WO2010130635A1

WO2010130635A1 - Heizkörper für ein kraftfahrzeug mit einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2010130635A1
Application number: PCT/EP2010/056208
Authority: WO
Inventors: Michael Kohl; Falk Viehrig
Original assignee: Behr Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2010-11-18
Also published as: DE102009020711A1; EP2430385A1; EP2430385B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper für Kraftfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Heizkörperblock mit mindestens vier Reihen von Strömungskanälen (2a, 2b, 3a, 3b) für ein dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine entnehmbares Kühlmittel, mindestens einen Kühlmittelkasten (4, 5) für den Ein- und/oder Austritt, die Verteilung, Sammlung und/oder Umlenkung des Kühlmittels, wobei in dem mindestens einen Kühlmittelkasten (4, 5) Längs- und/oder Quertrennwände (4a, 4b, 4c, 5a) zur Umlenkung des Kühlmittels in der Tiefe und/oder der Breite angeordnet sind und wobei der Heizkörperblock von Luft in Strömungsrichtung (L) durchströmt und das Kühlmittel durch die Strömungskanäle (2a, 2b, 3a, 3b) im Gegenstrom geführt wird. Es wird vorgeschlagen, dass das Kühlmittel auf der Eintrittsseite auf eine Anzahl von Strömungskanälen (2a, 2b) verteilt wird, welche maximal der Anzahl von Strömungskanälen einer Reihe entspricht.

Description

Heizkörper für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschlne

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper für ein Kraftfahrzeug nach dem Ober- begriff des Patentanspruches 1.

Heizkörper, die zur Leistungssteigerung im Gegenstrom betrieben werden, d. h. bei denen die zu erwärmende Luft im Gegenstrom zum Kühlmittel geführt wird, sind bekannt. Ein derartiger Heizkörper wurde durch die DE 44 31 107 C2 bekannt. Bei dem bekannten Gegenstrom-Heizkörper wird das Kühlmittel in einer oder mehreren Stufen von der Luftaustrittsseite in Richtung Lufteintrittsseite umgelenkt. Hiermit kann eine höhere Wärmeübertragungsleistung erzielt werden. Nachteilig hierbei ist, dass das Kühlmittel auf der Eintrittsseite über die gesamte Rohrreihe verteilt werden muss, wobei nicht alle Rohre gleichmäßig mit Kühlmittel versorgt werden. Dadurch kann eine Tempera- tursträhnigkeit, d. h. eine über die Breite inhomogene Temperaturverteilung auftreten.

Durch die DE 102 47 609 A1 wurde ein Heizkörper bekannt, bei welchem das Kühlmittel ausschließlich in der Breite, und zwar in mehreren Stufen umgelenkt wird, wobei mehrere Kühlmittelströme parallel geschaltet sind. Ziel dieser Anordnung ist es, durch Verwirbelung des Kühlmittels an den Um- lenkstellen der Kühlmittelkästen relativ große Druckverluste zu erreichen. Durch die DE 10 2005 048 227 A1 der Anmelderin wurde ein Heizkörper mit Flachrohren bekannt, bei welchem das Kühlmittel im Kreuzgegenstrom zum Luftstrom geführt ist, d. h. es findet eine Umlenkung in der Tiefe in Richtung auf die Lufteintrittsseite statt. 5

Durch die ältere Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen 10 2008 017 485.8 (internes Aktenzeichen der Anmelderin: 07-B-142- A) wurde ein Heizkörper für Kraftfahrzeuge mit Umlenkung des Kühlmittels sowohl in Breite als auch in der Tiefe bekannt. 10

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Heizkörper der eingangs genannten Art in seiner Leistung weiter zu verbessern, wobei gleichzeitig eine möglichst kompakte Bauweise und eine gleichmäßige Temperaturver- teilung auf der Luftaustrittsseite (Leeseite) erreicht werden sollen.

