DE3814086A1

DE3814086A1 - Heat exchanger system having a cross-flow blower

Info

Publication number: DE3814086A1
Application number: DE3814086A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Dr Thien; Ruediger V Dipl Ing Hofe; Karl Ing Kirchweger; Gerd Osterloh
Original assignee: AVL List GmbH; AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1988-11-10
Also published as: AT404286B; ATA106087A

Abstract

A heat exchanger system consisting of a cross-flow blower having an impeller, an air-guiding housing which partially surrounds said impeller, and an outlet housing which is additionally formed by a partition, ending in a tongue, between the inlet and outlet ducts and by two lateral parts arranged on the axial ends of this partition, and to which a heat exchanger is connected. Arranged in the interior of the impeller is at least one fixed flow-guiding vane which is located in the region between the tongue of the outlet housing and the impeller axis and is convex towards the axis of the impeller. The aim is, while retaining the good aerodynamic and acoustic characteristics, to implement combinations with heat exchangers whose end area compared to the impeller is very large. This is achieved by providing the heat exchanger, by means of zig-zag folding, with a relatively large effective end area. The heat exchanger preferably consists of two planar (flat) parts which are at an acute angle with respect to one another.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmetauschersystem, beste hend aus einem Querstromlüfter mit einem Laufrad, einem Luft führungsgehäuse, das dieses Laufrad teilweise umgibt, und ei nem Austrittsgehäuse, das zusätzlich von einer in einer Zunge endenden Trennwand zwischen Eintritts- und Auslaßkanal und zwei an den axialen Enden dieser Trennwand angeordneten Sei tenteilen gebildet ist, und an das ein Wärmetauscher an schließt, und im Inneren des Laufrades mindestens eine fest stehende Strömungsleitschaufel angeordnet ist, die sich im Be reich zwischen der Zunge des Austrittsgehäuses und der Lauf radachse befindet und zur Laufradachse hin konvex ist.The invention relates to a heat exchanger system, best consisting of a cross-flow fan with an impeller, an air guide housing that partially surrounds this impeller, and egg nem outlet housing, which is additionally from one in a tongue ending partition between the inlet and outlet channels and two arranged at the axial ends of this partition Tent parts is formed, and to which a heat exchanger closes, and at least one firmly inside the impeller standing flow guide vane is arranged, which is in the loading rich between the tongue of the outlet housing and the barrel wheel axis is located and is convex towards the impeller axis.

Bei einem Wärmetauschersystem dieser Art wurde bereits vorge schlagen, bezogen auf den Durchmesser D des Laufrades, der Ab stand A des Wärmetauschers vom Laufrad kleiner als 0,5 D und die Höhe H des Wärmetauschers größer als 1,5 D ist. Der in ei ner derartig platzsparenden Konfiguration erreichte gute Wir kungsgrad und das geringe Geräusch ergeben sich durch das Merkmal der Anordnung einer speziell geformten Leitschaufel im Inneren des Laufrades. Die guten Kennwerte können naturgemäß aber nicht bis zu beliebig großen Höhenverhältnissen erreich bar bleiben und dementsprechend war bei dem Wärmetauschersy stem nach dem älteren Vorschlag ab H/D von 2 mit einer Ver schlechterung zu rechnen.In a heat exchanger system of this type has already been suggested, based on the diameter D of the impeller, from the stand A of the heat exchanger from the impeller is less than 0.5 D and the height H of the heat exchanger is greater than 1.5 D. The good efficiency achieved in such a space-saving configuration and the low noise result from the feature of the arrangement of a specially shaped guide vane inside the impeller. The good characteristic values can of course not remain attainable up to arbitrarily large height ratios and accordingly with the heat exchanger system according to the older proposal from H / D of 2 a deterioration was to be expected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der guten aerodynamischen und akustischen Kennwerte Kombina tionen mit Wärmetauscher zu verwirklichen, deren Stirnfläche bezogen auf das Laufrad sehr groß, d. h. deren Höhe H im Ver hältnis zum Laufraddurchmesser D erheblich größer ist, als es nach dem älteren Vorschlag ausgeführt wurde.The invention is based on the object, while maintaining the good aerodynamic and acoustic characteristics combina- tions with heat exchanger to realize, the end face relative to the impeller is very large, ie the height H in relation to the impeller diameter D is considerably larger than that of the older one Proposal has been executed.

