DE2105657A1

DE2105657A1 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE2105657A1
Application number: DE19712105657
Authority: DE
Inventors: Hans 5060 Bensberg; Mettig Hermann 5038 Rodenkirchen. F28f3-0O Stadler
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1971-02-06
Filing date: 1971-02-06
Publication date: 1972-08-17
Also published as: DE2105657C3; DE2105657B2; FR2124223A1; AT321649B; FR2124223B1

Description

Wärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, dessen äußere Bauform einem langgestreckten Zylinder entspricht.

Für bestimmte Verwendungszwecke ist ein Wärmetauscher, der die vorstehend beschriebene Bauform hat, besonders zweckmäßig. So werden z. B. bei V-förmigen Hubkolbenbrennkraftmaschinen Ladeluftkühler, Ölkühler oder Wasserkühler benötigt, die gegebenenfalls im V-Raua zwischen den beiden Zylinderreihen angeordnet sind und sich über die ganze Länge der Maschine erstrecken.

Die bisher bekannten Wärmetauscher der hier genannten Bauform sind als .Röhrenkühler ausgebildet. Ihr Nachteil liegt in der geringen Leistungsfähigkeit im Verhältnis zu ihrem Bauvolumen, so daß der zur Verfügung stehende Bauraum nicht ausreicht, um den notwendigen Wärmeaustausch zu erzielen. Bei der Anwendung eines solchen Wärmetauschers bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bedeutet dieses, daß die Ladeluft, bzw. das Kühlöl oder auch da» Kühlwasser nicht genügend gekühlt wird_t oder die Druckverluste unzulässig groß werden«

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine in V-Bauart zwischen den Zylinderreihen einen Wärmetauscher mit möglichst großer Leistung anzuordnen. Dies wird bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art erfindunge-

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gemäß dadureh erreicht, daß in ein zylindrisches Gehäuse mehrere in Richtung der Längsmittelachse des Gehäuses gesehen, blockförmige Wärmetauscherelemente mit viereckigem Querschnitt, mit Abstand voneinander und hintereinander so eingesetst sind, daß ihre an den Ecken liegenden Längskanten unmittelbar oder mittelbar mit dem Gehäuse nach den Seiten zu dicht verbunden sind und daß die zwischen dem Gehäuse und den äußeren Begrenzungswänden der Wärmetauscherelementen vorhandenen Räume durch die Anordnung von Verbindungswänden zwischen den Wärmetauscherelementen zu Teilen von Kanälen ausgebildet werden, die zur Zu- bz.w. Abführung von zwei Medien dienen, zwischen denen ein. Wärmeaustausch stattfinden soll.

Unter dein Begriff "Bloekkühler" versteht man solche, die auch als Wabenkühler bezeichnet werden; diese haben den Vorteil, daß sie im Verhältnis zu ihrem Bauvolumen eine große Wärmeaustauschflache haben. Die Erfindung gestattet es, den Vorteil der Blockkühler in günstiger Weise auszunutzen, wobei sich der neue Wärmeaustauscher von dem bekannten Blockkühler noch dadurch unterscheidet, daß er Über eine größere Baulänge unmittelbar durchströmt wird, wenn gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung die blockförmigen Wärmetauscherelemente in bezug auf die Durchetrömung beider Medien zueinander parallel angeordnet sind.

Für die Verwendung dee Wärmetauschers bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine in V-Bauart, bei der dieser im freien Raum zwischen

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den Zylinderreihen angeordnet iat, ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß der Wärmetauscher vom.Maschinengehäuse umgeben ist und die Zu- und Abflußkanäle vom Maschinengehäuse gebildet werden. Hierdurch wird nicht nur eine besondere raumsparende Bauform erreicht, es ergeben sich darüber hinaus besonders einfache unä kurze Verbindungen für die am Wärmeaustausch beteiligten Medien, die in der Regel in Kanälen des Maschinengehäuses geführt sind. ·

In der Zeichnung ist eine Ausführung»form der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Die Abb. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen zylinderförmigen Wärmetauscher.

Me Abb. 2 zeigt einen Längsschnitt des in Abb. 1 dargestellten Wärmetauschers gemä.ß der Schnittlinie II - II.

Die Abb. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den in Abb. 1 dar gestellten Wärmetauscher gemäß der Schnittlinie III - III.

Die Abb. 4 . zeigt einen Teilquerschnitt durch eine Hubkolben maschine in V-Bauart, mit zwischen den Zylinderreihen in das Maschinengehäuse eingebautem Wärmetauscher.

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In Abb. 1 ist ein wabenartig aufgebautes etwa würfelförmiges Wärmetauscherelement 1, das von einem zylindrischen Gehäuse 2 umgeben ist, dargestellt. Das zylindrische Gehäuse 2 umschließt das Wärmetauscherelement 1 derart, daß es den umschriebenen Kreis zu dessen quadratischen Querschnitt bildet. Die äabei entstehenden vier kreisabschnittförmigen Kanäle 3, 4 sind so gegeneinander abgedichtet, daß sie sich zur Zu- und Abführung der den Wärmetauscher zugeführten Medien eignen.

