DE202004011489U1 - Wärmeaustauscher für Hochtemperatur-Anwendungen, insbesondere Ladeluftkühler - Google Patents

Wärmeaustauscher für Hochtemperatur-Anwendungen, insbesondere Ladeluftkühler Download PDF

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Abstract

Wärmeaustauscher mit einer Mehrzahl übereinander angeordneten ersten Durchgängen (4) für ein Kühlmedium und zwischen diesen angeordneten, an ihren Enden mit Sammelkästen (7, 8) versehenen zweiten Durchgängen (5) für ein zu kühlendes Medium, wobei die ersten und zweiten Durchgänge (4, 5) jeweils durch Platten (2) und diese auf Abstand haltende, längs der seitlichen Ränder der Platten (2) erstreckte, erste und zweite Blockprofile (3, 25; 6) gebildet sind und wobei die die ersten Durchgänge (4) begrenzenden ersten Blockprofile (3) im wesentlichen senkrecht zu den die zweiten Durchgänge (5) begrenzenden zweiten Blockprofilen (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Blockprofile (3, 25) zumindest dort, wo den zweiten Durchgängen (5) das zu kühlende Medium zugeführt wird, mit in den Sammelkasten (7) ragenden Strömungsleitelementen (14) versehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher mit einer Mehrzahl von übereinander angeordneten ersten Durchgängen für ein Kühlmedium und zwischen diesen angeordneten, an ihren Enden mit Sammelkästen versehenen zweiten Durchgängen für ein zu kühlendes Medium, wobei die ersten und zweiten Durchgänge jeweils durch Platten und diese auf Abstand haltende, längs der seitlichen Ränder der Platten erstreckte, erste und zweite Blockprofile gebildet sind und wobei die die ersten Durchgänge begrenzenden ersten Blockprofile im wesentlichen senkrecht zu den die zweiten Durchgänge begrenzenden zweiten Blockprofilen angeordnet sind.
  • Wärmeaustauscher dieser Art werden z. B. bei Ladeluftkühlern von Kraftfahrzeugen dazu benötigt, die auf Temperaturen von über 200°C erhitzte, die zweiten Durchgänge durchströmende Ladeluft mit Hilfe eines die ersten Durchgänge durchströmenden Kühlmittels in Form von Wasser oder Luft abzukühlen. Daneben sind Wärmeaustauschernetze bekannt ( EP 0 521 298 A2 ), die in Luft/Luft-Wärmeaustauschern angewendet werden und z. B. dem Zweck dienen, von einem Kompressor erzeugte und stark erhitzte Druckluft vor ihrer Zuführung zu einem Kältetrockner mit auf Atmosphärentemperatur befindlicher Luft abzukühlen. Auch Anwendungen mit Flüssigkeiten als heißes Medium sind denkbar. Wegen der hohen Temperaturen unterliegen derartige Wärmeaustauscher erheblichen thermischen und mechanischen Belastungen, insbesondere wenn sie nur vom kalten Medium permanent durchströmt werden, während das heiße Medium in Abhängigkeit vom Bedarf intermittierend zugeführt und dazu der Zustrom des heißen Mediums z. B. mit Schaltfrequenzen von mehreren Umschaltungen pro Minute zu- bzw. abgeschaltet wird. Eine Folge davon ist nämlich, daß vor allem die das heiße Medium führenden Durchgänge im Bereich ihrer Einströmenden ständig wechselnden Temperatursprüngen ausgesetzt sind, die unerwünschte Materialdehnungen bzw. -stauchungen der beteiligten, durch Löten zu einem starren Block miteinander verbundenen Komponenten bewirken. Das führt nach vergleichsweise kurzer Betriebsdauer zu Rissen im Wärmeaustauschernetz, insbesondere im Bereich der Lötnähte, und damit zu Leistungsminderungen oder zum Ausfall.
  • Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt ( US 4 934 455 , DE 196 51 625 A1 , DE 202 08 748U1 ) bei Platten-Wärmeaustauschern der oben angegebenen Gattung die ersten Blockprofile an ihren Innenseiten, die den ersten, für das Kühlmedium bestimmten Durchgängen zugewandt sind, mit speziellen Profilierungen zu versehen bzw. insgesamt als Lochprofile auszubilden. Ein dadurch erzielter Vorteil besteht darin, daß die Blockprofile als Ganzes flexibel ausgebildet sind, plötzliche Querschnittssprünge vermieden werden und Kräfte und Spannungen senkrecht zu den Flußrichtungen aufgenommen werden können, ohne daß es zu Rissen in den Lötnähten oder dergleichen kommt.
  • Bei verschiedenen Anwendungszwecken ist es außerdem erwünscht, die zweiten Durchgänge derartiger Wärmeaustauscher mit vergleichsweise hohen Drücken von z. B. 2,6 bar und mehr und entsprechend großen Strömungsgeschwindigkeiten zu betreiben, beispielsweise wiederum bei ihrer Anwendung als Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge. Dabei hängt die bei der Durchströmung des Wärmeaustauschers bzw. der zweiten Durchgänge erzielbare Kühl- bzw. Wärmeaustauschleistung von dem insgesamt tolerierbaren Druckabfall ab. Da ein großer Teil der Druckverluste in den zweiten Durchgängen konstruktionsbedingt durch die Übergangsbereiche zwischen diesen und den Sammelkästen verursacht wird, sind die auf das Wärmeaustauschernetz selbst entfallenden und zur Erzielung der geforderten Wärmeaustauschleistungen nutzbaren Anteile des Druckabfalls begrenzt.
  • Bei aus Rohren hergestellten Wärmeaustauschern sind bereits zahlreiche Einrichtungen vorgeschlagen worden, die Druckverluste in den Übergangsbereichen zwischen den zweiten Durchgängen und den Sammelkästen weitgehend vermeiden und dadurch bewirken sollen, daß der längs des Wärmeaustauschers tolerierbare Druckabfall überwiegend in den Durchgängen des Wärmetauschernetzes genutzt werden kann. Es ist z. B. bekannt ( DE 198 57 435 A1 ), die Rohrenden des Wärmeaustauschernetzes mit Endstücken versehen, die auf der Innenseite des Bodenteils des Sammelkastens aus den zugeordneten Durchgängen herausragen und trichterförmig aufgeweitet sind. Um die dadurch geschaffenen Hindernisse für die Strömung bzw. die daraus resultierenden Druckverluste klein zu halten, ist dem Bodenteil ein mit Abdeckelementen versehenes Einlegeteil zugeordnet. Die Abdeckelemente sind dicht oberhalb der zwischen den Durchgängen liegenden Abschnitte des Bodenteils angeordnet und dienen zur Schaffung von die Rohrenden verlängernden Eintritts- oder Austrittsdüsen bzw. von zwischen den Rohrenden angeordneten, konvexen Strömungsleitelementen. Derartige Einlegeteile bringen zwar den Vorteil einer Reduzierung der Druckverluste in den Übergangsbereichen zwischen dem Sammelkasten und dem Wärmeaustauschernetz mit sich. Nachteilig am bekannten Wärmeaustauscher ist jedoch der Umstand, daß die Rohre an ihren Enden aufgeweitet werden müssen, was zumindest einen zusätzlichen Arbeitsgang erfordert. Dies gilt auch für andere bekannte, aus Rohren hergestellte Wärmeaustauscher [ DE 197 57 034 A1 (4), DE 101 14 078 A1 , EP 0798 531 B1 ], bei denen die Endstücke der Rohre nicht durch Einlegeteile abgedeckt, sondern glockenförmig so stark erweitert werden, daß sie sich gegenseitig berühren oder an speziellen Anlageflächen des Bodenteils anliegen. Außerdem hat sich gezeigt, daß die Druckverluste bei allen diesen Wärmeaustauschern zwar kleiner als beim Fehlen der beschriebenen Maßnahmen, aber immer noch nicht so klein sind, wie dies gerade im Fall von Ladeluftkühlern erwünscht wäre.