Die Erfindung besteht darin, daß der Wärmetauscher durch Zick-Zack-Faltung mit größerer effektiver Stirnfläche versehen ist. Bei entsprechend kleiner Wärmetauschertiefe läßt sich ohne Nachteil eine große Zahl Faltungen verwirklichen. Damit wird ein Wärmetauschersystem erhalten, das die guten aerodyna mischen und akustischen Kennwerte eines Wärmetauschersystems nach dem älteren Vorschlag erreicht und dabei außerdem einen kleinen Bauraum benötigt, was in vielen Anwendungsfällen ent scheidend ist.The invention is that the heat exchanger by Zigzag fold with a larger effective face is. With a correspondingly small heat exchanger depth, realize a large number of folds without disadvantage. In order to will receive a heat exchanger system that aerodyna the good mixing and acoustic parameters of a heat exchanger system achieved according to the older proposal and also one small space required, which ent in many applications is outgoing.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Wärmetauscher aus zwei ebenen Teilen besteht, die im spit zen Winkel V-förmig zueinander stehen und einen Luftverteil raum bilden. Diese Ausführung bewährt sich besonders bei den tatsächlich vorkommenden größeren Wärmetauschertiefen, bei welchen sich eine Vergrößerung der effektiven Stirnfläche nur bei einmaliger Faltung ergibt. Anstatt einer, wie beim älteren Vorschlag, etwa quer zur Laufradausströmung angeordneten ebe nen Wärmetauschereintrittsfläche sind nun zwei im spitzen Win kel zueinander stehende Stirnflächen mit gleichen oder aber auch verschiedenen Höhen vorhanden, zwischen denen ein ur sprünglich nicht vorhandener Luftverteilraum gebildet wird. Die Ausströmung erfolgt nun zweiflutig in ganz unterschiedli chen Richtungen. Das überraschende Ergebnis war aber, daß beide Wärmetauscherteile nahezu gleich gut durchströmt werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the heat exchanger consists of two flat parts, which are in the spit zen angle to each other and an air distribution form space. This version is particularly useful for the actually occurring greater heat exchanger depths which only increases the effective face area when folded once. Instead of one, like the older one Proposal, ebe arranged approximately across the impeller outflow NEN heat exchanger inlet area are now in a win end faces with the same or alternate also different heights available, between which an ur air distribution space that was originally not present is formed. The outflow now takes place in two different ways directions. The surprising result was that both heat exchanger parts are flowed through almost equally well.

Eine vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß ein Wärmetau scherteil etwa an den Anfang der Zunge des Austrittsgehäuses und der zweite Wärmetauscherteil an das Austrittsgehäuse an schließt. Dabei ergibt sich, daß der an die Zunge an schließende Wärmetauscherteil gut durchströmt wird, da er etwa quer zum Austrittsstrom des Laufrades angeordnet ist. Völlig überraschend war es, daß beim zweiten Wärmetauscherteil, zu dessen Durchströmung eine Umlenkung um nahezu 90° erforderlich ist, die Durchströmung praktisch gleich groß ist, wie beim an die Zunge anschließenden Wärmetauscherteil. Als weitere Über raschung ergab sich, daß die beiden Wärmetauscherteile an ih ren laufradseitigen Enden nahezu zusammengerückt werden konnten, wobei der zungenseitige Wärmetauscherteil ganz am Zungenanfang oder höchstens um die Wärmetauschertiefe zurückversetzt sein kann, so daß die Erstreckung etwa senkrecht zur Hauptströmungs richtung im Luftverteilraum erheblich kleiner ist als die Summe der Höhen der beiden Wärmetauscherteile.An advantageous embodiment is that a heat rope part at the beginning of the tongue of the outlet housing and the second heat exchanger part on the outlet housing closes. It turns out that the tongue closing heat exchanger part is well flowed because it is about is arranged transversely to the outlet flow of the impeller. Completely It was surprising that the second part of the heat exchanger, too whose flow requires a deflection of almost 90 ° is, the flow is practically the same size as in the the tongue-connecting heat exchanger part. As another about It quickly became apparent that the two heat exchanger parts on ih the impeller-side ends could almost be pushed together, the tongue-side heat exchanger part at the very beginning of the tongue or at most be set back by the heat exchanger depth can, so that the extension is approximately perpendicular to the main flow direction in the air distribution space is considerably smaller than that Sum of the heights of the two heat exchanger parts.

Durch die druckseitige Anordnung von Wärmetauschern kann es vor allem bei schräger oder horizontaler Anordnung zur Ansamm lung von Schmutz am Wärmetauschereintritt kommen. Schmutz, der vom Laufrad angesaugt wird, und durch den Wärmetauscher nicht hindurch kann, bleibt im Raum zwischen Laufrad und Wärmetau scher gefangen. Das gilt sowohl für die Ausführung nach dem älteren Vorschlag als auch bei der Ausführung gemäß der Erfin dung. Abgesehen von der Möglichkeit, durch ein Gitter vor dem Laufrad das Eindringen von gröberem Schmutz zu verhindern, können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die beiden Wärmetauscherteile an der Spitze des V auseinandergerückt und an dieser Stelle ein um eine Achse parallel zu den Wärmetau scherteilen schwenkbarer Abschlußteil vorgesehen sein. Auf diese Weise ist eine Entleerung des angesammelten Schmutzes möglich. Erfindungsgemäß können aber auch die beiden Wärmetau scherteile an der Spitze des V auseinandergerückt und an die ser Stelle eine Mulde geformt sein. Der sich in der Mulde an sammelnde Schmutz wird bis zu einer gewissen Menge zu keiner Versperrung des Luftdurchtritts durch die Wärmetauscher füh ren. Bei geringfügigem Schmutzanfall kann sicherlich auch auf eine Betätigung des erwähnten schwenkbaren Abschlußteiles ver zichtet werden.Due to the arrangement of heat exchangers on the pressure side, it can especially with inclined or horizontal arrangement to the collection dirt at the heat exchanger inlet. Dirt that is sucked in by the impeller and not by the heat exchanger through it remains in the space between the impeller and the heat rope trapped. This applies both to the execution after older proposal as well as the execution according to the Erfin dung. Aside from the possibility of going through a grille in front of the Impeller to prevent the ingress of coarse dirt, can according to a further feature of the invention, the two Heat exchanger parts moved apart at the top of the V and at this point an around an axis parallel to the heat rope shear parts pivotable end part may be provided. On this is an emptying of the accumulated dirt possible. According to the invention, however, the two heat accumulations can also be used the shear parts at the tip of the V and apart a hollow be formed here. The one in the hollow Up to a certain amount, collecting dirt does not become any Blocking the air passage through the heat exchanger Ren. With slight dirt accumulation can certainly also an actuation of the mentioned pivotable end part ver to be waived.

