DE19902504B4 - Wärmeübertrager, insbesondere Ladeluftkühler - Google Patents
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Abstract
Wärmeübertrager,
insbesondere Ladeluftkühler
mit vom Kühlmittel
durchströmten
Scheiben, die parallel zueinander ausgerichtet und zu einem mit
an einer Endplatte angeordneten Zu- und Abflußstutzen versehenen Paket zusammengefaßt sind,
wobei die einzelnen Scheiben mit Verbindungsstutzen versehen sind,
die in die Zu- beziehungsweise Abflußstutzen münden, und mit ihren Wänden an
Zwischenräume
grenzen, die von der Ladeluft durchströmt und mit Wellrippen ausgefüllt sind,
wobei das von den Scheiben gebildete Paket in ein von der Ladeluft durchströmtes Gehäuse eingesetzt
ist und die Abschlußplatte
den Abschlußdeckel
für das
das Scheibenpaket auf fünf
Seiten umgebende Gehäuse
bildet.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Ladeluftkühler mit vom Kühlmittel durchströmten Scheiben, die parallel zueinander ausgerichtet und zu einem mit an einer Endplatte angeordneten Zu- und Abflußstutzen versehenen Paket zusammengefaßt sind und mit ihren Wänden an Zwischenräume grenzen, die von der Ladeluft durchströmt und mit Wellrippen ausgefüllt sind.
- Ein Ladeluftkühler dieser Art ist aus der
DE 198 00 096 A1 bekannt, der in der Art von Scheibenölkühlern ausgebildet ist, wie sie bei Kraftfahrzeugmotoren zur Ölkühlung vorgesehen werden. Bei der bekannten Bauart des Ladeluftkühlers sind flachrohrartige Scheiben vorgesehen, die vom Kühlmittel in ihrer Längsrichtung von einer Anschluß- zu einer Abflußseite hin durchströmt werden. Die Wirkung solcher Scheibenpakete ist gegenüber derjenigen anderer bekannter Ladeluftkühler (DE 39 06 747 C2 ), bei denen Flachrohre zwischen zwei Kühlmittelkästen verlaufen, wegen des Fehlens einer kompakten Ladeluftführung nur gering. - Aus der AT 002 490 U1 ist ein Ladeluftkühler mit parallel zueinander ausgerichteten Scheiben bekannt, bei dem zur Verteilung und Sammlung eines Kühlmittels seitlich an dem Ladeluftkühler Sammelkästen angebracht sind.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine kompakte Bauart mit guter Wirkungsweise entsteht.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Wärmeübertrager der eingangs genannten Art vorgesehen, daß das von den Scheiben gebildete Paket in ein von der Ladeluft durchströmtes Gehäuse eingesetzt ist und die Ab schlußplatte den Abschlußdeckel für das das Scheibenpaket auf fünf Seiten umgebende Gehäuse bildet. Scheibenpaket und Gehäuse bilden auf diese Art eine Einheit, und es wird möglich, die Durchströmungsverhältnisse für die Ladeluft an die Ausbildung des Scheibenpaketes so anzupassen, daß eine intensive und wirkungsvolle Durchströmung und damit auch ein intensiver Wärmeübergang möglich wird.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Anschlüsse für das Kühlmittel beide auf einer Seite der Scheiben vorgesehen sein, und es kann dann der Innenraum jeder Scheibe von den Anschlüssen ausgehend mit einer zwischen den Anschlüssen längs verlaufenden, aber nicht bis zum Ende der Scheiben durchgehenden, Trennwand versehen werden, so daß jede Scheibe vom Kühlmittel mit einer oder einer ungeraden Anzahl von Umlenkungen durchströmt wird. Die Zu- und Abführöffnungen für die Ladeluft im Gehäuse können dabei so angeordnet werden, daß die Strömung der Ladeluft quer zur Kühlmittelströmung verläuft, so auch dadurch ein guter Wärmeübergang gewährleistet wird.
- Das Gehäuse selbst kann in Weiterbildung der Erfindung als eine aus Kunststoff oder auch aus Metall hergestellte Haube ausgebildet sein, in die das Scheibenpaket eingesetzt und dann durch die als Deckel ausgebildete Abschlußscheibe verankert wird. Es ist aber auch in vorteilhafter Weise möglich, als Gehäuse für das Scheibenpaket eine unmittelbar im Saugrohr eines Kraftfahrzeugmotors vorgesehene Ausnehmung zu verwenden, in die das Scheibenpaket eingesetzt und befestigt wird. Durch diese Ausgestaltung kann eine Ladeluftkühlung ohne zusätzlichen Raumaufwand unmittelbar an der Stelle vorgesehen werden, an der eine Ladeluftkühlung zweckmäßig durchgeführt wird.
- Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles eines Ladeluftkühlers nach der Erfindung, -
2 eine Explosionsdarstellung des Ladeluftkühlers der1 , -
3 eine schematische Darstellung der Strömungs- und Anströmungsverhältnisse der Scheiben des Ladeluftkühlers nach den1 und2 , -
4 einen Ladeluftkühler ähnlich1 , jedoch mit einer aus Kunststoff oder aus einem Metallguß hergestellten Haube für die Führung der Ladeluft anstelle einer Blechhaube nach1 , -
5 den Ladeluftkühler der4 in einer teilweisen Explosionsdarstellung, -
6 einen Ladeluftkühler nach der Erfindung, bei dem als Gehäuse für das Scheibenpaket eine unmittelbar im Saugrohr eines Motors vorgesehene Ausnehmung dient, und -
7 das Saugrohr nach6 während des Einbaus des Scheibenpakets nach der Erfindung. - Die
1 bis3 zeigen einen Ladeluftkühler, der aus einer Blechhaube1 mit einem Zuführstutzen2 für die in Richtung des Pfeiles3 strömende Ladeluft besteht und der mit einem Abführstutzen4 versehen ist, der über einen Umlenkabschnitt5 die Ladeluft senkrecht zur Zuströmrichtung abführt. Die Blechhaube1 ist an ihrer offenen Seite durch eine Abschluß platte6 verschlossen, die jeweils einen Zuführstutzen7 und einen Abführstutzen8 für ein Kühlmittel aufweist, ebenfalls aus Blech besteht und mit der Blechhaube1 über einen umlaufenden Rand9 verlötet ist, der mit einem korrespondierenden umlaufenden Rand9a mit der Blechhaube1 zusammenpaßt. - Die
2 läßt erkennen, daß die Abschlußplatte6 vor dem Zusammenbau mit der Haube1 mit einem Paket10 , bestehend aus parallel zueinander angeordneten und aufeinander im Abstand zueinander geschichten Scheiben11 , verlötet wird. In die Zwischenräume zwischen die einzelnen Scheiben11 sind dabei aus wellenförmig gestalteten Rippen aufgebaute Lamellen12 eingesetzt, und die einzelnen Scheiben11 sind auf einer ihrer Schmalseiten – auf der Seite11a in3 – jeweils mit Verbindungsstutzen13 und14 versehen. Die Stutzen13 münden dabei in den Abflußstutzen8 , die Stutzen14 in den Zuflußstutzen7 , der durch die Abflußplatte6 nach unten ragt. Das durch den Anschlußstutzen7 zugeführte Kühlmittel, das im Sinn des Pfeiles15 zuströmt, tritt durch die Verbindungsstutzen14 jeweils in den Innenraum einer jeden der Scheibenpaare11 ein und strömt im Innenraum dieser Scheiben, der mit einer Trennwand16 zwischen den Verbindungsstutzen13 und14 versehen ist, die aber nicht bis zu dem der Schmalseite11a gegenüberliegenden Ende der Scheiben11 reicht, im Sinn der Pfeile17 U-förmig durch den Innenraum jeder der Scheiben11 , um dann durch die Stutzen13 und den Abflußstutzen8 im Sinn des Pfeiles18 wieder auszutreten. - Die durch den Anschluß
2 in das von der Haube1 gebildete Gehäuse eintretende Ladeluft verläuft quer zu dieser U-förmigen Strömung des Kühlmittels. Beim Ausführungsbeispiel der1 bis3 strömt die Ladeluft im Sinn der Pfeile19 durch die Lamellen12 so, daß sie zuerst an dem gerade in die Scheibenpaare11 eingetretenen Kühlmittelstrom, d.h. also an dem kühleren Arm der durch die Scheiben11 geführten Kühlmittelströmung Wärme abgibt. Diese Anordnung kann dann gewählt werden, wenn man Kavitation innerhalb der Scheiben11 aufgrund der anströmenden heißen Ladeluft verhindern und daher den Auftreffbereich der Ladeluft so kühl wie möglich halten will. Thermodynamisch günstiger ist es, die Ladeluft entgegengesetzt zu den Pfeilen19 durch die Scheiben11 strömen zu lassen, so daß die normalerweise beim Gegenstromverfahren herrschenden Temperaturdifferenzen wirken. Entscheidend ist, daß ein kompakter Ladeluftkühler durch die gehäuseartige Umschließung des Scheibenpaketes10 gebildet ist, der zum einen eine kompakte Bauweise ermöglicht, die den Einsatz des Ladeluftkühlers auch bei räumlich beengten Verhältnissen ermöglicht, zum anderen aber auch für eine intensive Durchströmung des Scheibenpakets und damit für einen guten Wärmeübergang sorgt. Natürlich wäre es auch möglich, innerhalb der Scheiben eine mehrfache, aber immer ungerade Anzahl von Umlenkungen für das durchströmende Kühlmittel vorzusehen. - Die