I b

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Kühlmittel auf der Eintrittsseite 20 auf eine Anzahl von Strömungskanälen (im Folgenden kurz Kanäle genannt) verteilt wird, welche maximal der Anzahl von Kanälen einer Reihe entspricht. Der Eintrittsquerschnitt des Kühlmittels in dem Heizkörperblock (mit vier Kanalreihen) beträgt somit maximal 25 % des Querschnittes sämtlicher Strö- mungskanälθ des Heizkörperblockes. Bevorzugt können die Kanäle durch 25 Rohre, insbesondere Flachrohre gebildet werden, wobei ein Flachrohr als Zweikammerrohr, d. h. mit zwei diskreten Strömungskanälen ausgebildet sein kann. Der Heizkörper hat dann zwei Flachrohrreihen.

Bevorzugt wird das Kühlmittel eintrittsseitig entweder auf eine einzige, d. h.

30 die leeseitig angeordnete Kanalreihe verteilt und anschließend in der Tiefe umgelenkt. Alternativ wird das Kühlmittel eintrittsseitig auf zwei Kanalreihen verteilt und anschließend mindestens einmal in der Breite umgelenkt In beiden Fällen ergeben sich eintrittsseitig eine gleichmäßigere Beaufschlagung der Kanäle und eine Leistungssteigerung. Nach weiteren bevorzugten Aus- 5 führungsformen wird das Kühlmittel dann zum ersten oder zweiten Mal in der Tiefe umgelenkt, um ein anschließend nochmals in der Breite umgelenkt zu werden. Mit der erfindungsgemäßen Verteilung und Umlenkung des Kühlmittels wird der Vorteil einer hohen Leistungsdichte und eines hohen Wirkungsgrades erreicht. Dadurch ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass eine elektri- sehe Zusatzheizung, ein so genannter Zuheizβr, der bei konventionellen Heizkörpern leeseitig angeordnet ist, entfallen kann. Das durch den bekannten Zuheizer zusätzlich beanspruchte Bauvolumen wird durch den erfin- dungsgemäßen Heizkörper eingenommen. Letzterer beansprucht somit nicht mehr Bauraum als bekannte Heizkörper mit elektrischem Zuheizer. Damit wird das Bordnetz des Kraftfahrzeuges von einem zusätzlichen Verbraucher befreit. Die im Kühlmittel enthaltene Wärme kann somit in verstärktem Maße für die Beheizung des Fahrgastraumes des Kraftfahrzeuges herangezogen werden. Als weiterer Vorteil ergibt sich eine hohe Leistungsdichte auch bei kleinen Volumenströmen des Kühlmittels. Durch die kleineren Volumenströ- me können Schlauchdurchmessβr und somit die Kühlmittelmenge reduziert werden, was zu einer schnelleren Aufheizung des Kühlmittels führt. Die einzelnen erfindungsgemäßen Ausführungsformen weisen jeweils ein spezifisches Tempβraturprofil bei einer sehr hohen Heizleistung auf und bieten dadurch die Möglichkeit einer speziellen Nutzung in der Klimaanlage des Kraft- fahrzeuges. Damit kann bei unterschiedlichen Ausführungen der Klimaanlage auf einen passenden Heizkörper mit angepasstem Temperaturprofil zurückgegriffen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich weitere Merkmale und/oder Vorteile aus der Beschreibung und/oder Zeichnung ergeben können. Es zeigen

Fig. 1 einen zweireihigen Flachrohr-Heizkörper mit vier Strö- mungskanälen,

Fig. 2, 2a ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen liegend angeordneten Heizkörper (Flachrohre waagerecht), Fig, 3, 3a, 3b eine zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen stehend angeordneten Heizkörper (Rohre senkrecht), mit Strömungsveriauf des Kühlmittels, Fig. 4, 4a, 4b ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5, 5a, 5b ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6, 6a, 6b ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7, 7a, 7b ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 8, 8a, 8b ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9, 9a, 9b ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10, 10a, 10b ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 11 , 11a, 11b ein zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12, 12a, 12b ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 13, 13a, 13b ein zwölftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 14, 14a, 14b ein dreizehntes Ausführungsbeispiei der Erfindung,