Eine Möglichkeit der Anwendung des erfindungsgemäßen Wärmetau schersystems als Kühlsystem für PKW-Motoren besteht darin, daß das Wärmetauschersystem so im Fahrzeug angeordnet ist, daß die Kühlluft in Bereichen der Karosserieoberfläche eintritt, die bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges Überdruck aufweisen und der Austritt auf direktem Wege über die V-förmig stehenden Wärmetauscherteile nach unten erfolgt.One way of using the heat rope according to the invention Schersystems as a cooling system for car engines is that the heat exchanger system is arranged in the vehicle so that the Cooling air enters areas of the body surface that have excess pressure when the vehicle is moving forward and the exit directly via the V-shaped standing Heat exchanger parts down.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einer Brennkraftma schine bzw. bei einer Motor-Getriebe-Einheit mit einer schall dämmenden Kapsel in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Wärmetauschersystem außerhalb der Kapsel angeordnet ist und mindestens Teile des Luftführungsgehäuses des Querstromlüfters sowie des Abströmgehäuses des dem Motor zugewendeten Wärmetau scherteiles oder auch Teile dieses Wärmetauscherteiles an der Bildung der Kapsel beteiligt sind, wobei das Luftführungsge häuse des Querstromlüfters sowie das Abströmgehäuse des dem Motor zugewendete Wärmetauscherteiles seitlich gegen die Rad kästen bzw. seitliche Kapselwände und Rahmenholme schalldicht abgeschlossen sind. Diese Ausführung ist insofern eine sehr günstige Kombination zwischen einem erfindungsgemäßen Wärme tauschersystem und einer Brennkraftmaschine mit schalldämmen der Kapsel, als Teile des Wärmetauschersystems gleichzeitig auch als Teile der Kapsel verwendet werden können. Dadurch er gibt sich eine Einsparung an Bauteilen und außerdem eine sehr gedrängte Bauweise, die bei PKW modernerer Bauart erwünscht ist.It is particularly advantageous if an internal combustion engine machine or with a motor-gearbox unit with one sound insulating capsule in a further embodiment of the invention Heat exchanger system is arranged outside the capsule and at least parts of the airflow housing of the cross-flow fan and the outflow housing of the heat rope facing the engine Scherteiles or parts of this heat exchanger part on the Formation of the capsule are involved, the Luftführungsge housing of the cross flow fan and the outflow housing of the Engine side of the heat exchanger part against the wheel boxes or side capsule walls and frame bars soundproof Are completed. In this respect, this version is a very favorable combination between a heat according to the invention exchanger system and an internal combustion engine with soundproofing the capsule, as parts of the heat exchanger system at the same time can also be used as parts of the capsule. Thereby he there is a saving in components and also a great deal compact construction, which is desirable for cars of more modern design is.

Vorteilhaft kann hierbei im Rahmen der Erfindung ein Teil des an der Bildung der Kapsel beteiligten Luftführungsgehäuses des Querstromlüfters in den Kapselinnenraum hinein schwenkbar sein, um ggf. eine zusätzliche Zufuhr von Frischluft in den Kapselinnenraum zu ermöglichen.In this context, part of the Air duct housing of the capsule involved in the formation of the capsule Cross-flow fan can be swiveled into the interior of the capsule be, if necessary, an additional supply of fresh air in the To enable capsule interior.

Weiters kann in Ausgestaltung der Erfindung das Luftführungs gehäuse Schlitze aufweisen, durch die der Kapselinnenraum di rekt mit abgezweigter Frischluft versorgt wird. Durch die Größe der Schlitze kann der Anteil der abgezweigten Frischluft von der gesamten geförderten Frischluft festgelegt werden. Als Faustregel kann gelten, daß die abgezweigte Frischluft etwa ein Fünftel der gesamten Frischluftmenge beträgt.Furthermore, in an embodiment of the invention, the air duct Have housing slots through which the capsule interior di is supplied directly with branched fresh air. Through the The size of the slots can be the proportion of the branched fresh air be determined from the total fresh air conveyed. As Rule of thumb can apply that the branched fresh air about is a fifth of the total fresh air volume.

An die Schlitze des Luftführungsgehäuses können zur Vermeidung von Schallaustritt schallabsorbierende Kanäle angeschlossen sein, die in den Kapselinnenraum hineinführen.To avoid the slots on the air duct housing Sound-absorbing channels connected by sound outlet that lead into the interior of the capsule.

