DE19828029A1

DE19828029A1 - Cooler assembly for motor oil

Info

Publication number: DE19828029A1
Application number: DE1998128029
Authority: DE
Inventors: Andreas Gruener
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 1999-12-30

Abstract

The cooler assembly, especially for motor oil, has a turbulence plate (18) in the hollow spaces between the flat tubes. The corrugations at the plates have a pitch (19) at an angle to the side edges (20) of the flat tubes. The corrugations have an alignment (19) in a mirror image layout to the straight connecting line between the oil inflow and outflow connections (2,3), in relation to the longitudinal center plane of the flat tubes.

Description

Die Erfindung betrifft einen Öl/Kühlmittelkühler für Kraft fahrzeugmotoren, der mit vom Öl durchströmten, parallel zu einander ausgerichteten Flachrohren versehen ist, die mit Zu- und Abflußstutzen ausgerüstet sind, die jeweils an dia gonal gegenüberliegenden Ecken der von den Flachrohren gebil deten Kammern angeordnet und untereinander verbunden sind, und mit zwischen den Flachrohren gebildeten Hohlräumen, die vom Kühlmittel des Motors durchströmt sind, wobei innerhalb der Hohlräume und der Flachrohre Turbulenzbleche eingelegt sind, die mit in einer Richtung verlaufenden Wellungen verse hen sind.The invention relates to an oil / coolant cooler for power vehicle engines running parallel with the oil flowing through it aligned flat tubes is provided with Inlet and outlet ports are equipped, each on dia gonally opposite corners formed by the flat tubes the chambers are arranged and interconnected, and with cavities formed between the flat tubes that are flowed through by the coolant of the engine, being inside the cavities and the flat tubes inserted turbulence plates that are verses with undulations running in one direction hen are.

Wärmeübertrager dieser Art sind bekannt. Durch ihren Einbau unmittelbar in die Kühlmittelkästen werden gesonderte Zu- und Abflußstutzen für das an der Wärmeübertragung beteiligte Kühlmittel überflüssig.Heat exchangers of this type are known. Through their installation Separate inlets and outlets are placed directly in the coolant boxes Drain connection for that involved in the heat transfer No need for coolant.

Es ist bei Plattenwärmetauschern, bei denen das Motorkühlmit tel ebenfalls durch geschlossene Hohlräume mit Hilfe von An schlußstutzen geführt wird (DE 296 22 191 U1) bekannt, daß man die dort in Strömungswannen eingelegten Turbulenzbleche sowohl in den für die Durchströmung mit Öl, als auch in den daran angrenzenden, vom Kühlmittel durchströmten Kammern so anordnet, daß die Ausrichtung der von den Wellungen gebilde ten Taschenreihen in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Strömungswiderstand für die wärmeübertragenden Medien in Re zug auf die Hauptströmungsrichtung gewählt wird. Die Laschen reihen sind daher zwischen den Zu- und Ablauföffnungen ge neigt angeordnet und zwar 80, daß sich der Anteil der Strö mungskomponenten in Richtung der Laschenreihen und quer dazu so einstellt, daß günstige Strömungsbedingungen erreicht wer den. Hierzu wird vorgeschlagen, die Turbulenzbleche unter ei nem vorgegebenen Winkel aus dem entsprechenden gewalzten Tur bulenzblechstreifen auszustanzen und dann in die Kammern ein zulegen.It is in plate heat exchangers where the engine coolant tel also through closed cavities with the help of An closing socket is known (DE 296 22 191 U1) that the turbulence plates inserted there in flow troughs both in the for the flow of oil, as well as in the adjoining chambers through which the coolant flows orders that the alignment of those formed by the corrugations rows of pockets depending on a given Flow resistance for the heat transfer media in Re train on the main flow direction is selected. The tabs rows are therefore between the inlet and outlet openings arranged 80, that the proportion of the currents components in the direction of the rows of tabs and across them so that favorable flow conditions can be achieved the. For this purpose, it is suggested that the turbulence plates under egg n predetermined angle from the corresponding rolled door punch out bulence sheet strips and then into the chambers increase.

