DE4325171A1

DE4325171A1 - Dampf-/Luftwärmetauscher

Info

Publication number: DE4325171A1
Application number: DE19934325171
Authority: DE
Inventors: Patrick Mueller; Peter Mueller; Norbert Dr Deusen
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1995-02-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des 1. Anspruchs angegebenen Art.

Bisher hat man bei Fahrzeugen mit Verdampfungskühl systemen als Kondensator einen üblichen Querstromkühler verwendet, wie er bei Brennkraftmaschinen mit reiner Flüssigkeitskühlung, sprich Wasserkühlung, allgemein üb lich ist.

Nachteilig ist es hierbei, daß derartige für Flüssig keitskühlsysteme konzipierte Querstromkühler bei einem Einsatz als Kondensator nicht optimal genutzt werden kön nen, weil das Kondensat die Rohre teilweise blockiert. Infolgedessen werden nicht alle Rohre gleichmäßig mit Dampf beaufschlagt, so daß es bei ungünstigen Verhält nissen (z. B. langsame Bergfahrt, Schrägstellung des Fahr zeugs, Heißleerlauf) vorkommen kann, daß gerade die Rohre durch kondensiertes Kühlmittel blockiert werden, die luftseitig gut umströmt sind. Der Dampf beaufschlagt dann die luftseitig schlecht umströmten Rohre. Dann kann die Gefahr auftreten, daß er nicht mehr kondensiert und der Wärmetauscher durchschlägt, d. h. Dampf tritt in den aus laßseitigen Wasserkasten ein. "Wasserkasten" im Sinne dieser Erfindung bezeichnet denjenigen Sammelkasten des Kondensators, in dem das kondensierte Kühlmittel gesam melt und aus dem es abgeführt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Beibe haltung der Grundkonstruktion eines Querstromwärme tauschers die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden, d. h. einen Dampf-/Luftwärmetauscher bereit zu stellen, der unter den üblichen Einsatzbedingungen eine hohe Kon densationsrate aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich nenden Merkmale des 1. Anspruchs gelöst. Hier ist Grund gedanke, daß durch konstruktive Maßnahmen dafür gesorgt werden muß, daß der Dampf, der spezifisch leichter als Luft ist, gleichmäßig auf die Rohre des Wärmetauschers so verteilt wird, daß eine gleichmäßige und vollständige Kondensation erreicht wird. Konstruktive Merkmale hierfür schlagen die Ansprüche 2 bis 4 vor. Hierbei ist es nicht unbedingt notwendig, die Verengung, sprich Drosselung, nach Anspruch 4 am Eintritt der Rohre anzuordnen. Es ist vielmehr auch denkbar, die Drosselung im Eintritts bereich, also auch einige Zentimeter nach dem Eintritt, vorzusehen.

Werden daneben eines oder mehrere der Merkmale der An sprüche 5 bis 7 angewandt, so wird dadurch sicherge stellt, daß das Kondensat aus den Rohren auch besser ab fließen kann, so daß die Rohre immer alle zur Kondensa tion zur Verfügung stehen. Damit wird sichergestellt, daß alle Rohre eine gleiche und hohe Leistung aufweisen.

Werden die Rohre nach den Merkmalen des Anspruchs 5 aus geführt, so können hierbei die Trichterweiten der einzel nen Rohre je nach ihrer Lage im Wärmetauscher unter schiedlich sein, so daß alleine durch die Ausbildung der Rohre sowohl eine gleichmäßige Verteilung des Dampfstro mes auf die Kühlrohre als auch eine verbesserte Konden satabfuhr erzielt werden kann.

Die Merkmale des Anspruchs 6 lassen sich dadurch verwirk lichen, daß zum einen die Rohre von dem einlaßseitigen Dampfkasten zum auslaßseitigen Wasserkasten schräg ver laufen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den ge samten Querstromwärmetauscher in Form eines Parallelo gramms auszubilden mit erhöhter Dampfeinlaßseite.

Auch lassen sich die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 mit einander kombinieren, so daß die Sicherheit, daß das Kon densat abläuft, weiter erhöht wird.

Unter dem Begriff "stehend" im Anspruch 7 werden Oval rohre verstanden, deren größte Achse vertikal oder nahezu vertikal angeordnet ist.

Durch einzelne oder eine Kombination mehrerer der vorge schlagenen Merkmale wird sichergestellt, daß - unter Bei behaltung der wesentlichen Elemente eines Querstromküh lers - ein Dampf-/Luftwärmetauscher geschaffen wird, der eine hohe Zuverlässigkeit und Kondensationsrate aufweist. Er eignet sich deshalb besonders zum Einsatz in Kraft fahrzeugen.

Claims

1. Dampf-/Luftwärmetauscher, insbesondere für Brenn kraftmaschinen mit Verdampfungskühlung, der nach Art eines Querstromkühlers aufgebaut ist mit einem einlaßseitigen Dampf- und auslaßseitigen Wasser kasten mit dazwischen liegenden Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einlaßseitigen Dampfkasten Dampfleiteinrichtungen vorgesehen sind.

2. Dampf-/Luftwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dampfleiteinrich tung Leitbleche vorgesehen sind, die den Dampfein tritt in die oberen Rohre behindern.

3. Dampf-/Luftwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dampfleiteinrich tung im Dampfeintrittsbereich eine Gewebeeinlage vorgesehen ist.

4. Dampf-/Luftwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dampfleiteinrich tung der Eintrittsquerschnitt zumindest der oberen Rohre verengt ist.

5. Dampf-/Luftwärmetauscher nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre trichterför mig verlaufen mit auf der Dampfseite liegenden Trichteröffnung.

6. Dampf-/Luftwärmetauscher nach einem der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre zum auslaß seitigen Wasserkasten hin geneigt verlaufen.

7. Dampf-/Luftwärmetauscher nach einem der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre als stehende Ovalrohre ausgebildet sind.