DE4033689C2 - Ringförmiger Wärmetauscher, insbesondere für ein Fahrzeug-Heiz- oder Klimagerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen ringförmigen Wärmetauscher, insbesondere für ein Fahrzeug-Heiz- oder -Klimagerät, mit einem Gebläse und/oder einer Luftleiteinrichtung, das/die eine im wesentlichen radiale Durchströmung des Wärmetau­ schers bewirkt.

Beispielsweise aus der DE 37 38 425 A1 ist ein ringförmi­ ger Heizungswärmetauscher in Verbindung mit einer Fahr­ zeugheizung bekannt. Die Temperaturregelung erfolgt dabei wasserseitig, d. h. die Temperatur des dem Fahrzeuginnen­ raum über den Heizungswärmetauscher zugeführten Luftstro­ mes wird durch Beeinflussung der Temperatur bzw. Menge des durch den Wärmetauscher geführten flüssigen Wärmeträ­ germediums verändert. Eine derartige Temperaturregelung ist jedoch aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, an einem Wärmetau­ scher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Maßnahmen auf­ zuzeigen, mit Hilfe derer der Wärmeübergang zwischen dem vom Gebläse geförderten Luftstrom und dem durch den Wär­ metauscher geführten Wärmeträgermedium beeinflußt werden kann, ohne auf den Wärmeträger-Medienstrom einzugreifen.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem das Gebläse und/oder die Luftleiteinrichtung einen Teil-Luftstrom unter Umgehung des Wärmetauschers zumindest an einer von dessen Stirn­ kanten vorbeileitet. Stromab des Wärmetauschers stehen somit zwei verschiedenartig temperierte Luftströme zur Verfügung, die in unterschiedlichem Mischungsverhältnis miteinander vermischt werden können, um somit im Summen­ luftstrom verschiedene Temperaturen zu erzielen. Selbst­ verständlich ist das erfindungsgemäße Prinzip auch auf einen als Kühler für das Wärmeträgermedium dienenden ringförmigen Wärmetauscher anwendbar. In diesem Zusammen­ hang soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß der ringförmige Wärmetauscher keineswegs als Vollkreis ausge­ bildet sein muß, vielmehr kann der Wärmetauscher in Seg­ menten unterbrochen sein oder auch von einer Kreisform abweichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche. So erübrigen sich beispielsweise auf­ wendige Kanäle mit Klappensteuerungen, wenn die Intensi­ tät des Teil-Luftstromes durch Eingriff auf das Gebläse und/oder die Luftleiteinrichtung veränderbar ist. Kon­ struktiv besonders einfach läßt sich eine derartige Ver­ änderung erzielen, wenn das Gebläse und/oder die Luft­ leiteinrichtung axial zum Wärmetauscher verschiebbar ist. In diesem Fall wird bei vergrößertem Teil-Luftstrom eine geringere Luftmenge durch den Wärmetauscher, und bei ver­ ringertem Teil-Luftstrom ein größerer Luftanteil durch den Wärmetauscher geleitet. Vorteilhafterweise ist der den Wärmetauscher umgehende Luftstrom einem geringen Strömungswiderstand ausgesetzt, so daß im Anwendungsfall eines Fahrzeugheizgeräts bei Nichtbedarf der Heizung eine höhere Luftmenge zur Verfügung steht.

Zur Verschiebung der Luftleiteinrichtung oder des Geblä­ ses kann ein Stellglied vorgesehen sein, wobei es sowohl möglich ist, das Gebläse auf seiner Gebläsewelle, als auch gemeinsam mit dieser und ggf. gemeinsam mit einem das Gebläse antreibenden Gebläsemotor zu verschieben. Da das Gebläse mit seiner Fördertätigkeit zudem eine in axi­ aler Richtung wirkende Kraftkomponente entwickelt, kann zusätzlich ein auf das Gebläse in Verschieberichtung ein­ wirkendes Federelement vorgesehen sein. Beispielsweise gegen die Kraft dieses Federelementes kann sich das Ge­ bläse dann sozusagen in seine beispielsweise durch einen verstellbaren Anschlag definierte Position "saugen".

Die im folgenden beschriebene Prinzipskizze dient als be­ vorzugtes Ausführungsbeispiel der näheren Erläuterung der Erfindung.

Gemäß Pfeilrichtung 1 angesaugte Luft wird von einem Ge­ bläse 2 in einen Kanal 3 gefördert, der im Innenraum ei­ nes Fahrzeuges mündet. Aus der in durchgezogenen Linien dargestellten Position ist das Gebläse 2 längs seiner Achse 4 gegen Pfeilrichtung 1 in die strich-punktiert dargestellte Position verschiebbar. In der durchgezogen dargestellten Position fördert das Gebläse den durch den Pfeil 5a dargestellten Luftstrom durch einen von Leitwän­ den 6a, 6b gebildeten Kanal, während in der strichpunk­ tierten Gebläseposition neben einem intensitätsmäßig ver­ ringerten Luftstrom 5a ein weiterer Teil-Luftstrom 5b durch einen von den Leitwänden 6b, 6c gebildeten Kanal gelangt. In dem sich an die Leitwände 6a, 6c anschließen­ den Kanal 3 werden die beiden Luftströme 5a, 5b zusammen­ geführt.