  • Bei anderen bekannten Wärmeaustauschern [ DE 197 57 034 A1 (2 und 3), EP 0 990 868 B1 ] wird das Bodenteil im Bereich seiner Durchgänge mit dem Wärmeaustauschernetz zugewandten Kragen oder Einfassungen versehen, damit die Rohrenden in diesen Kragen zu liegen kommen und nicht über das Bodenteil hinaus in den Sammelkasten ragen. Eine wesentliche Reduzierung des Druckabfalls in den genannten Übergangsbereichen ist dadurch aber kaum möglich, weil die Stirnfläche der Rohrenden und die zwischen diesen befindlichen flachen Abschnitte des Bodenteils auch weiterhin beträchtlich zu den unerwünschten Druckverlusten beitragen.
  • Nachteilig an diesen Vorschlägen ist außerdem, daß sie anschließlich aus Rohren, aber keine aus Platten und Blockprofilen und damit preisgünstig herstellbare Wärmeaustauscher betreffen.
  • Bei Plattenwärmeaustauschern für Haushaltswäschetrockner ist es schließlich bekannt ( EP 1 050 618 A1 ), Strömungsverluste eines schräg zu den Wärmeaustauscherplatten ein- bzw. austretenden Gastroms dadurch zu vermeiden, daß die Enden der Wärmeaustauscherplatten treppenförmig versetzt angeordnet und mit Gasumlenkungsteilen versehen werden. Eine unmittelbare Übertragung dieses Prinzips auf Wärmeaustauscher der eingangs bezeichneten Gattung, die ein aus Platten und Blockprofilen gebildetes Netz und wenigstens einen Sammelkasten aufweisen, ist nicht ohne weiteres möglich.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, einen preisgünstig herstellbaren Wärmeaustauscher zur Verfügung zu stellen, der sowohl zu einer Reduzierung der Druckverluste in dem Übergangsbereich zwischen dem Sammelkasten und den vom zu kühlenden Medium durchströmten Durchgängen führt als auch für Hochtemperatur-Anwendungen eingerichtet und dazu insbesondere mit einer erhöhten Festigkeit gegenüber Temperaturwechseln versehen werden kann.
  • Die Erfindung geht zur Lösung dieses Problems vom Wärmeaustauscher der eingangs angegebenen Gattung aus, wobei die ersten Blockprofile dieses Wärmeaustauschers entsprechend dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gestaltet werden.
  • Die Erfindung ermöglicht eine bisher nur bei Röhren-Wärmeaustauschern mögliche Reduzierung der Druckverluste in den zweiten Durchgängen speziell bei Platen-Wärmeaustauschern. Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die ersten Blockprofile außerdem auf ihren den ersten Durchgängen zugewandten Seiten als an sich bekannte Lochprofile (z. B. DE 202 08748 U1 ) ausgebildet. Dadurch ist es erstmals möglich, einen Platten-Wärmeaustauscher so auszubilden, daß er sowohl insbesondere bei hohen Drücken zu den gewünschten reduzierten Druckverlusten führt als auch bei Bedarf den bei Hochtemperatur-Anwendungen gestellten Anforderungen an die mechanische Festigkeit genügt.
  • Weitere vorteilhaften Merkmale aus der Erfindung ergeben sich aus den Erfindungsansprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 schematisch in einer auseinander gezogenen, perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher;
  • 2 eine vergrößerte, teilweise gezeichnete Teilansicht der 1;
  • 3 einen teilweise weggebrochenen Teilschnitt durch den Wärmeaustauscher nach 1 im Bereich von zwei Blockprofilen; und
  • 4 bis 6 der 3 entsprechende Schnitte durch drei weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers.
