verprägen zumindest partiell wieder verschlossen. Nach dem zumindest partiellen Verschließen der Kiemen wird die Wellrippe gefaltet. Das mechanische Verprägen der Kiemen kann vor oder nach dem Löten des zugehörigen Wärmeübertragerblocks erfolgen. Nach dem Löten kann das Verprägen der Kiemen zum Beispiel mit einem nadelartigen Werkzeug durchgeführt werden, das in die Wellrippe eingeführt wird, um die aufgestellten Kiemen zu verschließen beziehungsweise zu verbiegen.

Claims (12)

  1. Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit von einem Medium durchströmten Rohren (7-10;41,42;51,52;61,62;81,82;91,92; 101,102;111-113), zwischen denen Leiteinrichtungen (14,15;44;54;64; 70;84,85;94;104;115-118) für ein weiteres Medium angeordnet sind, das dem Wärmeübertrager auf einer Anströmseite zugeführt wird, die Rohre in den Zwischenräumen mit den Leiteinrichtungen umströmt und auf einer Abströmseite abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Wärmeübertragers mit den Rohren und den Leiteinrichtungen durch mindestens einen Trennbereich (48;64;72-75;88;98;108;121,122) intern in Zonen (17-20) unterteilt ist.
  2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens ein Trennbereich (48;64;72-75;88;98;10$;121,122) im Wesentlichen quer zu den Rohren erstreckt.
  3. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leiteinrichtung (44) in mindestens einem Trennbereich (48) partiell so stark verdichtet ist, dass ein Überströmen des weiteren Mediums zwischen unterschiedlichen Zonen zumindest stark eingeschränkt wird.
  4. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Kiemen versehene Leiteinrichtung (54) in mindestens einem Trennbereich (64) keine Kiemen aufweist.
  5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Kiemen versehene Leiteinrichtung (94;104) in mindestens einem Trennbereich (98:108), insbesondere durch Stoffschluss oder mechanisch, verschlossene Kiemen aufweist.
  6. Wärmeübertrager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Kiemen versehene Leiteinrichtung (70) zyklisch wechselnd Bereiche (71,72) mit Kiemen und Trennbereiche (73-75) ohne Kiemen oder mit verschlossenen Kiemen aufweist.
  7. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Trennbereich eine Leiteinrichtung (64) mit einer durchgehenden Oberfläche angeordnet ist.
  8. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Rohren mindestens zwei Leiteinrichtungen (84,85) oder Leiteinrichtungsabschnitte (115,166) einer Leiteinrichtung angeordnet sind, zwischen denen in einem Trennbereich ein Zwischenteil (88;121) angeordnet ist.
  9. Wärmeübertrager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zwischenteile (121,122) an einem Verbindungselement (130) befestigt sind.
  10. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (7-10) und/oder die Leiteinrichtung (14,15) auf der Anströmseite und/oder auf der Abströmseite in mindestens einem Trennbereich mit mindestens einem externen Trennelement (24,25) versehen sind.
  11. Verfahren zum Herstellen einer mit Kiemen versehenen Leiteinrichtung für einen Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kiemen nach einem Schneidvorgang in mindestens einem Trennbereich zumindest partiell, insbesondere mechanisch oder stoffschlüssig, verschlossen werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Verschließen der Kiemen durch Prägen erfolgt.
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