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Luis Suchard, 2332 Portland St., Los Angeles/California (USA) und
H.M. Gardner, 9300 Wilshire Blvd., Beverly Hills/California (USA) Kühllüfter Be
schreibung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühllüfter mit Antrieb, Gebläse
und Wärmeaustauscher sowie mit verstellbaren Luftaustritts-Schlitzdüsen, insbesondere
zum Einbau in das Armaturenbrett von Kraftfahrzeugen. Die Erfindung ist jedoch nicht
auf diese spezielle Verwendung beschränkt, sondern auch für Klimaanlagen, Buftumwälzgeräte
u.dgl. in Gebäuden, Häusern, Zimmern usw. gut geeignet.
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Klimatisierungsgeräte und mit ihnen Kühllüfter sind seit längerem
bekannt. Vielfach werden dabei Kühlschlangen verwendet, welche die Gestalt von Hohlzylindern
haben. Durch das Innere solcher Kühl schlangen wird die ungekühlte Luft direkt in
das Gerät eingeführt, wobei sie sich etwas abkühlt, bevor sie in die Umgebungs-Atmospähre
austritt. Es ist jedoch nachteilig, daß in dieser Weise praktisch nur die Hälfte
der in vorgegebener Zeit überstreichbaren Oberfläche für Kühlzwecke ausgenutzt wird.
Da die Außenflächen dieser Kühlschlangen zu keiner Zeit eine Zufuhr von Warmluft
erhalten, ist der
W-irkungsgrad der Kühlung herabgesetzt und es
besteht die Gefahr, daß die Kühlschlangen "einfrieren", wenn ihre Temperatur in
die Größenordnung von OOC kommt. Insbesondere bei in Kraftfahrzeugen eingebauten
Kühleinheiten sind die verschiedensten Konstruktionen und Aufbauten notwendig, um
die Luftaustritts-Düsen am Armaturenbrett unterzubringen, das bei den verschiedenen
Autoty-?en ganz unterschiedliche, liauîia unsymmetrische und nicht ebene Flächen
aufweist.
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Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, unter bberwindun;' dies er
und weiterer Nachteile des Standes der Technik mit wirtschaftlichen Mitteln einen
verbesserten Kühllüfter zu schaffen, der bei einfachem Aufbau und rationeller Fertigung
beauem montierbar ist, mit gutem Wirkungsgrad der Küklung arbeitet und dessen Wärmeaustauscher
bis herab zu Temperaturen um den Gefrierpunkt herum einfriersicher ist.
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Bei einem Kühllüfter der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß in einem Gehäuse Luftführungen vorhanden sind, mittels deren Gebläseluft
entlang Außenteilen des Wärmeaustauschers zu einem Umlenkteil führbar ist, von dem
aus sie durch das Innere des Wärmeaustauschers zu den Schlitzdüsen gelangt. Die
durch das Gebläse angesaugte Umgebungsluft strömt mithin zunächst entlang den Außenflächen
des beispielsweise aus Kühlschlangen aufgebauten Wärmeaustauschers, und erst die
in dieser Weise vorgekühlte Luft fließt unter weiterer Abkühlung durch das Innere
der Kühlschlangen, bevor sie wieder an die Umgebung abgegeben wird.
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Durch diesen Kreislauf der zu kühlenden Luft werden sämtliche Oberflächenteile
des Kühlaggregats ausgenutzt, so daß nicht nur eine maximale Kühlwirkung erzielt
wird, sondern ein Einfrieren der Kühlschlangen auch bei rascher und bequem zu erreichender
Kühlung bis in Gefrierpunktnähe ausgeschlossen ist, da der Kühlvorgang in zwei Schritten
vor sich geht und der Wärmeaustauscher von allen Seiten beaufschlagt wird. Es ist
ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Kühllüfters, daß er eine einfach aufgebaute
Einheit bildet, die sich z.B.
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vorzüglich für die Anwendung in der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs
eignet, wobei åede übermäßige Belastung von Motor, Treibriemen u.dSl. vermieden
ist. Die sehr kontakt aufgebaute Einheit ist in der Herstellung preiswert und im
Gebrauch sehr bequem. Sie funktioniert in überaus wirksamer Weise und ist dabei
von der Temperatur der Außenluft weitgehend unabhangig.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß dem Wärmeaustauscher
zwei im Abstand nebeneinander angeordnete Gebläse mit Antrieb vor- oder nachgeschaltet
sind und daß der Umlenkteil ein in der Mittellinie zwischen den Gebläsen befindliches
Leitstück aufweist. Letzteres kann zLieckmäig von der ÜberganÖskante zwischen aneinander
anschließenden, einwärts gewölbten Randteilen des Gehäuses gebildet sein. Dadurch
ist eine symmetrisch von außen nach innen führende Zirkulation mit einfachsten Mitteln
gewährleistet.
