DE4028505A1 - Liquid coolant radiation in vehicle - has rear air outlet with guide faces to collect suspended matter - Google Patents

Abstract

One or more coolers (1) contain liquid coolant and form at least part of the side walls of a fluid chamber. The air enters the chamber at the front, at increased pressure, esp. via a blower rotor, and is pressed outwards through the channels of the liquid coolers. The rear of the chamber opposite to the air inlet, has at least one air outlet with suitable guide faces. These collect suspended matter carried in the air. The guide faces consist of conical parts reducing the flow section, and the coolers are ring-shaped. USE - Radiator for liquid-cooled vehicle engine.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a cooling device according to the preamble of the main claim.

Für Kraftfahrzeuge sind seit Jahrzehnten Kühlfluidkühler bekannt. Nach dem Stand der Technik werden die Anordnungen dieser Kühler bisher so konstruiert, daß hinter einem Schutzgitter zum Fernhalten von Grobgut, wie Ästen, Blättern etc. ein in Fahrt- oder Luftstromrichtung von Luft durch­ strömter Kühlfluidkühler angebracht ist. Zwecks besserer Kühlung wird vor oder hinter diesem Kühlfluidkühler meist noch ein Propeller angeordnet. Die dadurch mit erhöhter Ge­ schwindigkeit auf den Kühlfluidkühler gepreßte oder gesaugte Luft führt erfahrungsgemäß einen mehr oder weniger großen Anteil an Schwebstoffen, Gräsern, Insekten oder ähnlichem mit sich, welcher das Schutzgitter noch passieren kann. Der Kühlfluidkühler hat dann die unerwünschte Funktion eines Siebes.Cooling fluid coolers have been used for motor vehicles for decades known. According to the prior art, the arrangements this cooler has so far been designed so that behind one Protective grille for keeping coarse material, such as branches, leaves etc. in the direction of travel or air flow of air flowed cooling fluid cooler is attached. In order to do better Cooling is usually in front of or behind this cooling fluid cooler another propeller arranged. The increased Ge speed pressed or sucked on the cooling fluid cooler Experience has shown that air is more or less large Percentage of suspended matter, grasses, insects or the like with itself, which can still pass through the protective grille. The Cooling fluid cooler then has the undesirable function of a Siebes.

Vor allem bei (landwirtschaftlichen) Nutzfahrzeugen kommt es somit beim Arbeiten auf Feldern, Wiesen oder im Wald zu Verschmutzungen, Verstopfungen und Beschädigungen des Kühl­ fluidkühlers, was zur Beeinträchtigung der Kühlleistung und im Extremfall zur Überhitzung des Motors führen kann.Especially when it comes to (agricultural) commercial vehicles it when working in fields, meadows or in the forest Contamination, blockages and damage to the cooler fluid cooler, which affects the cooling performance and in extreme cases can lead to the motor overheating.

Aus dem DE-GM 17 62 797 ist ein Staubabscheider-Vorsatz für einen luftgekühlten Einzylindermotor bekannt. Die ange­ saugte Kühlluft erfährt hier durch eine gebogene Rückwand eine Umlenkung, bevor sie das Lüfterrad passiert. Die mit­ gerissenen Staubteilchen sollen an der gebogenen Rückwand entlang durch eine Öffnung nach außen gelangen.From DE-GM 17 62 797 is a dust collector attachment for known an air-cooled single-cylinder engine. The ange sucked cooling air is experienced here through a curved rear wall a redirection before it passes the fan wheel. The one with Cracked dust particles are said to be on the curved back wall get out through an opening.

In der JP-OS 57-16 222 ist ein Abscheider für Strohteilchen gezeigt. Die Strohteilchen werden durch ein Netz am Eintritt in den Fluidkühler gehindert und sammeln sich am Boden des Abscheiders. Nach Bedarf kann eine Klappe geöffnet werden, um die Strohteilchen wieder zu entfernen. Bei diesem System werden die Strohteilchen wie üblich durch ein Netz ausgefil­ tert. Nur Teilchen, die schwer genug sind, fallen nach unten und können entfernt werden.In JP-OS 57-16 222 there is a separator for straw particles shown. The straw particles are through a net at the entrance  hindered in the fluid cooler and collect at the bottom of the Separator. If necessary, a flap can be opened to remove the straw particles. With this system the straw particles are filmed out as usual through a net tert. Only particles that are heavy enough fall behind below and can be removed.