Fig. 15, 15a, 15b ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen als Heizkörper 1 für Kraftfahrzeuge ausgebildeten Wär- meübertrager, welcher zwei Reihen von Flachrohren 2, 3 aufweist, welche jeweils als Zweikammerrohre ausgebildet sind und jeweils zwei diskrete Strömungskanäle 2a, 2b, 3a, 3b aufweisen. Zwischen den Flachrohren 2, 3 (senkrecht zur Zeichenebene gesehen) sind nicht dargestellte, als Wellrip- pen ausgebildete Sekundärflächen angeordnet, welche von Luft, dargestellt durch einen Pfeil L₁ überströmt werden. Flachrohre und Wellrippen bilden einen Heizkörperblock. Die Flachrohre 2, 3 sind endseitig in einem oberen Kühlmittelkasten 4 und einem unteren Kühlmittelkasten 5 aufgenommen. Der Heizkörper 1 ist vorzugsweise gänzlich aus Aluminiumwerkstoffen hergestellt, und sämtliche Einzelteile sind miteinander verlötet. Die Flachrohre 2, 3 bzw. deren Strömungskanäle 2a, 2b, 3a, 3b werden von einem Heizme- dium durchströmt, wofür das Kühlmittel des Kühlkreislaufes der Brennkraft- maschine des Kraftfahrzeuges verwendet wird. Der Heizkörper ist wassersei- tig in einem Nebenkreislauf (Hβizkreislauf) des Kühlkreislaufes angeordnet. Die im Kühlmittel enthaltene Wärme wird somit für die Erwärmung der Luft benutzt, welche einem nicht dargestellten Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeuges zugeführt wird. Gegenstand der Erfindung ist somit eine so genannte motorabhängige Heizung. Die Strömungsrichtung L der Luft, wird auch als Tiefenrichtung bezeichnet, d. h. eine Umlenkung des Kühlmittels in oder entgegen der Pfeilrichtung L wird im Folgenden als Umlenkung in der Tiefe be- zeichnet. Eine Umlenkung des Kühlmittels - in einem der oder beiden Kühl- mittelkästen 4, 5 - senkrecht zur Zeichenebene wird als Umtenkung in der Breite bezeichnet. Im oberen Kühlmittelkasten 4 sind Längstrennwände 4a, 4b, 4c vorgesehen, weiche eine Umlenkung des Kühlmittels in Tiefenrichtung ermöglichen. Im unteren Kühlmittelkasten 5 ist eine mittlere Längstrennwand 5a angeordnet. Die hier gezeigte Anordnung der Trennwände 4a, 4b, 4c, 5a ist nur beispielhaft, sie gilt grundsätzlich nicht für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. 2, 2a zeigen als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen liegend angeordneten Heizkörper 10, d. h. dessen Flachrohre 12, 13, entsprechend den in Fig. 1 dargestellten Flachrohren 2, 3, sind waagerecht angeordnet. Der eintrittsseitlge Kühlmittelkasten 14 sowie der Umlenkkasten 15 sind senkrecht angeordnet. Der Kühlmittelkasten 14 ist zusätzlich in einer Draufsicht in Fig. 2a dargestellt und weist eine Längstrennwand 14a sowie eine Quertrennwand 14d auf, welche die Längstrennwand 14a begrenzt. Im Um- lenkkasten 15 ist eine durchgehende Längstrennwand 15a angeordnet, welche teilweise gestrichelt dargestellt ist. Die Strömungsrichtung der Luft, welche den Heizkörper 10 durchströmt, ist durch Pfeile L dargestellt. Ein- und austritt des Kühlmittels sind durch Pfeile E, A dargestellt. Man erkennt, dass das Kühlmittel und die Luft im Gegenstrom bzw. Kreuzgegenstrom geführt sind: das Kühlmittel, dargestellt durch den Pfeil E₁ tritt auf der Leeseite des Heizkörpers 10, d. h. in die Flachrohre 12 ein. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels ist in Fig. 2a durch Kreuz- und Punktsymbole dargestellt, wobei das Kreuzsymbol im Kreis eine Strömungsrichtung senkrecht in die Zeichen- ebene hinein und das Punktsymbol im Kreis eine Strömungsrichtung senkrecht aus der Zeichenebene heraus bezeichnen. Zusätzlich ist der Strömungsverlauf des Kühlmittels in Fig. 2 durch sieben jeweils senkrecht aneinander anschließende Pfeile S1 bis S7 gekennzeichnet. Das Kühlmittel durchströmt den Heizkörper 10 nach dem Eintritt also zunächst gemäß dem Pfeil S1, d. h, in der gesamten Breite, jedoch nur in der oberen Hälfte (entsprechend der Darstellung in Fig. 2). Anschließend wird das Kühlmittel im Umlenkkasten 5 über die gesamte Breite entsprechend dem Pfeil S2 umgelenkt und durchströmt dann den Heizkörper 10 über die volle Breite in der entgegengesetzten Richtung, d. h. entsprechend dem Pfeil S3. Danach er- folgt entsprechend Pfeil S4 im Kühlmittelkasten 14 eine Umlenkυng in der Tiefe, d. h. entgegen der Luftströmungsrichtung L. Die nachfolgenden Pfeile S5, S6, S7 entsprechen den Strömungspfeilen S1 , S2, S3 in umgekehrter Richtung. Somit wird das Kühlmittel einmal in der Reihe der Flachrohre 12 in der Breite, einmal in der Tiefe, und ein zweites Mal in der Reihe der Flach- röhre 13 in der Breite umgelenkt.