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Konstruktiv ist es günstig, wenn in Weiterbildung der Erfindung ein
äußeres, stirnseitig durch eine abnehmbare Abschlußplatte weitgehend abgeschlossenes
Gehäuse einen inneren Kastenaufbau mit Wandabstand haltert, so daß Kanäle gebildet
sind, in welchen mittels des bzw. der im inneren Kastenaufbau nahe dem äußeren Gehäuse
angeordneten Gebläse(s) Luft ansaugbar, über die Luftführungen entlang den Außenteilen
weiterleitbar und mittels des Umlenkteils ins Innere des Wärmeaustauschers führbar
ist. Ein derartiger Kühllüfter ist robust, besitzt kleine Gesamtabmessungen und
kann leicht an einer beliebigen, mit Anschlüssen für das Medium des Wärmeaustauschers
versehenen Stelle installiert werden.
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Sehr vorteilhaft ist es, wenn nach einem anderen Merkmal der Erfindung
die Luftführungen mit Halteplatten für die Außenteile von Kühlschlangen des Wärmeaustauschers
fest verbunden oder einstückig sind, so daß die Kanäle gleich hinter dem Gebläse
von ohnehin notwendigen Bauteilen begrenzt
sind.
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Wichtig ist eine andere Ausgestaltung der Erfindung, wonach die Schlitzdüsen
in der stirnseitigen Abschlußplatte angebracht sind. Sie können für sich ausbaubar
sein, aber auch zusammen mit der Abschlußplatte rasch und mühelos gegen andere Luftaustritts-Düsen
ausgetauscht werden, die schon vorhanden sein können und/oder der Gestaltung des
betreffenden Raumes, dem Kraftfahrzeugtyp, der Anbringtuigsstelle usw. in jedem
beliebigen Klimatisierungssystem optimal angepaßt sind. Hierzu ist es besonders
vorteilhaft, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Schlitzdüsen und/oder
daran anschließende Rohrstutzen von U-förmigen oder gewinkelten Haltestücken formschlüssig
übergriffen sind, die an beliebigen, Auslaßöffnungen aufweisenden Befestigungsflächen
anbringbar sind, also beispielsweise an den verschiedensten Stellen von Armaturenbrettern
der unterschiedlichsten Kraftfahrzeugtypen.
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Eine weitere Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades erzielt man
erfindungsgemäß dadurch, daß die Innenseiten der Außenflächen des Gehäuses und der
Abschlußplatte eine Isolierschicht aufweisen, insbesondere aus Schaumstoff.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung.
Darin zeigen: Fig. 1 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Kühllüfters mit
einem etwas herausgezogen gezeichneten inneren Kastenaufbau, Fig. 2 eine Schrägansicht
des Kühllüfters von Fig. 1 bei abgenommener Frontplatte und abgenommenem Gehäusedeckel,
Fig. 3 eine Schrägansicht der Gehäuseanordnung eines Kühllüfters nach einer anderen
Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 eine Schrägansicht des kompletten Kühllüfters
von
Fig. 3, Fig. 5 eine auseinandergezogene Schrägansicht der Bestandteile
des Kühllüfters von Fig. 4 bzw. 3, Fig. 6 eine Schrägansicht einer Schlitzdüsenanordnung
eines erfindungsgemäßen Kühllüfters mit Befestigungselementen, Fi-. 7 eine Schrägansicht
einer anderen Ausführungsform einer Schlitzdüsenanordnung eines Kühllüfters nach
der Erfindung, Fig. 8 eine Vorderansicht des Eckstücks eines Kraftfahrzeug-Armaturenbretts
mit eingebauter Schlitzdüse entsprechend Fig. 6 und Fig. 9 eine Vorderansicht eines
Teiles eines Kraftfahrzeug-Armaturenbretts mit eingebauter Schlitzdüse entsprechend
Fig. 7.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 zeigt einen Luftkühler 10,
der einen Wärmeaustauscher in Form von Kühlschlangen 11 mit Anschlüssen 28 zur Verbindung
mit einem (nicht gezeichneten) Kompressor-Kühlaggregat, ein Doppel-Gebläse 12 mit
einem Antrieb 13 aufweist. Die Verdampferanordnung für ein Kältemittel wie Freon,
Genetron u.dgl.
