DE10250287C1 - Heat exchanger for automobile heating and/or air-conditioning device has bundle of flat pipes divided into 2 blocks by free intermediate space fitted with partition wall device - Google Patents
Heat exchanger for automobile heating and/or air-conditioning device has bundle of flat pipes divided into 2 blocks by free intermediate space fitted with partition wall deviceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, insbesondere für eine Heiz- und/oder Klimaeinrichtung eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a heat exchanger, in particular for a heating and / or air conditioning of a Motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Es ist ein Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art bekannt (DE 84 03 955 U1), bei dem der zwischen zwei thermisch getrennten Rohrbündelblöcken enthaltene Zwischenraum für die Anordnung einer Vorlaufleitung herangezogen ist, die sich über die ganze Höhe des zwischen beiden Sammelkästen erstreckenden Zwischenraumes erstreckt mit Zuführung an dem dem oberen Sammelkasten nahen Ende, wobei das gegenüberliegende Ende der Vorlaufleitung an den unteren Sammelkasten angeschlossen ist. Der Zwischenraum ist auf einer Seite des Rohrbündels mittels einer Abdeckung abgedeckt, die den Zwischenraum zwischen beiden Rohrbündelblöcken auf der Lufteintrittsseite verschließt. Der Wärmeaustauscher ist in üblicher Weise mittels Aufnahmen und Befestigungsmitteln in einem Kraftfahrzeug zu befestigen.It is a heat exchanger of the type mentioned known (DE 84 03 955 U1), in which between two thermally separated space between the tube bundles for the Arrangement of a flow line is used, which is over the whole height of the between two collecting tanks extending clearance extends with supply to the the upper header near the end, the opposite end of the flow line to the lower Collecting box is connected. The gap is up one side of the tube bundle by means of a cover covered the gap between the two Tube bundle blocks on the air inlet side closes. Of the Heat exchanger is in the usual way by recordings and Fasten fasteners in a motor vehicle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art so auszubilden, dass der zwischen zwei Rohrbündelblöcken vorhandene Zwischenraum in günstiger Weise zur Halterung des Wärmeaus tauschers und zur getrennten Luftführung genutzt ist. The invention is based on the object, a Heat exchanger of the type mentioned in such a way, that the existing between two tube bundle blocks Gap in a favorable way to hold the heat exchanger and is used for separate air flow.
Die Aufgabe ist bei einem Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Durch die innerhalb des Zwischen raumes enthaltene Trennwandeinrichtung, die an beiden den Zwischenraum begrenzenden Rohren unter Abstützung dieser anliegt und sich vorzugsweise auf beiden Seiten des Wärmeaus tauschers über das Rohrbündel hinauserstreckt, ist mittels der Trennwandeinrichtung eine thermische Trennung der beiden Rohrbündelblöcke und eine entsprechende getrennte Luftführung erreicht und ferner zugleich eine einfache kostengünstige Halterung des Wärmeaustauschers, der in einem luftführenden Gehäuse aufgenommen ist, dessen mindestens einer Teil von der Trennwandeinrichtung gebildet wird, die sich quer durch das Rohrbündel hindurch erstreckt. Durch die Anlage der beiden den Zwischenraum begrenzenden Rohre an der Trennwandein richtung sind die Rohre kräftemäßig entlastet, da sie bei wasserseitiger Druckbeanspruchung des Wärmeaustauschers durch die Trennwandeinrichtung abgestützt sind, die die durch den Druck hervorgerufene Normalkraft an einer flachen Wand der insbesondere als Flachrohre ausgebildeten Rohre jeweils auf nimmt.The task is with a heat exchanger of the beginning mentioned type according to the invention by the features in Claim 1 solved. By the inside of the intermediate raumes contained partition means which at both the Interspace limiting tubes under the support of this rests and preferably on both sides of the heat exchanger extends beyond the tube bundle is by means of the partition device a thermal separation of the two Tube bundle blocks and a corresponding separate air duct achieved and also at the same time a simple inexpensive Holder of the heat exchanger, in an air-carrying Housing is taken, at least part of which Partition device is formed, extending across the Tube bundle extends therethrough. By the plant of the two the space limiting pipes on the partition direction, the pipes are relieved in terms of strength, as they are at water-side compressive stress of the heat exchanger by the partition means are supported, which by the Pressure induced normal force on a flat wall of the in particular designed as flat tubes tubes respectively takes.