Alle nachfolgenden Ausführungsbθispiθle arbeiten ebenfalls nach dem Ge- genstromprinzip, wobei die Ausdrücke luv- und Iβeseitig die Lufteintritts- bzw. -austrittsεeitθ bezeichnen. Das Kühlmittel tritt also immer leeseitig ein und luvseitig aus.

Flg. 3, 3a, 3b zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen stehend angeordneten Heizkörper 20, d. h. die Flachrohre 22, 23 sind senkrecht angeordnet. Der Heizkörper 20 weist einen oberen Kühlmiüelkas- ten 24 für den seitlichen Ein- und Austritt des Kühlmittels sowie einen unteren Kühlmittelkasten 25 auf, welche jeweils in Fig. 3a und Fig. 3b in einer Draufsicht mit Trennwänden und Strömungsrichtungssymbolen dargestellt sind. Der obere Kühlmittelkasten 24 in Fig. 3a weist eine durchgehende Längstrennwand 24a auf, sowie eine außermittig angeordnete Quertrenn- wand 24d. Der untere Kühlmittelkasten 25 weist eine durchgehende Längstrennwand 25a sowie eine außermittig angeordnete Quertrennwand 25b auf. Die Trennwände 24d, 25b sind, soweit verdeckt, auch gestrichelt dargestellt. Der Strömungsverlauf des Kühlmittels ist in Fig. 3 durch dreizehn Strö- mungspfeile S1 bis S13 dargestellt. Danach wird das Kühlmittel in der ein- tritts- und leeseitigen Rohrreihe zweifach in der Breite umgelenkt, wonach gemäß Pfeil S7 eine Umtenkung in der Tiefe in die luvseitige Austrittsreihe erfolgt. Dort wird das Kühlmittel entsprechend den Pfeilen S9 bis S13 ebenfalls zweifach in der Breite umgelenkt. Das Kühlmittel legt bei diesem Aus- führungsbeispiel durch die insgesamt fünffache Umlenkung einen relativ wei- ten Weg zurück, was insbesondere bei kleinen Volumenströmen und niedrigen Eintrittstemperaturβn vorteilhaft ist.