Eine andere Anwendung des erfindungsgemäßen Wärmetauschersy stems zur Kühlung von Fahrzeug-Brennkraftmaschinen besteht darin, daß das Wärmetauschersystem so im Fahrzeug angeordnet ist, daß der Wärmetauscher über dem Querstromlüfter liegt und die Kühlluft vorne in Bereichen der Karosseriefläche eintritt, die bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges Überdruck aufweisen, und die zuerst die Wärmetauscherteile nach oben durchströmende Kühlluft unter stärkerer Umströmung der Brennkraftmaschine nach unten strömt. Diese Ausführung kann Einbauvorteile bie ten, jedoch bietet sie bei der Anwendung für eine gekapselte Brennkraftmaschine nicht die Möglichkeit, Teile der Strömungs leitflächen mit der Kapselwand zu vereinigen.Another application of the heat exchanger according to the invention stems for cooling vehicle internal combustion engines in that the heat exchanger system is arranged in the vehicle is that the heat exchanger is above the cross flow fan and the cooling air enters the front of the body area, which have excess pressure when the vehicle moves forward, and the one that first flows through the heat exchanger parts upwards Cooling air with increased flow around the internal combustion engine flows down. This version can bie installation advantages ten, however, when used for an encapsulated Internal combustion engine does not have the ability to flow parts to unite guiding surfaces with the capsule wall.

Es kann aber vorteilhaft ein Teil des unteren Bereiches des Luftführungsgehäuses nach unten schwenkbar ausgeführt sein, wodurch der Luftwiderstand des Querstromlüfters bei stehendem Laufrad erheblich verringert und die Kühlung durch Staudruck ausnützung bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges erheblich ver bessert werden. Eine andere Möglichkeit besteht auch hier wie der im leichten Mitdrehen des Laufrades.However, it can advantageously be part of the lower region of the Air duct housing can be pivoted downwards, which means the air resistance of the cross-flow fan when stopped Impeller significantly reduced and cooling by back pressure utilization when the vehicle moves forward ver be improved. Another option is how the one that turns the wheel slightly.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained below with reference to exemplary embodiments play explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Wärmetauschersystem in schematischer Darstellung und Schnitt vertikal zur Achse des Läufers mit Darstellung des Strö mungsverlaufes, Fig. 1 shows an inventive heat exchanger system in a schematic view and section vertical to the axis of the rotor showing the Strö mung path,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform gemäß der Erfin dung, Fig. 2 dung another embodiment according to the OF INVENTION,

Fig. 3a bis 3c den Verlauf der aerodynamischen Kenn werte einer Ausführung gemäß der Erfindung im Vergleich zu anderen vergleichbaren Ausfüh rungsformen, Fig. 3a to 3c, the profile of the aerodynamic characteristics of an embodiment according to the invention in comparison with other comparable exporting approximately shapes,

Fig. 4 den Einbau eines erfindungsgemäßen Wärmetau schersystems zusammen mit einer Brennkraftma schine in ein Kraftfahrzeug, schematisch im Schnitt vertikal zur Achse des Läufers, Fig. 4 shows the installation of a Wärmetau invention shaving unit together with a Brennkraftma machine in a motor vehicle, a schematic sectional view vertical to the axis of the rotor,

Fig. 5 einen etwas geänderten Einbau des Wärmetau schersystems, Fig. 5 shear system a slightly modified installation of Wärmetau,

Fig. 6 bis 8 drei Varianten des Einbaus eines erfin dungsgemäßen Wärmetauschersystems zusammen mit einer schalldämmend gekapselten Brennkraft maschine in ein Fahrzeug. Fig. 6 to 8 three variants of the installation of a heat exchanger system according to the invention together with a soundproofed internal combustion engine in a vehicle.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Wärmetauschersy stem weist einen Querstromlüfter auf, der aus einem walzenför migen Laufrad 1, das am Umfang mit entgegen der Drehrichtung gemäß Pfeil 2 nach rückwärts gekrümmten Laufschaufeln 3 be stückt ist. Der Grundzylinder der Beschaufelung ist mit 4 be zeichnet. Weiters weist der Querstromlüfter ein Luftführungs gehäuse 5 auf, welches das Laufrad 1 teilweise umgibt und zu sammen mit der Trennwand 6 zwischen dem Zuströmraum und dem Abströmraum und den beiden an den axialen Enden des Luftfüh rungsgehäuses 5 und der Trennwand 6 angeordneten Seitentei len 7 des Austrittsgehäuses 8 bilden. Die Trennwand 6 weist an ihrer dem Laufrad 1 zugewandten Seite eine Zunge 9 auf, welche im Querschnitt strömungsgünstig etwa tropfenförmig ausgebildet ist. Das Austrittsgehäuse 8 bzw. die Zunge 9 schließen an die beiden V-förmig angeordneten Wärmetauscherteile 10 bzw. 11 an. Bei der vorliegenden Ausführungsform stoßen die beiden Wärme tauscherteile 10 und 11 aneinander und begrenzen einen Zu strömraum 12. Die Wärmetauscherteile 10 und 11, deren Höhen mit H ₁ und H ₂ bezeichnet sind, können z. B. den Wasserrückküh ler einer Brennkraftmaschine bilden.The heat exchanger system according to the invention shown in FIG. 1 has a cross-flow fan, which is composed of a walzenför shaped impeller 1 , which on the circumference with counter to the direction of rotation according to arrow 2 backward curved blades 3 be. The basic cylinder of the blading is marked with 4 be. Furthermore, the cross-flow fan has an air guide housing 5 , which partially surrounds the impeller 1 and together with the partition 6 between the inflow space and the outflow space and the two at the axial ends of the air guide housing 5 and the partition wall 6 arranged side parts 7 of the outlet housing 8 form. The dividing wall 6 has on its side facing the impeller 1 a tongue 9 , which is of approximately droplet-shaped design in terms of flow in terms of flow. The outlet housing 8 and the tongue 9 connect to the two V-shaped heat exchanger parts 10 and 11 respectively. In the present embodiment, the two heat exchanger parts 10 and 11 abut one another and delimit a flow space 12 . The heat exchanger parts 10 and 11 , the heights of which are denoted by H ₁ and H ₂ , can, for. B. form the Wasserkückküh ler an internal combustion engine.