Weitere besondere Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Other particular features of the invention and embodiments of Invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to the drawings shown embodiments explained in more detail.
Dabei zeigen:Showing:
Fig. 1 einen schematischen senkrechten Schnitt eines mittleren Teiles eines Wärmeaustauscher gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 1 shows a schematic vertical section of a middle portion of a heat exchanger according to a first embodiment,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a schematic section along the line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 und 4 jeweils einen schematischen Schnitt etwa entsprechend demjenigen in Fig. 2 eines Teils eines Wärmeaustauschers gemäß einem zweiten bzw. dritten Ausführungsbeispiel. FIGS. 3 and 4 are each a schematic sectional view of a portion of a heat exchanger according to that as in Fig. 2 according to a second and third embodiment.
In Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wärmeaustauschers 10 gezeigt, der insbesondere für eine Heiz- und/oder Klimaeinrichtung eines Kraftfahrzeuges geeignet ist. Der Wärmeaustauscher 10 weist ein aus Rohren 11, insbesondere Flachrohren, gebildetes Rohrbündel 12 auf, das beidendig der Rohre 11 fest und dicht mit einem jeweils zugeordneten Sammelkasten 13 und 14 verbunden ist. In den Zwischen bereichen zwischen den einzelnen Rohren 11 sind Rippen 15 angeordnet, die vorzugsweise gewellt oder zickzackartig ver laufen oder eine V-ähnliche Struktur haben. Jeder Sammel kasten 13, 14 besteht aus einem Rohrboden 16 bzw. 17 und einem Deckel 18 bzw. 19, die in üblicher, nicht sichtbarer Weise z. B. durch einen umlaufenden Bördelrand unter Zwischen legung einer Dichtung miteinander verbunden sind. In den beiden Rohrböden 16 und 17 sind die Rohre 11 endseitig dicht befestigt, z. B. durch Aufweiten der Enden der Rohre 11. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der in Fig. 1 untere Sammelkasten 13 als Vorlaufsammelkasten und der obere Sammel kasten 14 als Rücklaufsammelkasten ausgebildet.In Fig. 1 and 2, a first embodiment of a heat exchanger 10 is shown, which is particularly suitable for a heating and / or air conditioning device of a motor vehicle. The heat exchanger 10 has a tube bundle 12 formed from tubes 11 , in particular flat tubes, which is fixedly and tightly connected at both ends of the tubes 11 to a respective associated collection box 13 and 14 . In the intermediate regions between the individual tubes 11 ribs 15 are arranged, which are preferably wavy or zigzag ver run or have a V-like structure. Each collection box 13 , 14 consists of a tube sheet 16 and 17 and a lid 18 and 19 , in a conventional, not visible manner z. B. are connected by a peripheral bead with intermediate interposition of a seal. In the two tube sheets 16 and 17 , the tubes 11 are tightly attached end, z. B. by widening the ends of the tubes 11th In the illustrated embodiment, the lower in Fig. 1 collection box 13 as a flow collection box and the upper collection box 14 is formed as a return collection box.
Das zu kühlende Medium, z. B. aus dem Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine stammende Kühlflüssigkeit, wird über nicht gezeigte Zuleitungen dem in Fig. 1 unteren Sammelkasten 13 zugeführt, passiert die Rohre 11 und wird über den in Fig. 1 oberen Sammelkasten 14 und entsprechende nicht gezeigte Leitungen abgeführt. The medium to be cooled, z. B. from the cooling circuit of an internal combustion engine coolant is fed via not shown leads to the bottom in Fig. 1 collection box 13 , passes through the tubes 11 and is discharged via the upper in Fig. 1 collection box 14 and corresponding lines, not shown.