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sind nicht dargestellt. Der Kühllüfter 10 hat ein Gehäuse 14, das
aus einem Blechunterteil 14a und einem zügig darauf passenden Deckel 14b besteht,
so daß ein Behälter für die Bauelemente des Kühllüfters gebildet ist. Eine Stirnseite
des Gehäuses 14 ist offen, jedoch mit einer abnehmbaren Front- oder Abschlußplatte
15 großenteils verschließbar. Die gesamten Innenflächen des Gehäuses 14 und der
Abschlußplatte 15 sind mit einer dünnen Isolierschicht 16 aus Schaumstoff oder ähnlichem
Material überzogen. In der Fertigung werden die Kühlschlangen 11 an zwei gegenüberliegenden
Seiten mit Stahlblech-Halteplatten 17 versehen, und auch die'übrigen, sonst freiliegenden
Seiten werden durch Stahlblech abgedeckt, bevor der Wärmeaustauscher in das Gehäuse
14 eingesetzt wird. Ohne
von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen,
kann der Wärmeaustauscher auch mit anderen Materialien verkleidet bzw. abgeschlossen
sein, und parallel zu den Halteplatten 17 können Führungsbleche 27 (Fig. 2) zur
Kanalisierung der Luftströme vorgesehen sein.
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An der Abschlußplatte 15 sind von Hand versellbare, gelenkig gelagerte
Schlitzdüsen 18 so angebracht, daß die durch sie austretende Kühlluft hinsichtlich
Menge bzw.
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Strömungsdruck und Strömungsrichtung eingestellt werden kann. Man
erkennt aus den Fig. 6 bis 9, daß die Schlitzdüsen 18, welche bei diesen Ausführungsbeispielen
in ein Kraftfahrzeug-Armaturenbrett 29 eingelessen sind, an Luftauslaßstutzen 26
und 25 anschließen, die mittels Haltewinkeln an dem Armaturenbrett 29 befestigt
sind. Die Schlitzdüsen 18 sind so ausgebildet, daß sie in ein Ende der Luftauslaßstutzen
26 bzw. 25 passen, aber auch in die Abschlußplatte 15 eingesetzt werden können.
Dadurch ist es möglich, lediglich mit einem U-förmigen oder gewinkelten Haltestück
24 die Luftauslaßstutzen 25,26 mit den zugeordneten Schlitzdüsen 18 an beliebiger
Stelle eines Kraftfahrzeug-Armaturenbretts 29 oder einer anderen Befestigungsfläche
anzubringen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist der Haltewinkel 24 so gestaltet,
daß er dem Umfang des Stutzens 25 angepaßt und daran mittels einer Schraube 24b
befestigt ist. Die Anbringung am Armaturenbrett 29 (Fig.8) erfolgt dann mittels
Gewindebefestigungen 24a (Fig. 6). In ähnlicher Weise dienen nach dem Ausführungsbeispiel
von Fig. 7 abgewinkelte Haltestücke 24, die dem Stutzen 25 angepaßt sind, zu dessen
Anbringung am Armaturenbrett 29 (Fig. 9) mittels Gewindebefestigungen 24a (Fig.7).
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Der innere Kastenaufbau ist im Gehäuse 14 inkder Weise angebracht,
daß dieses mit Ausnahme von (nicht dargestellten) Halterungen nicht mit dem Kastenaufbau
selbst in Verbindung steht, sondern rundum Kanäle 19 mit Luftführungen
20
bildet. Der Gehäusedeckel 14b hat zwei Öffnungen, die zur Aufnahme der Gebläseantriebe
13 dienen.
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Die montierte Einheit ist im wesentlichen abgeschlossen, so daß ungekühlte
Luft nur durch die Gebläse 12 in die Kanäle 19 und Luftführungen 20 zwischen dem
Gehäuse 14 und dem Wärmeaustauscher 11 eiWeführt werden kann, wobei letzterer außen
durch Stahlblech-Halteplatten 17 so weit abgeschlossen ist, daß von dem eintretenden
Luftstrom nur Außenteile 23 der Kühlschlangen 11 überstrichen werden. Man erkennt,
daß in dieser Weise die zu kühlende Luft zuerst außen an dem Wärmeaustauscher 11
vorbei- und dann durch ihn hindurchgeführt wird, bis sie durch die Schlitzdüsen
18 austritt.
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Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Gebläse 12 im Abstand nebeneinander
angeordnet sind. Die ungekühlte Luft gelangt daher in den KühllüSter 10 durch die
Kanäle 19 und Luftführungen 20 zwischen den Kühlschlangen 11 und den Stahlblech-Halteplatten
17 einerseits und dem Gehäuse 14 andererseits. Da im Ausführungsbeispiel der Fig.