Innerhalb des Laufrades 1 ist eine feststehende Strömungsleit schaufel 13 angeordnet, die sich über die gesamte Länge des Laufrades 1 und etwa bis zum Grundzylinder 4 der Beschaufelung erstreckt. Der Querschnitt dieser Strömungsleitschaufel ist ebenfalls strömungsgünstig ausgebildet. Die Strömungsleit schaufel 13 befindet sich im Bereich zwischen der Achse 14 des Laufrades 1 und der Zunge 9 und ist zur Achse 14 hin konvex.Within the impeller 1 , a fixed flow guide vane 13 is arranged, which extends over the entire length of the impeller 1 and approximately to the base cylinder 4 of the blading. The cross section of this flow guide vane is also designed to be streamlined. The flow guide vane 13 is located in the area between the axis 14 of the impeller 1 and the tongue 9 and is convex toward the axis 14 .

Aus dem Verlauf der in Fig. 1 eingezeichneten Stromlinen im Inneren des Laufrades 1 ist ersichtlich, daß das Laufrad zwei mal durchströmt wird und sich in der Nähe der Zunge 9 ein Wir bel 15 ausbildet, welcher einen gekrümmten Verlauf der Strom linien im Inneren des Laufrades 1 bewirkt. Dieser ist Voraus setzung dafür, daß die Strömung beim zweiten Eintritt in den Laufschaufelbereich, also beim Durchtritt von innen nach außen, mit ihrer Strömungsrichtung relativ zum Laufrad mit der Richtung der Laufschaufeln 3 übereinstimmt.From the course of the flow lines shown in Fig. 1 inside the impeller 1 it can be seen that the impeller is flowed through twice and in the vicinity of the tongue 9 a We bel 15 forms, which a curved course of the stream lines inside the impeller 1 causes. This is a prerequisite for the flow at the second entry into the blade area, that is to say when passing from the inside to the outside, with its flow direction relative to the impeller to match the direction of the blades 3 .

Dieser Strömungswirbel 15 wird in Richtung zur Achse 14 dieses Laufrades 1 durch die Strömungsleitschaufel 13 begrenzt.This flow vortex 15 is limited in the direction of the axis 14 of this impeller 1 by the flow guide vane 13 .

Bezogen auf den Laufraddurchmesser D ist die Höhenerstrec kung H gleich oder kleiner dem Laufraddurchmesser D, die Summe der Wärmetauscherhöhen H ₁ + H ₂ ist gleich oder größer 2,5 D, und der Wärmetauscherteil 10 der Höhe H ₁ schneidet mit der Zunge 9 ab oder ist bis 0,3 D zurückversetzt. Der Ab stand der Wärmetauscherteile 10 und 11 an der Spitze 16 des V beträgt zwischen 0 und 0,1 D.Relative to the impeller diameter D is the Höhenerstrec kung H is equal to or less than the impeller diameter D, the sum of the heat exchanger heights H ₁ + H ₂ is equal to or greater than 2.5 D, and the heat exchanger part 10 of the height H ₁ cuts off the tongue 9 or is set back to 0.3 D. From stood the heat exchanger parts 10 and 11 at the top 16 of the V is between 0 and 0.1 D.

Die Ausströmung erfolgt nun zweiflutig in ganz unterschiedli chen Richtungen. Überraschend hat sich ergeben, daß die beiden Wärmetauscherteile 10 und 11, wie aus Fig. 1 beispielsweise ersichtlich ist, nahezu gleich gut durchströmt werden. Es war nur zu hoffen, daß der an die Zunge 9 anschließende Wärmetau scherteil 10 mit der Höhe H ₁ gut durchströmt wird, da er etwa quer zum Austrittsstrom des Laufrades angeordnet ist. Völlig anders ist es aber beim anderen Wärmetauscherteil 11, zu des sen Durchströmung eine Umlenkung um nahezu 90° erforderlich ist. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die gemessenen und durch die Kurven 17 und 18 dargestellten Durchströmungsgeschwindig keiten sowohl über die Höhen H ₁ und H ₂ als auch untereinander etwa gleich 3 m/s sind.The outflow now takes place in two different directions. Surprisingly, it has been found that the two heat exchanger parts 10 and 11 , as can be seen, for example, from FIG. 1, are flowed through almost equally well. It was only to be hoped that the shear part 10 adjoining the tongue 9 with the height H _{1 will} flow well since it is arranged approximately transversely to the outlet flow of the impeller. However, it is completely different for the other heat exchanger part 11 , to which a flow of almost 90 ° is required. From Fig. 1 it can be seen that the measured and represented by the curves 17 and 18 Durchströmungsgeschwindig speeds both over the heights H ₁ and H ₂ and each other are approximately equal to 3 m / s.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind die Wärmetauscherteile 10 und 11an der Spitze 16 des V auseinandergerückt. Der dort eingefügte Abschlußteil 19 ist um eine Achse 20 parallel zu den Wärmetauscherteilen schwenkbar, so daß eine Entleerung von angesammeltem Schmutz möglich ist.In the embodiment of Fig. 2, the heat exchanger parts 10 and 11 are moved apart at the top 16 of the V. The end part 19 inserted there can be pivoted about an axis 20 parallel to the heat exchanger parts, so that an accumulation of dirt can be emptied.