Der obere Sammelkasten 14 ist durch zumindest eine quer hindurchreichende Trennwand 20 in zwei separate Kammern 21 und 22 unterteilt. Bei einem anderen, nicht gezeigten Aus führungsbeispiel ist statt dessen der in Fig. 1 untere Sammelkasten 13 in dieser Weise in zwei einzelne Kammern unterteilt. An jede Kammer 20, 21 ist eine nicht gezeigte Rücklaufleitung angeschlossen, in denen nicht gezeigte Steuermittel, z. B. Regelventile, angeordnet sind, über die die beiden Rückläufe unabhängig voneinander geregelt werden können. Auf diese Weise ist das Rohrbündel 12 in zwei voneinander unabhängig regelbare Zonen mit einzelnen Rohr bündelblöcken 23 und 24 unterteilt. Zwischen beiden Rohrbündelblöcken 23 und 24 ist ein Zwischenraum 25 vorhanden, der frei von Rippen 15 ist. Der Zwischenraum 25 ist auf zumindest einer Seite des Rohrbündels 12, z. B. auf der in Fig. 2 unten befindlichen Lufteintrittsseite, mittels einer allgemein mit 26 bezeichneten Abdeckung abgedeckt, die später noch näher erläutert ist. Die Abdeckung 26 hat eine solche Breite, dass diese an den beiden Rohren 11 anliegt, die beidseitig des Zwischenraumes 25 verlaufen.The upper collection box 14 is divided by at least one transversely reaching partition wall 20 into two separate chambers 21 and 22 . In another, not shown from exemplary embodiment, the lower in Fig. 1 collection box 13 is instead divided into two individual chambers in this way. To each chamber 20 , 21 , a return line, not shown, is connected, in which not shown control means, for. B. control valves are arranged, via which the two returns can be controlled independently. In this way, the tube bundle 12 is divided into two independently controllable zones with individual tube bundle blocks 23 and 24 . Between two tube bundle blocks 23 and 24 , a gap 25 is present, which is free of ribs 15 . The gap 25 is on at least one side of the tube bundle 12 , z. B. on the bottom in Fig. 2 air inlet side, covered by means of a generally designated 26 cover, which will be explained later in more detail. The cover 26 has a width such that it rests against the two tubes 11 , which extend on both sides of the intermediate space 25 .
Der Wärmeaustauscher 10 ist in einem luftführenden Gehäuse 30 aufgenommen, von dem in Fig. 1 eine untere Gehäusewand 31 und eine obere Gehäusewand 32 sichtbar sind. Zwischen beiden Gehäusewänden 31 und 32 und den jeweiligen Sammelkästen 13 bzw. 14 sind Dichtungen 27 angeordnet.The heat exchanger 10 is accommodated in an air-conducting housing 30 , of which in FIG. 1 a lower housing wall 31 and an upper housing wall 32 are visible. Between the two housing walls 31 and 32 and the respective manifolds 13 and 14 , seals 27 are arranged.
Innerhalb des Zwischenraumes 25, der zwischen beiden Rohr bündelblöcken 23 und 24 gebildet ist, ist eine Trennwand einrichtung 40 enthalten, die an den beiden den Zwischenraum 25 begrenzenden Rohren 11 derart anliegt, dass die Rohre 11 dadurch abgestützt sind. Die Trennwandeinrichtung 40 ist durch den Zwischenraum 25 hindurchgeführt. Dadurch, dass die Trennwandeinrichtung 40 an den beiden Rohren 11, die den Zwischenraum 25 begrenzen, anliegt, werden diese Rohre 11 bei wasserseitiger Druckbeanspruchung des Wärmeaustauschers 10 abgestützt, da die Trennwandeinrichtung 40 die durch den Druck hervorgerufene Normalkraft an der Wand der Rohre 11, insbesondere an der flachen Wand in der Ausbildung als Flachrohre, aufnimmt.Within the intermediate space 25 , the bundle blocks between two tube 23 and 24 is formed, a partition wall device 40 is included, which is applied to the two the space 25 delimiting tubes 11 so that the tubes 11 are supported thereby. The partition device 40 is passed through the gap 25 . Characterized in that the partition means 40 on the two tubes 11 , which limit the gap 25 , these tubes 11 are supported in water-side compressive stress of the heat exchanger 10 , since the partition means 40 caused by the pressure normal force on the wall of the tubes 11 , in particular on the flat wall in training as flat tubes, absorbs.