  • 1 bis 3 zeigen einen ersten erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher mit einem für Hochtemperatur-Anwendungen bestimmten Wärmeaustauschernetz 1, das in üblicher Plattenbauweise hergestellt ist. Das Netz 1 ist aus einer Mehrzahl von planparallelen, in einem Stapel und parallel zueinander angeordneten Trennblechen bzw. Platten 2 zusammengesetzt, die im Ausführungsbeispiel in der Draufsicht rechteckig ausgebildet sind und eine Breite B und eine Tiefe T des Netzes 1 bestimmen. Die Platten 2 sind an ihren in 1 bis 3 seitlichen Enden paarweise durch über die ganze Tiefe T des Netzes 1 erstreckte, als Abstandhalter und Dichtelemente wirksame Leisten bzw. erste Blockprofile 3 auf Abstand gehalten. Dadurch bildet je ein Paar von übereinander liegenden Platten 2 zwischen sich einen vorn und hinten offenen, seitlich von den Blockprofilen 3 verschlossenen ersten Durchgang 4 (2 und 3). Die ersten Durchgänge 4 dienen im Ausführungsbeispiel dem Zweck, in Richtung eines Pfeils v (1) vom kalten Medium bzw. dem Kühlmedium, insbesondere Luft, durchströmt zu werden.
  • Zwischen jedem Paar von Platten 2 sind senkrecht zu den ersten Durchgängen 4, d. h. in 1 von rechts nach links verlaufende zweite Durchgänge 5 (2 und 3) vorgesehen, die nach rechts und links offen und vorn bzw. hinten von über die ganze Breite B des Netzes 1 erstreckten Leisten bzw. zweiten Blockprofilen 6 begrenzt sind, die zweckmäßig ebenfalls einen im wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Nach oben und unten werden die zweiten Durchgänge 5 zweckmäßig von je einer zugeordneten Platte 2 eines angrenzenden, die ersten Durchgänge 4 bildenden Plattenpaars begrenzt. Die in 1 senkrecht zur Breite B und Tiefe T gemessene Höhe des Wärmeaustauschernetzes 1 hängt im wesentlichen von der Zahl der vorgesehenen ersten und zweiten Durchgänge 4 und 5 ab.
  • Das aus 1 ersichtliche Wärmeaustauschernetz 1 ist an den beiden seitlichen Enden der zweiten Durchgänge 5 mit je einem Sammelkasten 7 bzw. 8 luftdicht und mechanisch fest verbunden, z. B. durch Löten oder Kleben. Dabei bilden die in 1 linken Enden der zweiten Durchgänge 5 im Ausführungsbeispiel die Einströmenden für ein heißes Medium, z. B. Druck- oder Ladeluft. Dieses Medium wird mittels des in 1 schematisch angedeuteten Sammelkastens 7 zugeführt, um von dort aus die zweiten Durchgänge 5 in Richtung eines Pfeils w zu durchströmen. Der Sammelkasten 7 ist in an sich bekannter Weise hauben- bzw. kastenförmig ausgebildet und z. B. an seiner dem Netz 1 zugewandten Seite mit einer Aussparung versehen, über die er mit den Einströmenden der zweiten Durchgänge 5 in Verbindung steht. Entsprechend sind die in 1 rechten Enden der zweiten Durchgänge 5 mit dem Sammelkasten 8 verbunden, mittels dessen das ausströmende, abgekühlte heiße Medium der weiteren Verwendung zugeleitet wird.
  • In den ersten Durchgängen 4 des Netzes 1 sind gemäß 1 bis 3 übliche, in der Vorderansicht z. B. abwechselnd nach oben bzw. unten abgeknickte Lamellen 9 angeordnet, die der Verbesserung der Kühlwirkung dienen und von denen in 2 und 3 nur die seitlichen linken Enden dargestellt sind. Dabei verlaufen die Achsen der Abknickungen von vorn nach hinten, d. h. in Strömungsrichtung v des Kühlmediums. Außerdem sind die Lamellen 9 im Bereich ihrer Abknickungen wie üblich durch Löten fest mit den zugehörigen Platten 2 verbunden, wie dies bei gelöteten Wärmeaustauschernetzen allgemein bekannt ist. Analog dazu können die Durchgänge 5 für das heiße Medium zur Verbesserung der Stabilität und des Wärmeübergangs mit eingelegten Turbulatoren 10 (2) versehen sein, die dazu dienen, das heiße Medium in den Durchgängen 5 zu verwirbeln.