Bei Wärmeübertragern der eingangs genannten Art liegen jedoch in den offenen Hohlräumen zwischen den geschlossenen Flach rohren andere Strömungsbedingungen vor, weil hier keine Zu- oder Abströmöffnungen in Form von quer zu den Hohlräumen durchgehenden Stutzen vorgesehen sind. Man hat daher diese Hohlräume mit Turbulenzblechen in der bekannten Art bestückt, um den Wärmeübergang zu erhöhen. Damit wurde aber zum Teil der Nachteil eingehandelt, daß die aufgrund des erhöhten Strömungswiderstandes durchströmende Kühlmittelmenge be schränkt wurde.However, there are heat exchangers of the type mentioned at the beginning in the open cavities between the closed flat pipe other flow conditions because there are none Inflow or outflow openings in the form of transverse to the cavities continuous neck are provided. So you have this Cavities equipped with turbulence plates in the known manner, to increase the heat transfer. But that became part of it the disadvantage traded that due to the increased Flow resistance flowing coolant amount be was restricted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Wärme übertrager der eingangs genannten Art für eine intensivere Durchströmung der Hohlräume zwischen den Flachrohren zu sor gen, ohne aber die Größe des Wärmeüberganges nachteilig zu beeinflussen.The invention has for its object in a heat transmitter of the type mentioned for a more intensive Flow through the cavities between the flat tubes to sor conditions without adversely affecting the size of the heat transfer influence.

Mit der Erfindung wird bei einem Wärmeübertrager der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Verlauf der Wellungen der in den offenen Hohlräumen angeordneten Turbulenzbleche schräg zu den Seitenkanten der Flachrohre ausgerichtet ist und zwar vorzugsweise so, daß der Verlauf der Wellungen - bezogen auf eine Längsmittelebene - in etwa spiegelsymmetrisch zu der Verbindungsgeraden der Zu- und Abflußstutzen der Flachrohre ausgerichtet ist. Durch diese Ausgestaltung werden die Turbu lenzbleche bzw. deren Wellungen so auf die zwischen den Zu- und Abflußstutzen der Flachrohre verlaufende Kühlmittelströ mung ausgerichtet, daß ein sehr geringer Strömungswiderstand auftritt, dennoch aber die gewünschte Turbulenzerzeugung ein tritt, um den Wärmeübergang zu fördern. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Ausgestaltung bei in Kühlmittelkästen einge bauten Wärmeübertragern eine Leistungssteigerung bis zum 10% erreicht werden konnte, ohne daß am grundsätzlichen Aufbau etwas geändert wird.With the invention is the beginning of a heat exchanger mentioned type provided that the course of the corrugations of turbulence plates arranged obliquely in the open cavities is aligned to the side edges of the flat tubes, namely preferably so that the course of the corrugations - based on a longitudinal median plane - approximately mirror-symmetrical to that Straight lines connecting the inlet and outlet connections of the flat tubes is aligned. With this configuration, the turbu bilge plates or their corrugations on the between the Inlet and outlet connections of the flat tubes running coolant flows mung aligned that a very low flow resistance occurs, but still the desired turbulence generation occurs to promote heat transfer. It has shown, that by this configuration in in coolant boxes built heat exchangers an increase in performance of up to 10% could be achieved without changing the basic structure something is changed.