Die Trennwandeinrichtung 40 in Fig. 1 und 2 weist eine durch den Zwischenraum 25 hindurchragende und auf beiden Seiten des Rohrbündels 12 über dieses überstehende Trennwand 41 auf, die in Bezug auf den Zwischenraum 25 etwa mittig ausgerichtet ist. Die Trennwandeinrichtung 40, insbesondere deren Trenn wand 41, ist Bestandteil des luftführenden Gehäuses 30 und stellt damit eine Wand des Gehäuses 30 dar, die durch den Wärmeaustauscher 10 hindurchgeführt ist. Die Trennwandein richtung 40, insbesondere deren Trennwand 41, weist einzelne Stützrippen 42 und 43 auf, die in Fig. 1 jeweils an den den Sammelkästen 13 und 14 zugekehrten Enden der Trennwand 41 verlaufen. Die Stützrippen 42, 43 sind quer zur Trennwand 41 ausgerichtet und mit dieser einstückig. Die Abdeckung 26 ist ebenfalls durch die Trennwandeinrichtung 40 gebildet, und zwar in der Weise, dass die Trennwandeinrichtung 40, insbe sondere deren Trennwand 41, die Abdeckung 26 als damit einstückigen Wandteil 44 aufweist. Zwischen dieser Abdeckung in Form des Wandteiles 24 und den beidseitig des Zwischen raumes 25 verlaufenden Rohren 11 ist eine an den Rohren 11 anliegende Dichtung 45 angeordnet.The partition device 40 in Figs. 1 and 2 has a projecting through the gap 25 and on both sides of the tube bundle 12 on this projecting partition wall 41 , which is aligned approximately centrally with respect to the gap 25 . The partition device 40 , in particular the partition wall 41 , is part of the air-conducting housing 30 and thus constitutes a wall of the housing 30 , which is passed through the heat exchanger 10 . The Trennwandein device 40 , in particular its partition wall 41 , has individual support ribs 42 and 43 which extend in Fig. 1 respectively at the collecting boxes 13 and 14 facing ends of the partition wall 41 . The support ribs 42 , 43 are aligned transversely to the partition wall 41 and integral therewith. The cover 26 is also formed through the partition means 40, and in such a manner that the partition means 40, in particular sondere the partition wall 41, the cover 26 has integral therewith a wall portion 44th Between this cover in the form of the wall part 24 and the both sides of the intermediate space 25 extending tubes 11 a voltage applied to the tubes 11 seal 45 is arranged.
Bei dem in Fig. 3 und 4 gezeigten zweiten und dritten Aus führungsbeispiel sind für die Teile, die dem ersten Aus führungsbeispiel entsprechen, gleiche Bezugszeichen ver wendet, so dass dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles Bezug ge nommen ist.In the second and third embodiment shown in FIGS . 3 and 4, the same reference numerals are used for the parts corresponding to the first embodiment, so that reference is made to avoid repetition in the description of the first embodiment.
Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die mit der Trennwand 41 der Trennwandeinrichtung 40 einstückigen Stützrippen 46 sich etwa schwertartig quer zwischen den beiden den Zwischenraum 25 begrenzenden Rohren 11 erstrecken. Die Stützrippen 46 verlaufen zwar so wie die Stützrippen 42, 43 quer zum Längsverlauf der Rohre 11, wobei die Stützrippen 46 in Fig. 3 zugleich etwa parallel zum Längsverlauf der Rohre 11, insbesondere der Flachrohre, ausgerichtet sind, während die Stützrippen 42, 43 in Fig. 1 und 2 etwa horizontal verlaufen. Es ist ersichtlich, dass bei dieser Ausführungsform auch auf die Abdeckung 26 verzichtet werden kann. In diesem Fall sind die Stützrippen 46 derart gestaltet, dass ein Luftdurchtritt durch den Zwischenraum (25) vermieden wird.The second exemplary embodiment according to FIG. 3 differs from the first exemplary embodiment in that the support ribs 46 integral with the dividing wall 41 of the dividing wall device 40 extend approximately like a sword transversely between the two tubes 11 delimiting the intermediate space 25 . Although the support ribs 46 extend as the support ribs 42 , 43 transversely to the longitudinal course of the tubes 11 , wherein the support ribs 46 are aligned in Fig. 3 at the same time approximately parallel to the longitudinal course of the tubes 11 , in particular the flat tubes, while the support ribs 42 , 43 in Fig. 1 and 2 extend approximately horizontally. It can be seen that in this embodiment, the cover 26 can be dispensed with. In this case, the support ribs 46 are designed such that an air passage through the intermediate space ( 25 ) is avoided.