Aufgrund der unerwartet guten Durchströmung der beiden Wärme tauscherteile 10 und 11 sind auch, wie aus den Fig. 3a bis 3c ersichtlich ist, die aerodynamischen und akustischen Kennwerte sehr gut. Im Vergleich mit den gestrichelt dargestellten Kur ven des Wärmetauschersystems nach dem erwähnten älteren Vor schlag ist sowohl die Druckziffer ψ als auch der Wirkungs grad η bei der erfindungsgemäßen Ausbildung nach Fig. 1 (stark gezogene Kurven) merklich besser. Die Maxima dieser Kennwerte werden überdies bei höherer Lieferziffer ϕ erreicht, so daß in der Auslegung nach bestem Wirkungsgrad ein solches System im Vergleich mit dem System nach dem älteren Vorschlag mit klei nerem Laufraddurchmesser auskommt. Hinsichtlich der akusti schen Güte sind die beiden Systeme wenig verschieden. Die Op timalbereiche liegen bei gleichen Lieferziffern, der noch ge ringfügig höhere Pegel des spezifischen Schalldruckes K′ [dB] ist entsprechend den bisherigen Erfahrungen durch Feinabstim mung einzelner Abmessungen höchstwahrscheinlich auf gleiches Niveau wie bei der Ausführung nach dem älteren Vorschlag zu bringen. In den Fig. 3a bis 3c sind auch für die erfindungsge mäße Ausführungsform nach Fig. 2 die Kennlinien als dünne Li nen eingezeichnet. Obwohl die Erstreckung H, bezogen auf den Laufraddurchmesser D kleiner ist als bei der in Fig. 1 darge stellten Ausführungsform gemäß der Erfindung und trotz der Aufspreizung an der Spitze des V ergibt sich eine höhere Druckdifferenz ψ und ist der Wirkungsgrad η und der spezifische Schalldruckpegel K′ [dB] nur geringfügig schlechter. Die Ver schiebung des Optimums zu höherer Lieferziffer ϕ ist hier so gar noch stärker ausgeprägt als bei der Ausführung gemäß Fig. 1.Due to the unexpectedly good flow through the two heat exchanger parts 10 and 11 , as can be seen from FIGS . 3a to 3c, the aerodynamic and acoustic parameters are very good. In comparison with the dashed lines shown cure the heat exchanger system ven after said older proposal from both the pressure coefficient ψ is and the effect degree η noticeably better in the inventive embodiment according to Fig. 1 (strong solid curves). The maxima of these characteristic values are moreover achieved with a higher delivery figure ϕ , so that in the design according to the best efficiency such a system in comparison with the system according to the older proposal manages with a smaller impeller diameter. In terms of acoustic quality, the two systems are little different. The optimum ranges are at the same delivery figures, the slightly higher level of the specific sound pressure K ′ [dB] is, according to previous experience, most likely to be brought to the same level by fine-tuning individual dimensions as in the version according to the older proposal. In FIGS. 3a to 3c, the characteristic lines are drawn as thin Li NEN for the erfindungsge Permitted embodiment of FIG. 2. Although the extension H , based on the impeller diameter D is smaller than in the embodiment shown in FIG. 1 Darge according to the invention and despite the spread at the top of the V, there is a higher pressure difference ψ and the efficiency η and the specific sound pressure level K ′ [DB] only slightly worse. The shift of the optimum to a higher delivery figure ϕ is even more pronounced here than in the embodiment according to FIG. 1.

Die Fig. 4 bis 8 zeigen Einbaubeispiele für das erfindungsge mäße Wärmetauschersystem im Zusammenhang mit einem Fahr zeug 21, das von einer Brennkraftmaschine 22 angetrieben ist und die Wärmetauscherteile 10, 11 des Wärmetauschersystems den Kühlwasserrückkühler der Brennkraftmaschine bildet. Bei allen vier Ausführungsbeispielen steht die Achse 14 des Laufrades 1 des Querstromlüfters quer zur Längsachse des Fahrzeuges, und das Wärmetauschersystem ist im Vorderteil und unterhalb der Motorhaube 23 angeordnet. In allen Fällen tritt die Kühlluft vorne in Bereichen 23′ der Karosserieoberfläche ein, die bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges Überdruck aufweisen. Kleine Spoiler 24 sorgen für eine stärkere Ausprägung des Überdruckes im Lufteintrittsbereich bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges. FIGS. 4 to 8 show mounting examples of the erfindungsge Permitted heat exchanger system in connection with an on-vehicle 21 that is driven by an internal combustion engine 22 and the heat exchange portions 10, 11 of the heat exchanger system is the cooling water return cooler of the internal combustion engine. In all four exemplary embodiments, the axis 14 of the impeller 1 of the cross-flow fan is transverse to the longitudinal axis of the vehicle, and the heat exchanger system is arranged in the front part and below the bonnet 23 . In all cases, the cooling air enters the front in areas 23 'of the body surface which have excess pressure when the vehicle is moving forward. Small spoilers 24 provide a stronger expression of the excess pressure in the air inlet area when the vehicle is moving forward.