In dem durch die Leitwände 6a, 6b gebildeten Kanal ist ein ringförmiger Wärmetauscher 7 angeordnet, der mit sei­ nen Stirnkanten 8a, 8b an den Leitwänden 6a, 6b anliegt. Dieser Wärmetauscher 7 ist der Heizungs-Wärmetauscher ei­ nes Fahrzeug-Heizgerätes. Volle Heizleistung entwickelt dieses Heizgerät, wenn sich das Gebläse 2 in der durchgezogen dargestellten Position befin­ det, da dann der gesamte geförderte Luftstrom vollständig durch den Wär­ metauscher 7 geleitet wird. Befindet sich das Gebläse 2 hingegen in der strich-punktiert dargestellten Position, so wird der vom Gebläse geförderte und über den Kanal 3 dem Fahrzeug-Innenraum zugeführte Luftstrom größ­ tenteils unter Umgehung des Wärmetauschers 7 an dessen Stirnkante 8b vorbeigeleitet. Der sich aus den beiden Luftströmen 5a, 5b ergebende Summenluftstrom wird somit deutlich geringer temperiert. Durch beliebige, nicht dargestellte Gebläse-Zwischenstellungen läßt sich jede gewünschte Zwischentemperatur einstellen.

Der Verschiebemechanismus des auf der Gebläseachse 4 gelagerten und mit einem Gebläsemotor 9 versehenen Gebläses 2 ist ebenfalls lediglich ab­ strakt dargestellt. Die Gebläseachse 4 ist in zwei Kugellagern 10 gelagert. Am linken Ende der Achse 4 greift ein als verschiebbarer Anschlag ausge­ bildetes Stellglied 11 an, das entsprechend den verschiedenen Positionen des Gebläses 2 ebenfalls in durchgezogenen Linien bzw. strichpunktiert in zwei verschiedenen Positionen dargestellt ist. Am rechten Ende der Achse 4 hingegen greift eine sich ortsfest abstützende Druckfeder 12 an. Mit Inbe­ triebnahme des Gebläses und unter Zusammenwirken mit der Druckfeder 12 saugt sich somit das Gebläse in die durch das Stellglied 11 bestimmte Posi­ tion. Durch verschiedenartiges Positionieren des Stellgliedes 11 kann somit das Gebläse 2 in bzw. gegen Pfeilrichtung 1 unterschiedlich positioniert wer­ den, so daß die beiden Luftströme 5a, 5b in ihrer Intensität entgegengesetzt veränderbar sind.

Selbstverständlich kann anstelle des Gebläses 2 auch eine Luftleiteinrich­ tung vorgesehen sein, die einen beispiels­ weise von einem Axialgebläse gemäß Pfeilrichtung 1 geförderten Luftstrom entsprechend den Pfeilrichtungen 5a, 5b umlenkt und diesen dabei durch den Wärmetauscher 7 bzw. an dessen Stirnkante 8b vorbeileitet. Selbstver­ ständlich ist es auch möglich, das Gebläse 2 relativ zum Gebläsemotor 9 zu verschieben, wobei das Stellglied 11 auch als ein an einer geeigneten Auf­ nahme angreifender Stellmotor ausgebildet sein kann. Insgesamt zeichnet sich eine derartige Wärmetauscheranordnung bei optimaler Ausnutzung der Gebläseleistung durch einfachste Konstruktion aus und erlaubt es dennoch, sicher und auf einfache Weise verschiedene Temperaturen einzustellen.

Claims (5)

1. Ringförmiger Wärmetauscher, insbesondere für ein Fahrzeug-Heiz- oder Klimagerät, mit einem Gebläse (2) und/oder einer Luftleiteinrichtung, das/die eine im wesentlichen radiale Durchströmung des Wärmetau­ schers (7) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (2) und/oder die Luftleiteinrichtung einen Teil-Luftstrom (5b) unter Umgehung des Wärmetauschers (7) zumindest an einer von dessen Stirnkanten (8b) vorbeileitet.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des Teil- Luftstromes durch Eingriff auf das Gebläse und/oder die Luftleiteinrichtung veränderbar ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (2) und/oder die Luftleiteinrichtung axial (in bzw. gegen Pfeil­ richtung 1) zum Wärmetauscher (7) verschiebbar ist.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein auf das Gebläse (2) oder den Gebläsemotor (9) einwirkendes Stellglied (11).

5. Wärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch ein auf das Gebläse (2) in Ver­ schieberichtung einwirkendes Federelement (Druckfeder 12).