Beim dritten Ausführungsbeispiel in Fig. 4 weist die Trenn wandeinrichtung 40 Wandteile auf, die flächig an den zuge wandten Seiten der Rohre 11, insbesondere an den Breitseiten der Flachrohre, anliegen. Dies ist dadurch erreicht, dass die Trennwandeinrichtung 40 aus zwei Gehäuseteilen 33 und 36 des Gehäuses 30 gebildet ist, von denen der eine Gehäuseteil 33 einen im Zwischenraum 25 enthaltenen, U-förmigen Kastenteil aufweist, der mit seinen U-Schenkeln 34 und 35 flächig an den beidseitig des Zwischenraumes 25 verlaufenden Rohren 11, insbesondere an den Breitseiten dieser Flachrohre, so anliegt, dass diese Rohre 11 großflächig abgestützt sind. Der andere Gehäuseteil 36 ragt in den ersten Gehäuseteil 33 von der einen Seite des Rohrbündels 12 her hinein und ist in diesem zwischen den U-Schenkeln 34 und 35 aufgenommen. Der Gehäuseteil 33 weist auf der dem anderen Gehäuseteil 36 gegenüberliegenden Seite den damit einstückigen Wandteil 44 auf, wobei zwischen letzterem und den beidseitig des Zwischenraumes 25 verlaufenden Rohren die Dichtung 45 ange ordnet ist. Bei allen erläuterten Ausführungsbeispielen des Wärmeaustauschers 10 ist in einfacher Weise das diesen aufnehmende Gehäuse 30 mit die Trennwandeinrichtung 40 bildenden Teilen in beschriebener Weise durch den Wärmeaus tauscher 10 hindurchgeführt, und zwar durch den Zwischenraum 25, der zwischen zwei Rohren 11 gebildet ist, wobei diese Rohre 11 auf der der Trennwandeinrichtung 40 zugewandten Seite durch letztere abgestützt und damit entlastet sind. Das den Wärmeaustauscher 10 aufnehmende Gehäuse 30 mit der beschriebenen Trennwandeinrichtung 40 kann aus Kunststoff bestehen. Auf diese Weise ist trotz der Abstützung der beid seitig des Zwischenraumes 25 verlaufenden Rohre 11 eine gute thermische Trennung zwischen beiden Rohrbündelblöcken 23 und 24 und zwischen beiden unterschiedlich beaufschlagbaren Zonen des Wärmeaustauschers 10 gewährleistet. Die zwischen dem Wandteil 44 und den beidseitig des Zwischenraumes 25 ver laufenden Rohren 11 angeordnete Dichtung 45 dichtet den Raum vor dem Wärmeaustauscher 10 gegen den Raum hinter dem Wärme austauscher 10 hinsichtlich des Luftdurchtritts ab. Es ist ersichtlich, dass auch bei dieser Ausführungsform auf die Abdeckung 26 verzichtet werden kann. In diesem Fall sind die zwei Gehäuseteile 33 und 36 bzw. die U-Schenkel 34 und 35 derart gestaltet, dass ein Luftdurchtritt durch den Zwischenraum (25) vermieden wird.In the third embodiment in Fig. 4, the partition wall means 40 wall parts which bear flat against the facing sides of the tubes 11 , in particular on the broad sides of the flat tubes. This is achieved in that the partition wall device 40 is formed from two housing parts 33 and 36 of the housing 30 , of which the one housing part 33 has a U-shaped box part contained in the intermediate space 25 , with its U-legs 34 and 35 on the tubes 11 extending on both sides of the intermediate space 25 , in particular on the broad sides of these flat tubes, abuts so that these tubes 11 are supported over a large area. The other housing part 36 protrudes into the first housing part 33 from one side of the tube bundle 12 forth and is received in this between the U-legs 34 and 35 . The housing part 33 has on the other housing part 36 opposite side of the thus integral wall portion 44 , wherein between the latter and the both sides of the gap 25 extending tubes, the seal 45 is arranged. In all the illustrated embodiments of the heat exchanger 10 , this accommodating housing 30 with the partition wall means 40 forming parts in a described manner in a described manner by the heat exchanger 10 is passed through, through the gap 25 which is formed between two tubes 11 , these tubes 11 are supported on the partition device 40 side facing by the latter and thus relieved. The heat exchanger 10 receiving housing 30 with the partition device 40 described may consist of plastic. In this way, despite the support of both sides of the gap 25 extending tubes 11 a good thermal separation between the two tube bundle blocks 23 and 24 and between two differently acted upon zones of the heat exchanger 10 is ensured. The ver between the wall portion 44 and the two sides of the gap 25 running pipes 11 arranged seal 45 seals the space in front of the heat exchanger 10 against the space behind the heat exchanger 10 with respect to the air passage. It can be seen that also in this embodiment, the cover 26 can be dispensed with. In this case, the two housing parts 33 and 36 or the U-legs 34 and 35 are designed such that an air passage through the intermediate space ( 25 ) is avoided.
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