In Weiterbildung der Erfindung können die seitlichen Begren zungen der Turbulenzbleche sägezahnähnlich jeweils durch ge rade Schnitte in der Mitte des von den Wellungen gebildeten Bergs oder Tals und durch diese Schnitte verbindende senk recht zu dem Verlauf der Wellungen erfolgenden Schnitte ge bildet sein. Es hat sich gezeigt, daß sich diese Ausgestal tung verhältnismäßig einfach verwirklichen läßt, und daß da durch keine Verquetschungen durch Schrägausstanzungen an der Turbulenzblechausbildung eintritt, die wiederum zu einer un erwünschten Erhöhung des Strömungswiderstandes führen hätten können.In a development of the invention, the side limits tongues of the turbulence plates sawtooth-like by ge straight cuts in the middle of the formed by the corrugations Bergs or Tals and lower connecting through these cuts cuts made to the course of the corrugations be educated. It has been shown that this shape tion can be realized relatively easily, and that there through no squeezing through oblique punched holes on the Turbulence sheet formation occurs, which in turn leads to an un desired increase in flow resistance can.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:The invention is based on an embodiment in the Drawing shown and is explained below. It demonstrate:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Wärmeübertragers zum Einbau in einen Kühlmittelkasten, Fig. 1 is a perspective view of the heat exchanger for installation in a coolant tank,

Fig. 2 die Seitenansicht des Wärmeübertragers der Fig. 1, Fig. 2 shows the side view of the heat exchanger of Fig. 1,

Fig. 3 die Draufsicht auf den Wärmeübertrager der Fig. 1, Fig. 3 is a plan view of the heat exchanger of Fig. 1,

Fig. 4 die vergrößerte Darstellung eines Teilschnittes durch eines der öldurchströmten Flachrohre des Wärmeüber tragers nach Fig. 1 längs der Schnittlinie IV-IV in Fig. 4 is an enlarged view of a partial section through one of the oil-flowed flat tubes of the heat exchanger according to FIG. 1 along the section line IV-IV in

Fig. 2 und Fig. 5 den Schnitt durch einen der zwischen den Flachrohren gebildeten, von Kühlmittel durchströmten Hohlräume längs der Linie V-V der Fig. 2. Fig. 2 and Fig. 5 is a section through one of the space formed between the flat tubes, through which flows coolant cavities along the line VV of Fig. 2.

Die Fig. 1 bis 3 lassen erkennen, daß mehrere beidseitig ge schlossene Flachrohre 1, die parallel zueinander ausgerichtet sind, über Zu- und Abflußstutzen 2 bzw. 3 mit einer Anschluß platte 4 verbunden sind, die mit Verbindungskanälen 5 bzw. 6 zu weiteren in nicht näher gezeigter Weise an Öl zu- und Ab führungen anzuschließende Stutzen 7 und 8 versehen sind. Die Anschlußplatte 4 ist mit Befestigungsbohrungen 9 zur Verbin dung mit einer nicht dargestellten Seitenwand eines Kühlmit telkastens versehen, der vom Motorkühlmittel im Sinn der Pfeile 10 (siehe Fig. 2 und 5) durchströmt wird. Die Flach rohre 1 ihrerseits werden durch die Anschlußstutzen 2 und 3 vom zu kühlenden Öl durchströmt, wobei der Anschlußstutzen 2 den Ölzufluß darstellt.Blank to 3 see Fig. 1, that a plurality of both sides ge connected flat tubes 1, which are aligned parallel to each other, via inlet and outlet connections 2 and 3 plate with a terminal 4 are connected with connecting channels 5 and 6 to the other in not shown in more detail to oil and from connecting pipes 7 and 8 are provided. The connection plate 4 is provided with mounting holes 9 for connec tion with a side wall, not shown, of a coolant, which is flowed through by the engine coolant in the sense of arrows 10 (see FIGS. 2 and 5). The flat tubes 1, in turn, are flowed through by the connecting pieces 2 and 3 of the oil to be cooled, the connecting piece 2 representing the oil inflow.

Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, ist jedes Flachrohr an seinen beiden offenen Stirnseiten durch eingesetzte Abschlußstücke 11 verschlossen und in dem Raum zwischen den Abschlußstutzen 11 mit einer bekannten Turbulenzeinlage 12 versehen. Die Zu- und Abflußstutzen 2 und 3 sind dabei diagonal gegenüberlie gend jeweils in den Ecken der von den Flachrohren 1 und den Abschlußstücken 11 gebildeten Hohlräume angeordnet. Das durchströmende Öl muß daher seinen Weg durch die Turbu lenzeinlage 12 im wesentlichen in Richtung der Verbindungsge raden 13 zwischen der Zu- und Abflußöffnung 2 und 3 zurückle gen.As can be seen in FIG. 4, each flat tube is closed at its two open end faces by inserted end pieces 11 and provided with a known turbulence insert 12 in the space between the end pieces 11 . The inflow and outflow nozzles 2 and 3 are arranged diagonally opposite each other in the corners of the cavities formed by the flat tubes 1 and the end pieces 11 . The oil flowing through must therefore make its way through the Turbu lenze insert 12 essentially in the direction of the Verbindungsge straight 13 between the inflow and outflow opening 2 and 3 .

Die einzelnen Flachrohre 1 sind in an sich in bekannter Weise im Bereich ihrer Zu- und Abflußstutzen 2 bzw. 3 durch Distanz stücke 14 untereinander auf Abstand gehalten, die jeweils mit einer Bohrung in der Größe der Zu- und Abflußbohrungen 2 und 3 in den Flachrohren 1 versehen sind. Diese Abstandsstücke 14 werden mit den Flachrohren 1 zusammen gestapelt und dann mit diesen verlötet, so daß sich die gewünschten Ölzulauf- und Abflußstutzen 2 bzw. 3 ergeben, die dann in die Kanäle 5 bzw. 6 der Platte 4 münden. Das unterste Flachrohr wird durch eine Deckplatte 15 abgeschlossen, welche mit nach innen gerichte ten domartigen Ausprägungen 16 jeweils die zu den Anschluß stutzen 2, 3 führenden Öffnungen auf der Unterseite des un tersten Flachrohres 1 abschließen.The individual flat tubes 1 are in a known manner in the area of their inflow and outflow spouts 2 and 3 by spacers 14 spaced apart, each with a hole the size of the inflow and outflow bores 2 and 3 in the flat tubes 1 are provided. These spacers 14 are stacked together with the flat tubes 1 and then soldered to them, so that the desired oil inlet and outlet connections 2 and 3 result, which then open into the channels 5 and 6 of the plate 4 . The lowermost flat tube is completed by a cover plate 15 , which closes with inward-facing th dome-like features 16, each connecting to the connection 2 , 3 leading openings on the underside of the lowest flat tube 1 un.

Die Fig. 5 zeigt nun, daß jeweils in die Zwischenräume 17 zwischen benachbarten Flachrohren 1 bzw. in die zwischen be nachbarten Flachrohren 1 gebildeten spaltartigen Hohlräume zur Erhöhung des Wärmeübergangs Turbulenzeinlagen 18 einge legt sind, bei denen der Verlauf 19 der durchgehenden Wellun gen unter einem Winkel α von 10° gegenüber den Längskanten 20 der Flachrohre 1 schräg angeordnet ist. Die Turbulenzein lagen 18 weisen daher in der Richtung 10 der Kühlmitteldurch strömung, die asymmetrisch zu einer Mittellängsebene 21 der Flachrohre erfolgt, weil ein Teil der Eintritts- und Aus trittsebenen zwischen den Flachrohren durch die Distanzringe 14 (siehe Fig. 5) versperrt ist, den geringsten Strömungswi derstand auf. Durch diese Ausgestaltung erfolgt eine bessere Durchströmung der Zwischenräume 17, obwohl Turbulenzeinlagen 18 vorgesehen sind. Es hat sich gezeigt, daß durch die Maß nahme eine Leistungssteigerung für die Wärmeübertrager nach Fig. 1 in der Größenordnung von 5 bis 10% erreicht werden kann. Fig. 5 shows that each in the gaps 17 between adjacent flat tubes 1 or in the between adjacent flat tubes 1 be formed gap-like cavities to increase the heat transfer turbulence inserts 18 are inserted, in which the course 19 of the continuous corrugations gene under one Angle α of 10 ° with respect to the longitudinal edges 20 of the flat tubes 1 is arranged obliquely. The turbulence layers 18 therefore point in the direction 10 of the coolant flow, which is asymmetrical to a central longitudinal plane 21 of the flat tubes, because part of the entry and exit planes between the flat tubes is blocked by the spacer rings 14 (see FIG. 5) lowest flow resistance. This configuration results in a better flow through the intermediate spaces 17 , although turbulence inserts 18 are provided. It has been shown that the measure measure an increase in performance for the heat exchanger according to FIG. 1 can be achieved in the order of 5 to 10%.