  • Die ersten Blockprofile 3 weisen an ihren Außenseiten vorzugsweise ebene Stirnflächen 3a (3) auf, die mit seitlich angeordneten Stirnflächen 2a der Platten 2 vorzugsweise in einer Ebene liegen.
  • Im übrigen ist das beschriebene Wärmeaustauschernetz 1 vorzugsweise ein Aluminiumnetz, d. h. die Platten 2, die Blockprofile 3 und 6, die Lamellen 9 und die Turbulatoren 10 bestehen aus Aluminium und sind durch übliches Löten, ggf. unter Anwendung von lotplattierten Platten, zu einem starren Block fest miteinander verbunden. Ebenso können andere Wärmeaustauscherwerkstoffe wie Kupfer und seine Legierungen oder Stahl, insbesondere Edelstahl eingesetzt werden. Die Sammelkästen 7 und 8 können ebenfalls aus Aluminium, aber auch aus anderen Werkstoffen wie z. B. einem Kunststoff bestehen.
  • Beim Betrieb des Wärmetauschers nach 1 bis 3 wird ein zu kühlendes Medium (z. B. Ladeluft), das durch einen Eingangsstutzen 11 in den Sammelkasten 7 einströmt, von diesem auf die zweiten Durchgänge 5 verteilt, von wo aus das Medium in den zweiten Sammelkasten 8 gelangt, bevor es den Wärmeaustauscher durch einen Ausgangsstutzen 12 verläßt.
  • Wärmeaustauscher dieser Art sind aus den oben genannten Druckschriften allgemein bekannt und brauchen dem Fachmann daher nicht näher erläutert werden.
  • Erfindungsgemäß sind die ersten Blockprofile 3 zumindest dort, wo den zweiten Durchgängen 5 das zu kühlende Medium zugeführt wird, mit in den Sammelkasten 7 ragenden Strömungsleitelementen 14 versehen. Die Strömungsleitelemente 14 erstrecken sich vorzugsweise über die ganze Tiefe T des Netzes 1 und weisen an ihren Rückseiten zweckmäßig ebene Grundflächen 14a auf, die an den Stirnflächen 2a der Platten 2 und/oder den Stirnflächen 3a der ersten Blockprofile 3 anliegen und mit diesen durch Löten, Kleben, Schrauben oder sonstwie fest verbunden sind. Mit besonderem Vorteil weisen die Strömungsleitelemente 14 in ihren an die Blockprofile 3 grenzenden Bereichen, d.h. insbesondere an ihren Grundflächen 14a eine Dicke a auf, die der Dicke der ersten Blockprofile 3 im Bereich der Stirnflächen 3a, vermehrt um die doppelte Dicke der angrenzenden Platten 2 im Bereich von deren Stirnflächen 2a entspricht. Von dort an weisen die Strömungsprofile 14, in Richtung des Sammelkastens 7 betrachtet, eine allmählich abnehmende Dicke auf, so daß sie entsprechend 3 eine halbkreisförmige, halbovale oder sonstwie gerundete Querschnittskontur 14b erhalten. Mit besonderem Vorteil sind die Strömungsleitelemente 14 außerdem spiegelsymmetrisch zu Mittelebenen der ersten Blockprofile 3 bzw. der von diesen begrenzten Durchgänge 4 ausgebildet, wie in 3 durch eine strichpunktierte Linie 15 angedeutet ist.