Beiden gezeigten Vorrichtungen haftet der Mangel an, daß durch das Lüfterrad in dem Abscheideraum ein Unterdruck er­ zeugt wird. Das bedeutet, daß durch die Öffnung, durch die die Partikel entfernt werden sollen, ein Luftstrom erzeugt wird, der dem Partikelaustrag entgegengerichtet ist.Both devices shown have the defect that due to the fan wheel in the separating room he underpressure is fathered. That means that through the opening, through the the particles are to be removed, an air flow is generated which is opposite to the particle discharge.

In der DE-AS 12 85 252 wird ein Abscheider beschrieben, durch den die Kühlluft für die luftgekühlten Zylinder einer Brennkraftmaschine gesäubert werden soll. Durch den zusätz­ lichen Fluidkühler wird bei dieser Vorrichtung allerdings ein mit Partikeln angereicherter Luftstrom gedrückt.DE-AS 12 85 252 describes a separator through which the cooling air for the air-cooled cylinders Internal combustion engine to be cleaned. By the additional Lichen fluid cooler is used in this device an air flow enriched with particles.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, den Kühlfluidkühler von Fremdstoffen frei und sauber zu halten und trotzdem eine bei allen Motordrehzahlen ausreichend starke, einwandfreie Kühlung des Kühlfluids zu gewährleisten.The object of the invention is now the cooling fluid cooler of Keep foreign substances free and clean and still one sufficiently strong, flawless at all engine speeds To ensure cooling of the cooling fluid.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschriebenen Merkmale.The task is solved by the in the characterizing part of the main claim described features.

Die Erfindung sieht vor, daß Gas in einen Raum gedrückt wird, bei welchem mindestens ein Seitenwandteil als Kühl­ fluidkühler ausgebildet und so angeordnet ist, daß der ein­ strömende Gasstrom nicht frontal auf den Kühlfluidkühler trifft, und dessen Gasausströmfläche gegenüber der Gasein­ strömfläche so verengt wird, daß eine Gaskompression im Raum erfolgt. The invention provides that gas is pressed into a room is, in which at least one side wall part as cooling fluid cooler and is arranged so that the one flowing gas flow not frontally on the cooling fluid cooler arrives, and its gas outflow surface opposite the gas flow area is narrowed so that gas compression in the Space is done.  

In dem Stauraum befindet sich mindestens ein Querschnitts­ verminderer, der gleichzeitig Leitfunktion für die durch­ strömende Luft übernimmt, bzw. es ist hinter der Gehäuse­ rückwand mindestens ein geometrischer Körper so angeordnet, daß durch an der Stirnseite einströmende Luft ein Staudruck im Gehäuseraum erzeugt wird.There is at least one cross-section in the storage space diminishing who at the same time is the leading function for the flowing air takes over, or it is behind the housing rear wall at least one geometric body arranged so that due to air flowing in at the front side, a dynamic pressure is generated in the housing space.

Durch diesen Querschnittsverminderer erreicht man, daß der in diesen Raum gedrückte Luftstrom nach dem Kontinuitäts­ gesetz zur Raumrückseite hin eine Beschleunigung erfährt. Es gilt: A₁ × v₁ = A₂ × v₂. Das heißt: Gaseinströmfläche multipliziert mit Luftgeschwindigkeit an der Gaseinström­ fläche ist gleich offene Fläche an der Gasausströmseite multipliziert mit Luftgeschwindigkeit ebenda. Mit anderen Worten: Je kleiner die Öffnungen an der Gasausströmseite, desto höher ist an dieser Stelle die Luftgeschwindigkeit.With this cross-section reducer, the air flow pressed into this room is accelerated towards the back of the room according to the law of continuity. The following applies: A ₁ × v ₁ = A ₂ × v ₂ . This means that the gas inflow area multiplied by the air velocity at the gas inflow surface is equal to the open area on the gas outflow side multiplied by the air velocity. In other words, the smaller the openings on the gas outflow side, the higher the air speed at this point.