Die Fig. 5 zeigt im übrigen im Zusammenhang mit Fig. 4, daß der Verlauf 19 der Wellungen der Turbulenzbleche 18 parallel zu einer Geraden 24 verläuft, die spiegelsymmetrisch zu der Verbindungsgeraden 13 (Fig. 4) auch die Längsmittelebene 21 der Flachrohre 1 und durch den Schnittpunkt der Längsmittel ebene 21 mit der Verbindungsgeraden 13 verläuft. Die seitli che Begrenzung der Turbulenzbleche 18 ist, wie in Fig. 5 ge zeigt, jeweils durch gerade Schnitte 22 gebildet, die in der Mitte des von den Wellungen gebildeten Bergs oder Tals ver laufen, sowie durch diese Schnitte 22 verbindende, senkrecht zu dem Verlauf 19 der Wellungen erfolgende Schnitte 23 Durch diese Ausgestaltung entsteht ein sägezahnähnlicher Verlauf an der Begrenzung der Turbulenzeinlagen 18, der aber garantiert, daß keine Wellungen durch eine Schrägausstanzung in irgendei ner Weise am äußeren Ende so beeinträchtigt sind, daß eine unerwünschte Änderung des Strömungswiderstandes eintritt.The Fig. 5 moreover shows in connection with Fig. 4 that the course 19 runs of the corrugations of the turbulence plates 18 parallel to a straight line 24, which mirror-symmetrical to the connecting line 13 (Fig. 4) and the longitudinal center plane 21 of the flat tubes 1 and by the intersection of the longitudinal center plane 21 runs with the connecting straight line 13 . The lateral boundary of the turbulence plates 18 is, as shown in FIG. 5 ge, each formed by straight cuts 22 which run in the middle of the mountain or valley formed by the corrugations, and by these cuts 22 connecting, perpendicular to the course 19 of the corrugations cuts 23 This configuration results in a sawtooth-like course at the boundary of the turbulence inserts 18 , which guarantees, however, that no corrugations are so impaired by oblique punching out in any way at the outer end that an undesirable change in the flow resistance occurs.

Claims

1. Oil / coolant cooler for motor vehicle engines, consisting of parallel and spaced apart two-sided closed flat tubes, which are provided with inlet and outlet connections ( 2 , 3 ) for engine oil, each at diagonally opposite corners of the chambers formed by the flat tubes arranged and interconnected and formed between the flat tubes on both sides open gap-like cavities, which are flowed through by the coolant of the engine, with turbulence plates are inserted in the cavities and in the flat tubes, which are provided with unidirectional corrugations, characterized that the course ( 19 ) of the corrugations of the turbulence plates ( 18 ) arranged in the cavities ( 17 ) is oriented obliquely to the side edges ( 20 ) of the flat tubes ( 1 ).

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the course ( 19 ) of the corrugations - based on a longitudinal median plane ( 21 ) of the flat tubes ( 1 ) - approximately mirror symmetrical to the straight line ( 13 ) between the inflow and outflow connections ( 2 , 3 ) of the flat tubes ( 1 ) is aligned.

3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the inclination of the course ( 19 ) of the corrugations to the side edges ( 20 ) is approximately 10 °.

4. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the lateral boundaries of the turbulence plates ( 18 ) säahnähnlich each by straight cuts ( 22 ) in the middle of the mountain or valley formed by the corrugations and connecting these cuts, perpendicular to the course of the Wel lung cuts ( 23 ) are formed.