Der Austritt der Kühlluft erfolgt nach Passieren der Wärmetau scherteile 10 bzw. 11 bei den einzelnen Ausführungsbeispielen auf verschiedenen Wegen nach unten. Bei den Ausführungen gemäß Fig. 4, 6, 7 und 8 sind die unterhalb des Laufrades 1 vorgese henen Wärmetauscherteile 10 und 11 nach einem stehenden V an geordnet, wogegen bei der Ausführung nach Fig. 5 die Wärmetau scherteile 10 und 11 über dem Laufrad 1 angeordnet sind und ein nach unten offenes V bilden. Bei der Ausführung nach Fig. 4 tritt die Kühlluft, wie durch Pfeile angedeutet, auf direktem Wege nach unten aus. Bei der Ausführung nach Fig. 5 hingegen ergibt sich eine stärkere Umströmung der Brennkraft maschine 22. Der untere Bereich 5′ des Luftführungsgehäuses 5 ist um die Achse 25 entsprechend dem Pfeil 26 in die gestri chelt eingezeichnete Lage schwenkbar. Durch nach unten Schwen ken dieses Bereiches 5′ des Luftführungsgehäuses 5 kann der Widerstand des Querstromlüfters bei stehendem Laufrad 1 stark herabgesetzt und die Kühlung durch Staudruckausnutzung bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges erheblich verbessert werden. Auch hier kann der Widerstand des Querstromlüfters durch leichtes Mitdrehen des Laufrades vermindert werden.The exit of the cooling air takes place after passing through the Wärmetau shear parts 10 and 11 in the individual embodiments in different ways. In the embodiments according to FIGS. 4, 6, 7 and 8 below the impeller 1 vorgese Henen heat exchange portions 10 and 11 by a stationary V on are arranged, whereas in the embodiment of FIG. 5, the Wärmetau shearing members 10 and 11 to the impeller 1 are arranged and form a V open at the bottom. In the embodiment of Fig. 4, the cooling air enters, as indicated by arrows, directly downwards out. In the embodiment of Fig. 5, however, a stronger flow around the internal combustion engine 22 results. The lower region 5 'of the air guide housing 5 is pivotable about the axis 25 according to the arrow 26 in the position shown in dashed lines. By swinging down this area 5 'of the air guide housing 5 , the resistance of the cross-flow fan can be greatly reduced when the impeller 1 is at a standstill and the cooling can be improved considerably by utilizing dynamic pressure when the vehicle moves forward. The resistance of the cross flow fan can also be reduced here by turning the impeller slightly.

Bei den Ausführungen nach Fig. 6 bis 8 ist die Brennkraftma schine 22 mit einer schalldämmenden Kapsel 27 umgeben und das Luftführungsgehäuse 5 des Querstromlüfters und zum Teil auch der Wärmetauscherteil 11 sind in platz- und materialsparender Weise zur Bildung der Kapsel ausgenützt. Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist ein eigener Kapselteil 28 im Bereich des Wär metauscherteiles 11 erforderlich. Unterhalb des Motors schließt dann ein weiterer Kapselteil 29 an. Der Bereich 5′′ des Luftführungsgehäuses 5 kann um eine Achse 30 geschwenkt entsprechend dem Pfeil 31 in die gestrichelte Lage gebracht werden, wodurch fallweise durch Öffnen dieses Bereiches 5′′ eine ggf. erforderliche zusätzliche Frischluftzufuhr in den Kapselinnenraum 32 mit Hilfe des Querstromlüfters ermöglicht wird.In the embodiments according to FIGS. 6 to 8, the Brennkraftma is machine 22 surrounded by a sound-insulating capsule 27 and the air guide housing 5 of the cross flow fan and in part of the heat exchanger part 11 are utilized in space- and material-saving manner to form the capsule. In the embodiment according to FIG. 6, a separate capsule part 28 is required in the area of the heat exchanger part 11 . Another capsule part 29 then connects below the motor. The area 5 '' of the air guide housing 5 can be pivoted about an axis 30 according to the arrow 31 in the dashed position, which in some cases by opening this area 5 '' a possibly required additional fresh air supply into the capsule interior 32 is made possible with the help of the cross-flow fan .

Bei der Ausführung nach Fig. 7 sind im Luftführungsgehäuse 5 zwei Schlitze 33 angebracht, so daß Frischluft ständig in den Kapselinnenraum 32 überströmt. An diese Schlitze 33 sind schallabsorbierende Kanäle 34 angeschlossen, die in den Kapselinnenraum hineinführen und einen Schallaustritt durch die Schlitze 33 weitgehend unterbinden.In the embodiment according to FIG. 7, two slots 33 are made in the air guide housing 5 , so that fresh air constantly flows into the capsule interior 32 . Sound-absorbing channels 34 are connected to these slots 33 and lead into the interior of the capsule and largely prevent sound from escaping through the slots 33 .

Die Ausführung nach Fig. 8 unterscheidet sich von jenen nach Fig. 6 und 7 dadurch, daß zur Bildung der Kapselwand außer dem Luftführungsgehäuse 5 auch noch ein Teil 11′ des Wärme tauscherteiles 11 zur Bildung der Kapsel 27 herangezogen wird. In diesem Falle setzt der Kapselteil 28 erst im mittleren Be reich des Wärmetauscherteils 11 an und die durch den Teil 11′ des Wärmetauscherteils 11 strömende Kühlluft gelangt in den Kapselinnenraum 32. Die übrige Kühlluft strömt nach Passieren der Wärmetauscherteile nach unten ab. The embodiment of Fig. 8 differs from those according to FIGS. 6 and 7, characterized in that to form the capsule wall in addition to the air guide housing 5 also a portion 11 'of the heat exchanger part 11 is used to form the capsule 27th In this case, the capsule part 28 is only in the central loading region of the heat exchange part 11 and the through the portion 11 'of the heat exchanger part 11 flowing cooling air passes into the capsule interior 32nd The remaining cooling air flows down after passing through the heat exchanger parts.