Im horizontalen Längsschnitt der Abb. 2 sind die einzelnen würfel- oder bloclcförmigen Wärmetauscherelemente 1, wie sie in den zylindrischen Gehäuse 2 hintereinander angeordnet sind, dargestellt. Durch die Kanäle 4 fließt eine der beiden am Wärmetausch beteiligten Medien zu und ab. Die Durchströmrichtung ist durch Pfeile gekennzeichnet. Durch die Zwischenwände 5 wird eine im Hinblick auf die Beaufschlagung parallele Anordnung der Wärmetauscherelemente 1 erreicht.

Aue dem vertikalen Längsschnitt der Abb. 3 ist ebenfalls die parallele Durchströmung der einzelnen räumlich hintereinander liegenden Wärmetauscherelemente 1 ersichtlich. Die Durchströmrichtung sowie der Zu- und Abfluß des am Wärmetausch beteiligten Mediums ist durch Pfeile in den Kanälen 3 gekennzeichnet. Die Zwischenwände 6 zwischen den einzelnen Wärmetauscherelementen

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bilden einen Teil der Kanäle 3· An den nicht näher dargestellten Stirnseiten des Wärmetauschers tonnen die getrennten Anschlußstellen für den Zu- und Abfluß der am Wärmetausch beteiligten Medien angeordnet sein.

Abweichend von der Darstellung können die Wärmetauscherelemente je nach den verwendeten Medien in ihrer Form abgewandelt sein, wobei je nach Durchflußwiderstand die Durchströmwege länger oder kürzer ausgelegt werden können. Ebenso kann mit Rücksicht auf die verwendeten Medien zugunsten der Kanalquersohnitte die quadratische Form der Wärmetauscherelemente in eine rechteckige Form verändert werden. Ein quadratischer Querschnitt der Wärmetauscherelemente, der wesentlich kleiner ist als der umschriebene Kreis des zylindrischen Gehäuses, könnte durch X-förmig angeordnete Trennwände, die von den Ecken des Quadrates radial ausgehen, besonders große Kanalquerschnitte ergeben.

In Abb. 4 ist ein Wärmetauscher der in das Maschinengehäuse 7 einer Hubkolbenmaschine in V-Bauart eingebaut ist, dargestellt. Die Zu- und Abflußkanäle 3_t für das fHiesige Kühlmittel werden vom Maschinengehäuse 7 gebildet. Damit ergeben eioh für die Verteilung des Kühlmittels im Gehäuse besonders kurze und günstig anzuordnende Verbindungen Θ, zu den zu kühlenden Zylinderflächen. Die zylinderische Form des Wärmetauschers ergibt in vofcteil-

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hafter Weise bei guten Abdichtmöglichkeiten der zu trennenden Kühlmedien eine einfach herzustellende zylindrische Bohrung im Maachinengehäuse.

Abweichend von der Darstellung, kann der in das Maschinengehäuse eingebaute Wärmetauscher ebenso platzsparend für die Kühlung des Schmieröls oder der Ladeluft verwendet werden. Hierzu sind die Zu- oder Abflußkanäle der am Wärmetausch beteiligten Medien zur Erzielung kurzer Verbindungen, abweiohend von der Zeichnung, entsprechend angeordnet.

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Claims

5 Köln 80, den 21. Jan. 1971

Unser Zeichen: D 71/13 - AP So/Cn/Bu

Patentansprüche

(ly Wärmetauscher, dessen äußere Bauform einem langgestreckten Zylinder entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß in ein zylindrisches Gehäuse (2) mehrere in Richtung der Längemittelachse des Gehäuses (2) gesehen, blockförmige Wärmetauscherelemente (1) mit viereckigem Querschnitt mit Abstand voneinander und hintereinander so eingesetzt sind, daß ihre an den Ecken liegenden Längskanten unmittelbar oder mittelbar mit dem Gehäuse (2) nach den Seiten zu dicht verbunden sind und daß die zwischen dem Gehäuse (2) und den äußeren Begrenzungewänden der Wärmetauscherelemente (1) vorhandenen Räume (3, 4) durch die Anordnung von Verbindungswänden (6) zwischen den Wärmetauscherelementen (1) zu Teilen von Kanälen (31 4) ausgebildet werden, die zur Zu- bzw. Abführung von zwei Medien dienen, zwischen denen ein Wärmetausch stattfinden soll.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswände (5) so angeordnet sind, daß die bloclcförmigen Wärmetauscherelemente (1) in bezug auf die Durchströmung beider Medien zueinander parallel angeordnet sind.
3· Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- und Austritt der beiden Medien durch die Wand des Gehäuses (2) erfolgt.

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4. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherelemente (1) einen rechteckigen Querschnitt haben.
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine in V-Bauart «wischen den Zylinderreihen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher vom Maschinengehäuse (7) umgeben ist und die Zu- und Abflußkanäle (3, 4) vom Maschinengehäuse (7) gebildet werden.

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