  • Wie ebenfalls in 3 dargestellt ist, wird die von den Stirnflächen 2a, 3a gebildete Ebene vorzugsweise bis zu einer Höhe b von den Strömungsleitelementen 14 überragt, die wenigstens gleich dem Einfachen und höchstens gleich dem Doppelten der Dicke a ihrer an die ersten Blockprofile 3 grenzenden Grundflächen 14a ist. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, die Höhe b um das 1,0- bis 1,5-fache größer als die Dicke a zu wählen. Im übrigen bestehen die Strömungsleitelemente 14 zweckmäßig aus massiven, länglichen Profilen analog zu den ersten Blockprofilen 3.
  • Die beschriebene Ausbildung und Anordnung der Strömungsleitelemente 14 bringt den Vorteil mit sich, daß zwischen denjenigen Enden der zweiten Durchgänge 5, die an die von den Stirnflächen 2a, 3a (3) gebildete Ebene grenzen, vergleichsweise lange und hohe, durch die Außenwände der Strömungsleitelemente 14 gebildete Kanäle entstehen, die – vom Inneren des Sammelkastens 7 her betrachtet – in Richtung der Durchgänge 5 allmählich abnehmende, trichterartige Querschnitte aufweisen, bis sie genau den Querschnitten der Durchgänge 5 entsprechen und daher keine scharfen Querschnittsänderungen bewirken. Dadurch sind die bei Platten-Wärmeaustauschern üblichen, vergleichsweise breiten Prallflächen zwischen den zweiten Durchgängen 5 strömungsgünstig gestaltet, was eine stabile Strömung im Übergangsbereich Sammelkasten 7/Wärmeaustauschernetz 1 ermöglicht. Außerdem sind im Sammelkasten 7 praktisch keine vorstehenden Kanten oder sonstige Strömungshindernisse vorhanden, die wesentliche Druckverluste verursachen könnten, so daß der Hauptteil des Druckabfalls wie gewünscht im Wärmeaustauschernetz 1 auftritt.
  • An den anderen Enden der zweiten Durchgänge 5 können, wie 1 zeigt, Strömungsleitelemente 16 vorhanden sein, die entsprechend den Strömungsleitelementen 14 ausgebildet und montiert sind. Dadurch werden auch dort, wo das zu kühlende Medium das Wärmeaustauschernetz 1 verläßt, keine abrupten Querschnittssänderungen erhalten, was die Druckverluste im Bereich der Sammelkästen 7, 8 weiter reduziert.
  • Entsprechende Ergebnisse werden erhalten, wenn die Mittelachsen der Ein- und Ausgangsstutzen 11, 12 der Sammelkästen 7, 8 abweichend von 1 nicht parallel zu den Längsachsen der zweiten Durchgänge 5, sondern senkrecht zu diesen angeordnet ist, wie in 1 durch getrichelt angedeutete Anschlußstutzen 17, 18 angedeutet ist.
  • Damit das beschriebene Netz 1 auch für Hochtemperatur-Anwendungen geeignet ist und den im Eintrittsbereich des heißen Mediums (Sammelkasten 7) auftretenden, thermischen und mechanischen Belastungen standhalten kann, wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, zumindest die dort befindlichen ersten Blockprofile 3 mit einer Querschnittsform zu versehen, die von der üblichen quadratischen oder rechteckigen Querschnittsform abweicht, wie insbesondere in 3 beispielhaft dargestellt ist. Die im Bereich der Ausströmenden (Sammelkasten 8) der Durchgänge 5 angeordneten ersten Blockprofile 3 können entsprechend, aber auch in herkömmlicher Weise ausgebildet sein, wenn das dort ausströmende Medium aufgrund der speziellen Strömungsverhältnisse bereits ausreichend abgekühlt ist. Dagegen können die zweiten Blockprofile 6 gemäß 2 über den größten Teil ihrer Länge in herkömmlicher Weise oder auch anders ausgebildet sein, falls dies aus bestimmten Gründen zweckmäßig sein sollte.