2 die Gebläse 12 nahe der Rückseite des Gehäuses 14 angeordnet sind, fließt die
einströmende Luft nur über die Oberflächen der Kühlschlangenteile 23, welche in
die Luftführungen 19 bzw. 20 ragen. Diese Außenteile 23 der Kuhlschlangen 11 werden
dadurch etwas erwärmt, während die einströmende Luft bereits abgekühlt wird, so
daß ein beachtlicher Teil der Luftfeuchtigkeit beim Überstreichen der kalten Außenteile
23 ausgeschieden wird.
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Das Gehäuse 14 ist so gestaltet, daß die Strömungsrichtung der Luft
an der Gehäuserückseite umgekehrt und in das Innere 21 der Kühlschlangen 11 gelenkt
wird. Wenn daher die vorgekühlte Luft durch das Innere 21 der Kühlschlangen 11 hindurchströmt,
wird die Luft bei diesem zweiten Durchgang noch stärker abgekühlt, so daß beim Austritt
durch die verstellbaren Schlitzdüsen 18 kühle Luft an die Umgebung abgegeben wird,
also beispielsweise
in ein Zimmer oer in die Fahrgastzelle eines
Kraftfahrzeugs. In der Erprobung wurde festgestellt, daß es mit einem erfindungsgem-)ß.en
Kühllüfter 10 möglich ist, die Temperatur in der Fahrgsstzelle eines Kraftfahrzeuges
bis auf wenigstens 4°C abzusenken, ohne daß in der Luftkühlereinheit irgendwo ein
Einfrieren oder eine Eisbildung stattgefunden hätte. In der c-ekithlten Luft ist
der Feuchtigkeitsgehalt durch das doppelte Vorbeiströmen an den Kühlschlangen 11
weitestgehend herabgesetzt, wobei zweckmäßig (nicht ;ezeichnete) Kondenswasserfänger
vorgesehen sind.
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Man erkennt ferner, daß der Luftkühler 10 nach der Erfindung beistielsweise
in einem Kraftfahrzeug an ir«endeiner der dafür üblichen Stellen bequem angebracht
werden kann, da er weniger Platz benötigt als herkömmliche Vorrichtungen dieser
Art. Möglich ist beispielsweise die M'ontage unterhalb des Armaturenbrettes 29,
unter einem Sitz oder in einem Schacht des Kraftfahrzeugs.
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Eine andere Form eines erfindungsgemäßen Kühllüfters 10 ist in den
Fig. 3 bis 5 dargestellt. Auch hier sind zwei gegenüberliegende Seiten der Kühlschlangen
11 durch Stahlblech-Halteplatten 17 abgeschlossen und die übrigen Seiten sind durch
ähnliche Bleche abgedeckt (Fig. 5). Die im Gehäuse 14 angeordneten Gebläse saugen
ungekühlte Luft in Axialrichtung von oben und unten in Bereichen an, welche durch
die Antriebe 13 und das Gehäuse 14 begrenzt sind. Die von den Gebläsen 12 geförderte
Luft strömt entlang den Außenteilen 23 der Kühlschlangen 11 in dem Gehäuse 14 nach
hinten. Letzteres hat an seiner Rückwand im Blechunterteil 14a ein Umlenkteil in
Form eines Leitstückes 22, das mit dem Gehäuse 14 fest verbunden oder einstückig
ist und infolge seiner Wölbun£ die vorgekühlte Luft umlenkt, welche - wie die Strömungspfeile
in Fig. 5 zeigen - sodann in der Mitte des Gehäuses 14 durch das Innere 21 der von
dem Wärmeaustauscher 11 und den Gebläsen
12 gebildeten Anordnung
unter weiterer Abkühlung durch die Schlitzdüsen 18 nach außen an die Umgebung abgegeben
wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschrankt.
Beispielsweise könnte das Leitstück 22 statt an dem Blechunterteil 14a an dem Gehäusedeckel
14b angeordnet sein. Die Kühlschlangen 11 können der Gebläseanordnung 12 nicht nur
vor- oder nachgeschaltet sein, sondern zumindest ini Inneren 21 mit einem Teil in
den Zwischenraum zwischen den Geblasen 12 hineinragen.
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Bedienungselemente können an der Abschlußplatte 15 (Fig.
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1 und 2), an einem Seitenteil des Geh@uses 14 (Fig. 3) oder auch an
anderer, leicht zugänglicher Stelle des Kühllüfters 10 vorresehen sein.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden
Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten,
räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch
in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.