Flg. 4, 4a, 4b zeigen ein drittes Ausführungsbβispiel der Erfindung für ein

Strömungsmuster 30. Der zugehörige Heizkörper ist hier und in den folgen- den Ausführungsbeispielen weggelassen, er entspricht im grundsätzlichen Aufbau dem Heizkörper 20 gemäß Fig. 3. Unterschiedlich sind lediglich die Anordnung der Längs- und Quertrennwände sowie teilweise der Ein- und austritt des Kühlmittels. Das Strömungsmuster 30 ist durch eff aneinander anschließende Strömungspfeile S1 bis S11 gekennzeichnet, d. h. durch eine einfache Umtenkung in der Breite in der ersten Rohrreihe, eine anschließende Umlenkung in der Tiefe (Pfeil S5) und anschließend eine zweifache Umlenkung in der Breite in der zweiten Rohrreihe. Der obere Kühlmittelkasten 34 des nicht dargestellten Heizkörpers ist in Fig. 4a, der untere Kühlmittelkasten 35 in Fig. 4b dargestellt. Man erkennt hier - ebenso wie beim Strö- rnungsmodell 30, dass der Eintritt E des Kühlmittels in den unteren Kühlmittelkasten 35 und der Austritt A aus dem oberen Kühlmittelkasten 34 erfolgt. Die für das Strömungsmuster 30 erforderlichen Längs- und Quertrennwände sind in Fig. 4a und Fig. 4b analog den vorherigen Darstellungen deutlich eingezeichnet, sodass hier - wie auch in den folgenden Ausführungsbeispielen teilweise auf eine zusätzliche Kennzeichnung mit Bezugszahlen verzichtet werden kann. Es wird hier lediglich darauf hingewiesen, dass die Längs- trennwand 35a in Fig. 4b nicht über die gesamte Breite des Heizkörpers durchgehend ist, sodass eine Umlenkung des Kühlmittels in der Tiefe - entsprechend dem Pfeil S5 in Fig. 4 - möglich ist.

Fig. 5, δa, 5b zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Strömungsmodell 40 für das Kühlmittel, dargestellt durch Pfeile S1 bis S12, d. h. vom Eintritt E bis zum Austritt A des Kühlmittels. Der obere Kühlmittelkasten 44, dargestellt in Fig. 5a, weist eine nicht durchgehende Längs- trennwand 44a auf, in deren nicht durchgehendem Bereich ein Punktsymbol 7b, entsprechend dem Strömungspfeil S7b in Fig. 5, eingezeichnet ist. Der untere Kühlmittelkasten 45, dargestellt in Fig. 5b, weist ebenfalls eine nicht durchgehende Längstrennwand 45a auf, in deren nicht durchgehendem Bereich ein Kreuzsymbol S6a eingezeichnet ist, welches dem Strömungspfeil S6a in Fig. 5 entspricht. Wie aus dem Strömungsmodell 40 ersichtlich, erfolgt nach der Umlenkung in der Breite, entsprechend dem Strömungspfeil S5 eine Verzweigung des Kühlmittels in eine Umlenkung in der Breite (Pfeil S6a) und eine Umlenkung in der Tiefe (Pfeil S6b). Die Vereinigung der Kühlmittθlteilströme erfolgt durch Aufeinandertreffen der Strömungspfeile S7a und S7b. Zur weiteren Verdeutlichung sind die Bezeichnungen der senkrechten Strömungspfeile aus Fig. 5 den Punkt- bzw. Kreuzsymboleπ in den Fig. 5a, 5b zugeordnet.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 bis 5 sind die Längstrennwände stets mittig, d. h. zwischen den beiden Flachrohrreihen angeordnet. Die Um- lenkung des Kühlmittels in der Breite erfolgt somit immer innerhalb der Flachrohrreihe, d. h. parallel in zwei Kanalreihen. Bei den folgenden Ausführungsbeispielen sind die Längstrennwände auch außermittig, d. h. zwischen zwei Kanalreihen angeordnet - dadurch kann das Kühlmittel besser über die gesamte Breite des Heizkörpers verteilt werden.