Da sich bedingt durch die Querschnittsverminderung im Stau­ raum ein Luftstau ausbildet, wird durch diesen ein auf alle Wände des Stauraumes gleichmäßig wirkender Staudruck aus­ geübt.Because of the reduced cross-section in the traffic jam room forms an air congestion, it becomes one for everyone Walls of the storage space evenly acting dynamic pressure practiced.

Verwendet man Kühlfluidkühler als Stauraumseitenwände, welche mit der Stauraumumgebung offen verbunden sind, so kann aufgrund der Druckdifferenzen zwischen Innenraum und Umgebung Luft aus dem Innenraum durch den Kühlfluidkühler nach außen strömen. Man erhält somit neben der ausschließ­ lich axialen Lufteinströmkomponente eine dazu radiale Kühl­ luftaustrittskomponente.If cooling fluid coolers are used as storage space side walls, which are openly connected to the storage space environment, so can due to the pressure differences between the interior and Ambient air from the interior through the cooling fluid cooler flow outwards. You get next to the exclusion Lich axial air inflow component a radial cooling air outlet component.

In der durch das Schutzgitter in den Stauraum strömenden Luft befindliche Teilchen werden durch ihre gegenüber Luftmolekülen wesentlich höhere Trägheit nicht senkrecht zur Einströmrichtung abgelenkt. Sie werden vielmehr in dem zur rückseitigen Ausströmöffnung fließenden Luftstrom mitge­ rissen und treten, ohne den Kühlfluidkühler zu beschädigen oder zu verstopfen und damit den Kühlluftstrom zu behindern, an der Rückseite wieder aus.In the flowing through the protective grille into the storage space Airborne particles are opposed by their Air molecules much higher inertia not perpendicular deflected to the inflow direction. Rather, you will be in that airflow flowing to the rear outflow opening  tore and kick without damaging the coolant cooler or clog and thus obstruct the cooling air flow, at the back again.

Die leichteren Luftmoleküle hingegen werden durch die ent­ stehenden Druckdifferenzen zwischen den Kühlkomponenten hindurch aus dem Stauraum herausgeführt. Dabei kommen sie mit den Kühlkomponenten des Kühlfluidkühlers in Kontakt und kühlen somit das Kühlfluid auf die übliche Weise.The lighter air molecules, however, are replaced by the ent standing pressure differences between the cooling components led out of the storage space. Here they come in contact with the cooling components of the cooling fluid cooler and thus cool the cooling fluid in the usual way.

Die Kühlwirkung läßt sich mit einigen konstruktiven Ände­ rungen noch verbessern.The cooling effect can be changed with some constructive changes still improve.

Der im Stauraum erwünschte, möglichst hohe Staudruck läßt sich, wie bekannt, mit einem an der stirnseitigen Öffnung angeordneten Propeller oder Lüfterrad erhöhen. Die so erzielte axiale Strömungsführung wird durch die Drallbewe­ gung des Propellers verstärkt, was zu einer noch geringeren Ablenkung der Luftschwebeteile in Richtung Kühlfluidkühler sorgt. Die von konventionellen Kühlern her bekannte Sieb­ wirkung der Kühlkomponenten wird somit noch weiter herab­ gesetzt.The desired, as high as possible dynamic pressure in the storage space as is known, with a at the front opening increase the arranged propeller or fan wheel. The so The axial flow is achieved by the swirl movement Propeller strengthened, resulting in an even smaller Deflection of the air floating parts towards the cooling fluid cooler worries. The sieve known from conventional coolers effect of the cooling components is thus reduced even further set.

Einer Erhöhung des Staudrucks dient desweiteren ein mög­ lichst strömungsgünstiges Profil des Querschnittsverminde­ rers. Dieser kann leicht beweglich ausgelegt werden, um somit den erwünschten Staudruck erzielen zu können. Durch geeignete Anordnung kann dem Verwendungszweck ebenfalls noch besser entsprochen werden.An increase in the dynamic pressure also serves a possible best aerodynamic profile of the cross-sectional area rers. This can be designed to move easily to be able to achieve the desired dynamic pressure. By suitable arrangement can also be used be met even better.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigt The invention is explained in more detail below with reference to the drawings explained. It shows  

- Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung mit ringförmigem Kühlfluidkühler;- Figure 1 is a cooling device according to the invention with an annular cooling fluid cooler;.

- Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit ebenen Kühlfluid­ kühlern in zwei Varianten;- Figure 2 shows an embodiment with flat cooling fluid coolers in two variants.

- Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für geringen Kühlbedarf.- Fig. 3 shows another embodiment for low cooling requirements.

Eine nach vorliegender Erfindung konstruierte Anordnung für Kühlfluidkühler kann nach Fig. 1 so aufgebaut sein, daß die Luft von vorne mit einem Propeller (3) durch die stirnsei­ tige Öffnung (5) in den Stauraum (4) gepreßt wird und von einem mit der Spitze in den Stauraum weisenden kegelförmigen Querschnittsverminderer (2) zu der rückwandseitig entstehen­ den axialen Luftauslaßöffnung (7) hin beschleunigt, einen Staudruck aufbaut, durch den eine Druckdifferenz an der als Kühlfluidkühler ausgebildeten Stauraumwand (1) entsteht. Die Luftströmung (15) durch den Flüssigkeitskühler (1) kann durch eine konstruktive Verbreiterung der Kegelbasis (6) erhöht werden, wenn dieser Kegel, axial verschiebbar in x-Richtung, die freie Ringöffnung (7) durch seine Basis verengt.An arrangement constructed according to the present invention for cooling fluid coolers can be constructed according to FIG. 1 so that the air is pressed from the front with a propeller ( 3 ) through the front opening ( 5 ) into the storage space ( 4 ) and from one with the tip in the storage space conical cross-section reducer ( 2 ) to the rear wall, the axial air outlet opening ( 7 ) accelerates, builds up a dynamic pressure, which creates a pressure difference on the storage space wall ( 1 ) designed as a cooling fluid cooler. The air flow ( 15 ) through the liquid cooler ( 1 ) can be increased by constructively widening the cone base ( 6 ) when this cone, axially displaceable in the x direction, narrows the free ring opening ( 7 ) through its base.

Die Schwebeteilchen bewegen sich aufgrund ihrer höheren Maße in Richtung der Pfeile (16) durch die Öffnung (7).Due to their higher dimensions, the suspended particles move in the direction of the arrows ( 16 ) through the opening ( 7 ).

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsmöglichkeit zeigt eine Anordnung für Kühlfluidkühler in Kastenform mit Kühlfluid­ kühlern (1) an drei Seitenwänden. Wie in Fig. 1 wird Luft an der stirnseitigen Öffnung (5) mit einem Propeller (3) in den Stauraum (4) gepreßt. Die erste Ausführungsmöglichkeit dieses Typs bedient sich zur Staudruckerzeugung eines im Stauraum angebrachten Scharniers (8a), welches mit zwei Blechen (17a), die an der nicht mit einem Kühlfluidkühler versehenen Wand (9) dicht anliegen, so verbunden ist, daß mit diesen die Luftausströmöffnung (7a) an den Wänden (1a) und (1c) beliebig variiert werden kann. Bei der zweiten gestrichelt gezeichneten Ausführungsmöglichkeit ist an den unteren Innenkanten der Kühlfluidkühler (1a) und (1c) jeweils ein mit einem Blech verbundenes Scharnier (8b) so angebracht, daß die Bleche (17b) dicht an der Wand (9) und den verlängerten Wänden (10) anliegen und, wie oben, einen variablen Luftausstrom durch die Austrittsöffnung (7b) er­ möglichen. Die zur Kühlung benötigte Luft entweicht in beiden fällen durch die Kühlfluidkühler (1a-c).The embodiment shown in Fig. 2 shows an arrangement for cooling fluid coolers in box form with cooling fluid coolers ( 1 ) on three side walls. As in Fig. 1, air is pressed into the storage space ( 4 ) at the front opening ( 5 ) with a propeller ( 3 ). The first embodiment of this type uses a hinge ( 8 a) attached to the storage space, which hinge ( 8 a) is connected to two sheets ( 17 a) which lie tightly against the wall ( 9 ) not provided with a cooling fluid cooler, so that they are connected to them the air outlet opening ( 7 a) on the walls ( 1 a) and ( 1 c) can be varied as desired. In the second embodiment shown in dashed lines, a hinge ( 8 b) connected to a sheet is attached to the lower inner edges of the cooling fluid coolers ( 1 a) and ( 1 c) in such a way that the sheets ( 17 b) close to the wall ( 9 ) and the elongated walls ( 10 ) abut and, as above, a variable air flow through the outlet opening ( 7 b) he possible. The air required for cooling escapes in both cases through the cooling fluid cooler ( 1 a-c).