Im Rahmen der Erfindung sind noch verschiedene Ausführungsfor men möglich, insbesondere können die wirksamen Flächen der Wärmetauscherteile 10 und 11 je nach den Erfordernissen gleich oder verschieden groß sein.Within the scope of the invention, various embodiments are still possible, in particular the effective areas of the heat exchanger parts 10 and 11 can be the same or different in size depending on the requirements.

Claims

1. Heat exchanger system, consisting of a cross-flow fan with an impeller, an air duct housing which partially surrounds this impeller, and an outlet housing, which additionally includes a partition wall ending in a tongue between an inlet and outlet duct and two at the axial ends of this partition wall arranged side parts is formed, and to which a heat exchanger connects, and at least one fixed flow guide vane is arranged in the interior of the impeller, which is located in the area between the tongue of the Austrittsge housing and the impeller axis and is convex towards the impeller axis, characterized in that the Heat exchanger ( 10, 11 ) is provided by zigzag folding with a larger effective end face.

2. Heat exchanger system according to claim 1, characterized in that the heat exchanger consists of two flat parts ( 10, 11 ) be, which are at an acute angle V-shaped to each other and form an air distribution space ( 12 ).

3. Heat exchanger system according to claim 2, characterized in that the two heat exchanger parts ( 10, 11 ) have different sized effective areas.

4. Heat exchanger system according to claim 2 or 3, characterized in that a heat exchanger part ( 10 ) connects approximately to the beginning of the tongue ( 9 ) of the outlet housing ( 8 ) and the second heat exchanger part ( 11 ) to the outlet housing ( 8 ).

5. Heat exchanger system according to one of claims 2 to 4, characterized in that the two heat exchanger parts ( 10, 11 ) at the top ( 16 ) of the V are moved apart and at this point a part about an axis ( 20 ) parallel to the heat exchanger ( 10, 11 ) pivotable end part ( 19 ) is provided.

6. Heat exchanger system according to one of claims 2 to 4, characterized in that the two heat exchanger parts ( 10, 11 ) at the top ( 16 ) of the V are moved apart and a trough is formed at this point.

7. Heat exchanger system for cooling vehicle internal combustion engines according to one of claims 1 to 6, characterized in that the heat exchanger system is arranged in the vehicle ( 21 ) that the cooling air occurs in areas of the car body surface, the witnesses with forward movement of the vehicle Have overpressure and the exit takes place directly via the V-shaped heat exchanger parts ( 10, 11 ) downwards.

8. Heat exchanger system according to claim 7, wherein the internal combustion engine ( 22 ) or the motor gear unit is provided with a sound-absorbing capsule ( 27 ), characterized in that the heat exchanger system outside the capsule ( 27 ) is angeord net and at least parts of Air guide housing ( 5 ) of the cross-flow fan and the discharge housing ( 28 ) of the internal combustion engine ( 22 ) facing the heat exchanger part ( 11 ) or parts ( 11 ' ) of the heat exchanger part ( 11 ) are involved in the formation of the capsule ( 27 ), the Luftführungsge Housing ( 5 ) of the cross-flow fan and the outflow housing ( 28 ) of the heat exchanger part ( 11 ) facing the internal combustion engine are soundproofed laterally against the wheel arches or lateral capsule walls and side rails.

9. Heat exchanger system according to claim 8, characterized in that a part ( 5 '' ) of the air duct housing involved in the formation of the capsule th ( 5 ) of the cross-flow fan in the cap sel interior ( 32 ) can be pivoted into, possibly an additional Liche Fresh air can be supplied to the interior of the capsule ( 32 ).

10. Heat exchanger system according to claim 8, characterized in that the air guide housing ( 5 ) has slots ( 33 ) through which the capsule interior ( 32 ) is supplied directly with branched fresh air.

11. Heat exchanger system according to claim 10, characterized in that sound-absorbing channels ( 34 ) are connected to the slots ( 33 ) of the air duct housing ( 5 ), which project into the interior of the capsule ( 32 ).

12. Heat exchanger system for cooling vehicle internal combustion engines according to one of claims 1 to 6, characterized in that the heat exchanger system is arranged in the vehicle ( 21 ) such that the heat exchanger ( 10, 11 ) lies above the cross-flow fan and the cooling air is at the front in areas ( 23 ' ) of the body surface occurs, which have overpressure when the vehicle moves forward and the heat exchanger parts ( 10, 11 ) first flowing upward flowing cooling air with stronger flow around the internal combustion engine downward.

13. Heat exchanger system for cooling vehicle internal combustion engines according to claim 12, characterized in that a part ( 5 ' ) of the lower region of the Luftführungsge housing ( 5 ) is designed to be pivotable downwards, as a result of which the air resistance of the cross-flow fan when the impeller is stationary ( 1 ) significantly reduced and the cooling can be significantly improved by utilizing dynamic pressure when moving forward.