  • Im bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das erste Blockprofil 3 gemäß 3 eine Basis 20 mit einem im wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt und eine die Stirnfläche 3a bildende Außenseite auf, die zum Sammelkasten 7 hin bündig mit dem Netz 1 abschließt. Zur entgegengesetzten, der zugehörigen Lamelle 9 zugewandten Innenseite hin weist das Blockprofil 3 zwei an die Basis 20 angrenzende bzw. von dieser ausgehende Schenkel 21 und 22 auf, die oben und unten an Flächen enden, die bei der Anordnung nach 3 mit den Ober- bzw. Unterseiten der Basis 20 zusammenhängende, parallele und vorzugsweise ebene Lötflächen bilden, an denen die Platten 2 anliegen.
  • Die Schenkel 21 und 22 sind mit einem vorgewählten Abstand voneinander angeordnet und weisen Innenflächen auf, die eine zu den Lamellen 9 hin offene Ausnehmung 23 begrenzen. Die Blockprofile 3 erhalten dadurch einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt, weshalb sie im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kurz als "Lochprofile" bezeichnet sind. Durch geeignete Wahl der Größe der Ausnehmung 23 wird sichergestellt, daß die beiden Schenkel 21, 22 quer zu den Durchgängen 4 und 5 bzw. quer zu der von den Pfeilen v und w in 1 aufgespannten Ebene federnd ausgebil det sind. Dies wird insbesondere erreicht, wenn bestimmte Größenabmessungen eingehalten werden, wie an sich bekannt ist ( DE 202 08 748 U1 ). Außerdem wird die den Lamellen 9 zugewandete Innenseite der Blockprofile 3 zweckmäßig durch keilförmig verlaufende Flächen begrenzt, durch die angeformte Stützstege 24 entstehen. Durch diese wird bei der Stapelbildung erreicht, daß sich die Lamellen 9 nicht an einer vorderen, ebenen Stirnseite der Blockprofile 3, sondern an den Stützstegen 24 abstützen, wodurch die Lamellenenden daran gehindert werden, in Spalte zwischen den Blockprofilen 3 und den Platten 2 einzudringen.
  • Durch die beschriebene Kombination der Strömungsleitelemente 14 mit den als Lochprofilen ausgebildeten Blockprofilen 3 zumindest an den Eintrittenden der zweiten Durchgänge 5 wird erreicht, daß der Wärmeaustauscher auf der Eintrittseite für das heiße Medium sowohl mit reduzierten Druckverlusten in den Übergangsbereichen zwischen dem Sammelkasten 7 und den zweiten Durchgängen arbeitet als auch temperaturfest ist und hohen Temperatur-Wechselbeanspruchungen standhalten kann. Ist letzteres aufgrund ausreichend niedriger Temperaturen des zu kühlenden Mediums nicht erforderlich, können die ersten Blockprofile anstatt aus den beschriebenen Lochprofilen auch aus durchgehend massiven Blockprofilen 25 (4) bestehen. Diese sind an ihren den Lamellen 9 zugewandten Innenseiten vorzugsweise mit den Stützstegen 24 (3) entsprechenden Stützstegen 26 versehen.
  • Gemäß weiteren, besonders zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung werden die Blockprofile 3, 25 und die Strömungsleitelemente 14 nach 1 bis 4 einstöckig hergestellt. Dadurch entstehen kombinierte Leisten 27 (5) bzw. 28 (6) aus Blockprofilen 26 bzw. 27, an die die Strömungsleitelemente 14 einstöckig angeformt sind. Die Verstellung dieser Leisten 27, 28 kann beispielsweise aus Aluminium durch Strangpressen erfolgen.