Die Schwebeteilchen bewegen sich im ersten Fall in Richtung des Pfeiles (16a), im zweiten Fall in Richtung des Pfeiles (16b).The floating particles move in the first case in the direction of the arrow ( 16 a), in the second case in the direction of the arrow ( 16 b).

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsmöglichkeit zur Anordnung eines Kühlfluidkühlers ist, mit nur einem Kühlfluidkühler (1) versehen, für geringere erforderliche Kühlleistungen ausgelegt.The embodiment shown in FIG. 3 for arranging a cooling fluid cooler is provided with only one cooling fluid cooler ( 1 ) and is designed for lower cooling capacities.

Die Leitfläche (18) ist als Kreissegment ausgebildet und fun­ giert gleichzeitig als Seitenwand des Stauraumes (4). Die Klappe (19) ist beweglich über das Scharnier (8) an der Seitenwand befestigt.The guide surface ( 18 ) is designed as a segment of a circle and functions simultaneously as the side wall of the storage space ( 4 ). The flap ( 19 ) is movably attached to the side wall via the hinge ( 8 ).

In allen Ausführungsbeispielen kann die Luftausströmöffnung (7), (7a), (7b) auch ganz verschlossen werden. Dies kann beispielsweise bei landwirtschaftlichen Maschinen sehr nütz­ lich sein, wenn sie auf staubfreien Straßen mit hoher Ge­ schwindigkeit zum Einsatzort unterwegs sind.In all exemplary embodiments, the air outflow opening ( 7 ), ( 7 a), ( 7 b) can also be completely closed. This can be very useful for agricultural machines, for example, if they are traveling on dust-free roads at high speed to the place of use.

Claims (7)

1. Kühlvorrichtung für eine Kühlflüssigkeit, bei der ein oder mehrere Fluidkühler wenigstens einen Teil der Sei­ tenwände eines Stauraumes bilden, an dessen Stirnseite die Kühlluft unter erhöhtem Druck insbesondere über ein Lüfterrad eintritt und durch die Kanäle der Fluidkühler nach außen gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Lufteintritt gegenüberliegenden Rückseite des Stauraumes mindestens eine Luftausströmöffnung mit geeigneten Leitflächen vorgesehen ist, durch die von der Luft mitgerissene Schwebeteilchen abgeschieden werden.1. Cooling device for a cooling liquid, in which one or more fluid coolers form at least part of the side walls of a storage space, on the end face of which the cooling air enters under increased pressure, in particular via a fan wheel, and is pressed outwards by the channels of the fluid cooler, characterized in that that at least one air outflow opening with suitable baffles is provided on the back of the storage space opposite the air inlet, through which suspended particles entrained in the air are separated. 2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen als Raumquerschnittsverminderer aus­ gebildet sind.2. Cooling device according to claim 1, characterized in that that the baffles as a room cross section reducer are formed. 3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskühler ringförmig und der Raumquer­ schnittsverminderer kegelförmig ausgebildet ist.3. Cooling device according to claim 2, characterized in that that the liquid cooler is ring-shaped and the room cross cut reducer is conical. 4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftausströmöffnung durch den Raumquer­ schnittsverminderer variierbar ist.4. Cooling device according to claim 2 or 3, characterized records that the air outlet opening through the room cross cut reducer is variable. 5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche eines kegelförmigen Raumquerschnitts­ verminderers mindestens den Durchmesser der Luftaus­ strömöffnung des Stauraumes aufweist und daß der Raum­ querschnittsverminderer in Durchströmrichtung verstellbar ist.5. Cooling device according to claim 4, characterized in that the footprint of a conical cross-section reducing at least the diameter of the air Has flow opening of the storage space and that the space cross-section reducer adjustable in flow direction is. 6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumquerschnittsverminderer gleichzeitig als wenigstens ein Teil der Stauraumwand fungiert. 6. Cooling device according to claim 2, characterized in that the room cross section reducer simultaneously as at least part of the storage space wall acts.   7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftausströmöffnung verschließbar ist.7. Cooling device according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the air outlet opening can be closed is.