4 und5 zeigen, daß das Scheibenpaket10 hier in eine Haube20 aus Kunststoff oder aus einem Metallguß eingesetzt ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden hier die Bezugszeichen für die Zu- und Abflußstutzen der Ladeluft und des Kühlmittels in der Form beibehalten, wie sie bei der Ausführungsform der1 bis3 verwendet worden sind. - In den
4 und5 ist neben der Ausgestaltung der Haube20 auch noch gezeigt, daß die Abschlußplatte des Scheibenpaketes10 mit einem Rand9' versehen ist, der für eine Schlitzbördelung gedacht ist. Die Haube20 weist einen umlaufenden, nach außen abstehenden Rand9a' auf, der bei dieser Ausführungsform – in an sich bekannter Weise – in die vom Schlitzbördelrand9' gebildete umlaufende Rinne21 eingesetzt wird, so daß dann der oberhalb der Schlitze22 liegende Bereich des Randes9' nach innen gedrückt wird und so die Befestigung der Haube20 mit dem Scheibenpaket10 erreicht wird. - Die
6 und7 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Ladeluftkühlers nach der Erfindung, bei der das Scheibenpaket10 auch mit einer oberen Abschlußplatte6 – Bezeichnung wie beim Ausführungsbeispiel der1 bis3 – versehen ist. Diese Abschlußplatte6 dient hier als Deckel für eine Ausnehmung23 , die unmittelbar vor den Ansaugstutzen24 eines nicht näher gezeigten Kraftfahrzeugmotors im Saugrohr25 des Motors angeordnet ist. Das Gehäuse für das Scheibenpaket10 wird daher von dieser Ausnehmung23 im Saugrohr25 gebildet, und dieses Gehäuse steht über den Einlaßstutzen2' und den durch die Einlässe24 gebildeten Auslaßstutzen4' als Strömungsraum für die im Sinn des Pfeiles19 durchströmende Ladeluft zur Verfügung. Auch hier ist der umlaufende Rand9' der Abschlußplatte6' als Schlitzbördelrand9'' ausgebildet, der um den umlaufenden Rand9a'' der Ausnehmung23 zur Befestigung des Scheibenpaketes10 und der Abschlußplatte6' herumgelegt wird. Diese Ausführungsform ist äußerst Platz sparend, und sie weist den Vorteil auf, daß die Ladeluft kurz vor ihrem Eintritt in den Motor entsprechend gekühlt werden kann.
Claims (6)
- Wärmeübertrager, insbesondere Ladeluftkühler mit vom Kühlmittel durchströmten Scheiben, die parallel zueinander ausgerichtet und zu einem mit an einer Endplatte angeordneten Zu- und Abflußstutzen versehenen Paket zusammengefaßt sind, wobei die einzelnen Scheiben mit Verbindungsstutzen versehen sind, die in die Zu- beziehungsweise Abflußstutzen münden, und mit ihren Wänden an Zwischenräume grenzen, die von der Ladeluft durchströmt und mit Wellrippen ausgefüllt sind, wobei das von den Scheiben gebildete Paket in ein von der Ladeluft durchströmtes Gehäuse eingesetzt ist und die Abschlußplatte den Abschlußdeckel für das das Scheibenpaket auf fünf Seiten umgebende Gehäuse bildet.
- Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (
7 ,8 ) für das Kühlmittel beide auf einer Seite (11a ) der Scheiben (11 ) vorgesehen sind und der Innenraum jeder Scheibe von den Anschlüssen ausgehend mit einer längs verlaufenden, aber nicht bis zum Ende durchgehenden Trennwand (16 ) versehen und vom Kühlmittel mit einer oder einer ungeraden Anzahl von Umlenkungen durchflossen ist. - Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Abführöffnungen (
2 ,4 ,2' ,4' ) für die Ladeluft so angeordnet sind, daß die Ladeluftströmung quer zur Kühlmittelströmung verläuft. - Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (
1 ) als eine Blechhaube (1 ) ausgebildet ist. - Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine aus Kunststoff oder aus einem Metallguß hergestellte Formhaube (
20 ) ist. - Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse als eine Ausnehmung (
23 ) im Saugrohr (25 ) eines Kraftfahrzeugmotors ausgebildet ist.
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DE19902504A DE19902504B4 (de) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | Wärmeübertrager, insbesondere Ladeluftkühler |
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Country Status (1)
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