  • Im übrigen sind die in 4 bis 6 dargestellte Teile im wesentlichen entsprechend 1 bis 3 ausgebildet und daher mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die in vielfacher Weise abgewandelt werden können. Das gilt einerseits für die äußere Form der Strömungsleitelemente 14 und andererseits für die Gestaltung der Lochprofile sowie die zugehörigen Dimensionierungen, die in Abhängigkeit von Einzelfall gewählt und durch Berechnungen und/oder Versuche ermittelt und festgelegt werden können. Weiter wäre es möglich, an den Innenwänden zumindest des Sammelkastens 7 zusätzliche Strömungsleitflächen anzubringen, um dadurch die Strömung auf ihrem Weg zu oder von den zweiten Durchgängen 5 zu vergleichmäßigen und die Bildung von Turbulenzen zu vermeiden. Auch können die Sammelkästen 7, 8 anders ausgebildet und z.B. so mit dem Netz 1 verbunden werden, daß sowohl der Eintritt als auch der Austritt des zu kühlenden Mediums auf derselben Seite des Wärmeaustauschers erfolgt. Schließlich versteht sich, daß die verschiedenen Merkmale der Erfindung auch in anderen als den beschriebenen und dargestellten Kombinationen angewendet werden können.

Claims (11)

  1. Wärmeaustauscher mit einer Mehrzahl übereinander angeordneten ersten Durchgängen (4) für ein Kühlmedium und zwischen diesen angeordneten, an ihren Enden mit Sammelkästen (7, 8) versehenen zweiten Durchgängen (5) für ein zu kühlendes Medium, wobei die ersten und zweiten Durchgänge (4, 5) jeweils durch Platten (2) und diese auf Abstand haltende, längs der seitlichen Ränder der Platten (2) erstreckte, erste und zweite Blockprofile (3, 25; 6) gebildet sind und wobei die die ersten Durchgänge (4) begrenzenden ersten Blockprofile (3) im wesentlichen senkrecht zu den die zweiten Durchgänge (5) begrenzenden zweiten Blockprofilen (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Blockprofile (3, 25) zumindest dort, wo den zweiten Durchgängen (5) das zu kühlende Medium zugeführt wird, mit in den Sammelkasten (7) ragenden Strömungsleitelementen (14) versehen sind.
  2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (14) in an die ersten Blockprofile (3, 25) grenzenden Bereichen eine Dicke (a) aufweisen, die der Dicke der ersten Blockprofile (3, 25), vermehrt um die doppelte Dicke der angrenzenden Platten (2) entspricht, und daß die Dicke (a) der Strömungsleitelemente (14) von dort her in Richtung des zugehörigen Sammelkastens (7) allmählich abnimmt.
  3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitlemente (14) durch Löten mit den ersten Blockprofilen (3, 25) und Stirnseiten (2a) der angrenzenden Platten (2) verbunden sind.
  4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (14) und die ersten Blockprofile (3, 25) einstückig hergestellt sind.
  5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Blockprofile (3) auf ihren den ersten Durchgängen (4) zugewandten Seiten als Lochprofile ausgebildet sind.
  6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Durchgänge (4) mit Lamellen (9) versehen sind und die ersten Blockprofile (3, 25) auf ihren den Lamellen (9) zugewandten Seiten keilförmige, zur Anlage an den Lamellen (9) bestimmte Stützstege (24, 26) aufweisen.
  7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (14) an ihren den Sammelkasten (7) zugewandten Seiten gerundet sind.
  8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (14) an ihren dem Sammelkasten (7) zugewandten Seiten halbkreisförmig oder halboval ausgebildet sind.
  9. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (14) spiegelsymmetrisch zu Mittelebenen (15) der zugehörigen ersten Blockprofile (3, 25) ausgebildet sind.
  10. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (14) die ersten Blockprofile (3, 25) und die an diese angrenzenden Platten (2) mit einer Höhe (b) überragen, die wenigstens gleich dem Einfachen und höchstens dem Doppelten der Dicke (a) ihrer an die ersten Blockprofile (3, 25) grenzenden Grundflächen (14a) ist.
  11. Wärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (b) gleich dem 1,0- bis 1,5-fachen der Dicke (a) ist.
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