Fig. 6, 6a, βb zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt als Strömungsmodell 50. Die Fig. 6a. 6b zeigen den oberen Kühlmittelkasten 54 und den unteren Kühlmittelkasten 55 des nicht dargestellten Heiz- körpers. Der Kühlmittelkasten 54 weist eine mittige, nicht durchgehende Längstrennwand 54a sowie eine außermittige, durchgehende Längstrennwand 54b zwischen den Kanälen 52a, 52b der Flachrohre 52 auf. Der untere Kühlmittelkasten 55 weist eine mittig angeordnete, durchgehende Längs- trennwand 55a auf. Wie aus Fig. 6a ersichtlich, wird das Kühlmittel nach dem Eintritt gemäß Pfeil E über die gesamte Breite des Kühlmittelkastens 54 verteilt, allerdings nur in der Reihe der Kanäle 52a. Im unteren Kühlmittelkasten 55 erfolgt dann eine Umlenkung in der Tiefe, dargestellt durch zwei Pfeile T1 in Fig. 6. Infolge der nicht durchgehenden, mittigen Trennwand 54a erfolgt dann eine zweite Umlenkung in der Tiefe, dargestellt durch einen Pfeil T2 in Fig. 6. Anschließend erfolgt in der austrittsseitigen Reihe der Fiachroh- re 53 eine zweifache Umlenkung in der Breite.

Fig. 7, 7a, 7b zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt als Strömungsmodθll 60. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 mit den Unterschieden, dass der Ein- und Austritt des Kühlmittels an einem Kühlmittelkasten, nämlich dem oberen Kühlmittelkasten 64 angeordnet sind und dass in der austrittsseitigen Rohrreihe nur eine einfache Umlenkung in der Breite erfolgt. Übereinstimmend sind also die zweifachen Umlenkungen T1 , T2 in der Tie- fe. Fig. 8, 8a, 8b zeigen ein siebtes Ausführυngsbelspiel der Erfindung in Form eines Strömungsmodells 70, wobei der Eintritt E und der Austritt A des Kühlmittels auf entgegengesetzten Seiten (Schmalseiten) des oberen Kühl- mittelkastens 74 erfolgt. Aufgrund einer außermittigen, durchgehenden Längstrennwand 74b erfolgt eine erste Umlenkung in der Tiefe im unteren Kühlmittelkasten 75 infolge der nicht durchgehenden Trennwand 75b. In Fig. 8 ist diese Umlenkung als Pfeil T1 dargestellt. Eine zweite Umlenkung in der Tiefe erfolgt im oberen Kühlmittelkasten 74 aufgrund der nicht durchgehen- den Längstrennwand 74a, was in Fig. 8 durch den Pfeil T2 dargestellt ist. Die Umlenkungen in der Tiefe T1 , T2 erfolgen also - wie man an dem Strö- mungsmodell 70 erkennen kann - an sich diagonal gegenüberliegenden Bereichen des Heizkörpers.

Fig. 9, 9a, 9b zeigen ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Strömungsmodells 80, wobei der Kühlmitteleintritt E und der Kühlmit- telaustrrtt A jeweils frontal, d. h. auf der beseitigen und luvseitigen Längsseite des oberen Kühlmittelkastens 84, dargestellt in Fig. 9a, erfolgt. Abweichend von den vorherigen Ausführungsbeispielen ist hier eine nicht durch- gehende, mittig angeordnete Längstrennwand 84a vorgesehen, die auf beiden Seiten Übertritte für eine Umlenkung in der Tiefe aufweist - dies ist durch die Pfeile T2 in Fig. 9 dargestellt. Die erste Umlenkung in der Tiefe erfolgt im unteren Kühlmittelkasten 85 - in Fig. 9 dargestellt durch die Pfeile Tl Der Kühlmfttelstrom wird also infolge der nicht durchgehenden Trenn- wand 84a geteilt, d. h. in gleiche Teilströme, welche jeweils auf der austrttts- seitigen Rohrreihe einfach umgelenkt und im mittleren Bereich des Austrittes A wieder zusammengeführt werden. Dieses Strömungsmodθll 80 zeichnet sich durch eine besonders homogene Temperaturverteilung über die Breite infolge der symmetrischen Strömungsführung aus.

Fig. 10, 10a, 10b zeigen ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Strömungsmodells 90, wobei der Kühlmitteleintritt E und der Kühlmittelaustritt A jeweils mittig auf den Längsseiten des oberen Kühlmittelkasten 94 erfolgen. Wie Fig. 10a zeigt, weist der obere Kühlmittelkasten 94 zwei außermittig angeordnete durchgehende Längstrβnnwände 94b, 94c auf. Der untere Kühlmittelkasten 95, dargestellt in Fig. 1Ob₁ weist eine zweifach unterbrochene, außermittig angeordnete Längstrennwand 95c sowie eine ebenfalls außermittig angeordnete, endseittg nicht durchgehende Längs- trennwand 95b auf. Insofern kommt es im unteren Kühlmittelkasten 95 zu einer ersten beidseitigen Umlenkung in der Tiefe, in Fig. 10 dargestellt durch die beiden Pfeile T1. Der eintretende Kühlmittelstrom wird somit durch die äußeren Umlenkungen in der Tiefe geteilt, anschließend jeweils einfach in der Breite umgelenkt, mittig wieder vereinigt und anschließend wieder geteilt und in der Tiefe umgelenkt - dies ist in Fig. 10 durch die beiden Pfeile T2 schematisch dargestellt Die Kühlmittelteilströme werden in der letzten, luvseitig gelegenen Kanalreihe im oberen Kühlmittelkasten 95 im Bereich des Austrittes A wieder zusammengeführt. Auch hier ergeben sich als Vorteii eine homogene Temperaturverteilung in der Breite sowie lange Strömungswege, welche eine hohe Wärmeabgabe des Kühlmittels an die Luft errnögli- chen.

Fig. 11, 11a, 11b zeigen ein zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt als Strömungsmodeü 100. Fig. 11a zeigt den oberen Kühlmittelkasten 104, welcher zwei außermittig angeordnete durchgehende Trenn- wände 104b, 104c aufweist. Fig. 11b zeigt den unteren Kühlmittelkasten 105, der zwei außermittig angeordnete, nicht durchgehende Trennwände 105b, 105c aufweist. Das Kühlmittel wird nach dem Eintritt zunächst über die gesamte Breite einer Kanalreihe verteilt und anschließend in der Tiefe - dargestellt durch den Pfeil T1 in Fig. 11 - umgelenkt. Im mittleren Bereich des Heizkörpers erfolgen eine einfache Umlenkung in der Breite und anschließend eine weitere Umlenkung in der Tiefe, dargestellt durch den Pfeil T2 in Fig. 11. Der Austritt des Kühlmittels erfolgt - analog dem Eintritt - über die gesamte Breite einer Kanalreihe.

Fig. 12, 12a, 12b zeigen ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt als Strömungsmodell 110. Fig. 12a zeigt den oberen Kühlmittelkasten 114 mit Kühlmitteleintritt gemäß Pfeil E. Fig. 12b zeigt den unteren Kühlmittelkasten 115 mit Kühlmittelaustritt gemäß Pfeil A. In der eintrittsseiti- gen Flachrohrreihe erfolgt eine zweifache Umlenkung in der Breite, an- schließend eine Umlenkung in der Tiefe, dargestellt durch den Pfeil T1 in Fig. 12, danach eine weitere Umlenkung in der Tiefe gemäß Pfeil T2 in Fig. 12. Der Austritt des Kühlmitteis erfolgt über die luvseitigβ Kanalreihe.

Flg. 13, 13a, 13b zeigen ein zwölftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt als Strömungsmodell 120. Die Fig. 13a, 13b zeigen den oberen Kühlmittelkasten 124 mit Kühlmitteleintritt E und Kühlmittelaustritt A sowie den unteren Kühlmittelkasten 125. Nach dem Kühlmitteleintritt E erfolgt zunächst in der leeseitigen Flachrohrreihe eine einfache Umlenkung in der Breite, anschließend eine Umlenkung in der Tiefe - entsprechend Pfeil T1 in Fig. 13 - dann eine Verteilung des Kühlmittels auf eine Kanalreihe und eine zweite Umlenkung in der Tiefe, entsprechend Pfeil T2 in Fig. 13. Der Austritt A des Kühlmittels erfolgt aus der luvseitigen Kanalreihe.

Flg. 14, 14a, 14b zeigen ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt als Strömungsmodell 130. Die Fig. 14a, 14b zeigen den oberen

Kühlmittelkasten 134 mit Kühlmitteleintritt E und Kühlmittelaustritt A sowie den unteren Kühlmittelkasten 135. Das Kühlmittel wird nach dem Eintritt in der leeseitigen Flachrohrreihe einfach in der Breite umgelenkt, anschließend in der Tiefe, entsprechend Pfeil T1 in Fig. 14, umgelenkt und auf eine Kanal- reihe in voller Breite verteilt. Anschließend erfolgen eine zweite Umlenkung in der Tiefe entsprechend den beiden Pfeilen T2 in Fig. 14 und der Austritt des Kühlmittels aus der luvseitigen Kanalreihe.

Flg. 15, 15a, 1δb zeigen ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt als Strömungsmodell 140. Fig. 15a zeigt den oberen Kühlmittelkasten 144 mit KühlmitteleintriU E und Kühlmittelaustritt A, während Fig. 15b den unteren Kühlmtttelkasten 145 zeigt. Das Kühlmittel wird nach dem Eintritt über die gesamte Breite der leeseitigen Kanalreihe verteilt, anschließend außen im unteren Sammelkasten 145 in der Tiefe umgelenkt, entsprechend dem Pfeil T1 in Fig. 15, und auf die restlichen drei Kanalreihen verteilt. Anschließend erfolgt eine zweifache Umtenkung in der Breite über drei Kanalreihen, die parallel zueinander durchströmt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Heizkörper für Kraftfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Heizkörperblock mit mindestens vier Reihen von Strö- mungskanälen (2a, 2b, 3a, 3b) för ein dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine entnehmbares Kühlmittel, mindestens einen Kühfmit- telkasten (4, 5) für den Ein- und/oder Austritt, die Verteilung, Sammlung und/oder Umlenkung des Kühlmittels, wobei in dem mindestens einen Kühlmittelkasten (4, 5) Längs- und/oder Quertrennwände (4a, 4b, 4c, 5a) zur Umlenkung des Kühlmittels in der Tiefe und/oder der

Breite angeordnet sind und wobei der Heizkörperblock von Luft in Strömungsrichtung (L) durchströmt und das Kühlmittel durch die Strömungskanäle (2a, 2b, 3a, 3b) Im Gegenstrom geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel auf der Eintrittsseite auf eine Anzahl von Strömungskanälen (2a, 2b) verteilt wird, welche maximal der Anzahl von Strömungskanälen einer Reihe entspricht.

Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel auf zwei Kanalreihen (2a, 2b) verteilt wird.

Heizkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das einirrttsseitige Kühlmittel mindestens einmal in der Breite umgelenkt wird.

Heizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im ein- trittsseitigen Kühlmittelkasten (24) mindestens eine Quertrennwand (24d) angeordnet ist.

5. Heizkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel anschließend in der Tiefe umgelenkt und auf mindestens eine Reihe von Strömungskanälen (3a, 3b) verteilt wird.

6. Heizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das

Kühlmittel anschließend mindestens einmal in der Breite umgelenkt wird.

7. Heizkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im auβ- trittsseitigen Kühlmittelkasten (24, 34, 44) mindestens eine Quertrennwand (24d) angeordnet ist.

8. Heizkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im ein- und austrittsseitigen Kühlmittelkasten (24, 25; 34, 35; 44, 45) jeweils eine Längstrennwand (24a, 25a; 34a, 35a; 44a,

45a) angeordnet ist.

9. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel auf eine Reihe von Strömungskanälen (2a; 52a) verteilt wird.

10. Heizkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel anschließend mindestens einmal in der Tiefe (T1 , T2) umgelenkt wird.

11. Heizkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im eintrittsseitigen Kühlmittelkasten (54) mindestens eine Längstrennwand (54b) angeordnet ist.

12. Heizkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das

Kühlmittel vor seinem Austritt mindestens einmal in der Breite umgelenkt wird.

13. Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Ein- und Austrilt des Kühlmittels von einer Schmalseite oder von einer Längsseite eines Kühlmittelkastens erfolgt.

Heizkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass jeweils zwei benachbarte Strörnungskanälθ (2a,

2b; 3a, 3b) als Zweikammerflachrohre (2, 3) ausgebildet sind.

Heizkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Flachrohren (2, 3) Wellrippen angeordnet sind.