DE4100436A1 - Radialringkuehler - Google Patents
RadialringkuehlerInfo
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Radialringkühler, ins
besondere für Verbrennungsmotoren mit vorzugsweise
elektrischem Radialgebläse, Lamellen und Wärmeleit
blechen.
Kühler der gattungsgemäßen Art finden insbesondere
bei Verbrennungsmotoren, wie sie vorzugsweise in
Kraftfahrzeugen und Maschinen der verschiedensten
Art eingesetzt werden, Verwendung. Sie haben dort
die Aufgabe, die bei der Verbrennung des Kraftstof
fes im Motor entstehende Wärme, soweit diese uner
wünscht ist, abzuleiten und an die Umgebungsluft
abzugeben. Dabei ist besonders zu beachten, daß die
Erhöhung der spezifischen Leistungsstärke von Moto
ren den Raumbedarf, insbesondere der Kühleinrich
tungen entsprechend erhöht. Deren Vergrößerung
steht häufig im Widerspruch zu den aus den Gesetz
mäßigkeiten der Aerodynamik sich ergebenden Forde
rungen nach möglichst flacher und kompakter Motor
bauweise. Im Stand der Technik ist insbesondere aus
Kraftfahrzeugen die Verwendung rechteckiger Flach
kühler bekannt. Neben dem relativ großen Platzbe
darf haben diese Flachkühler auch den Nachteil ei
nes vergleichsweise geringen Wirkungsgrades, da
ihre Fläche durch den durch einen Radiator beauf
schlagten Luftstrom nicht vollständig abgedeckt
werden kann.
Ausgehend hiervon hat es sich die Erfindung zur
Aufgabe gemacht, eine Kühleinrichtung, insbesondere
für Verbrennungsmotoren zu schaffen, die bei gerin
gem Raumbedarf einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Radialringkühler aus Lamellen besteht, die
einen Ring bilden, in dessen Zentrum ein Radialge
bläse so angeordnet ist, das die Drehachse des Ge
bläses annähernd senkrecht zur Ringebene steht.
Der damit realisierte Vorteil besteht in erster Li
nie darin, daß der gesamte Kühler durch den durch
das Radialgebläse erzeugten Luftstrom beaufschlag
bar ist. Dadurch ist ein kompakter Aufbau ermög
licht, der Wirkungsgrad ist verbessert. Hieraus
wiederum folgt, daß sich die Menge des insgesamt
benötigten Kühlmediums reduziert und somit das Ge
wicht und der Raumbedarf des gesamten Kühlsystems
verringert werden.
In einer Abwandlung der Erfindung ist bevorzugt,
daß die Lamellen in Richtung auf das Zentrum des
Ringes verlaufen. Durch diese Anordnung kann der
von dem Radialgebläse erzeugte Luftstrom die Ober
fläche der Lamellen ungehindert umströmen.
In einer sinnvollen Weiterbildung der Erfindung
wird zudem vorgeschlagen, daß die aus Lamellen ge
bildeten Ringe in mehreren Ebenen axial übereinan
der angeordnet sind und/oder daß jeder Ring mit ei
nem besonderen zu kühlenden Medium, insbesondere
Öl, Wasser oder Ladeluft ebenenweise beaufschlagt
wird.
Durch eine Anordnung mehrerer aus Lamellen gebilde
ter Ringe übereinander kann eine wesentliche Erhö
hung der Kühlleistung bei annähernd gleichbleiben
dem Raumbedarf erreicht werden. Gleichzeitig wird
es dadurch möglich, mehrere Medien, wie etwa Öl,
Wasser oder Ladeluft in derselben Kühleinrichtung
zu kühlen.
Es ist zudem daran gedacht, daß das zu kühlende Me
dium in ein und derselben Ebene von außen nach in
nen zu geleitet wird (Gegenstromprinzip).
Das Gegenstromprinzip ist sowohl aus der Technik
als auch aus der Biologie weithin bekannt. Wenn
Wärme ausgetauscht werden soll, gewährleistet das
Gegenstromprinzip einen vollkommeneren Wärmeaus
tausch als eine Anordnung, in der die Medien, die
ihre Wärme austauschen sollen, in gleicher Richtung
fließen.
Eine vorteilhafte Abwandlung der Erfindung besteht
auch darin, vor dem Lufteintritt des Radialgebläses
einen Filter anzuordnen.
Er verhindert zum einen eine Ablagerung von
Schmutzpartikeln auf den Lamellen des Ringkühlers,
die die Kühlleistung durch ihre Isolationswirkung
verringern könnten. Zum anderen kann die Kühlluft,
die sich beim Durchgang durch den Kühler erwärmt,
etwa als Verbrennungsluft dem Motor zugeleitet wer
den. Eine solche Zuleitung erwärmter Luft verbes
sert die Kaltlaufeigenschaften von Verbrennungsmo
toren. Bei einer Anordnung eines Filters vor dem
Lufteintritt erübrigt sich dann eine zusätzliche
Filterung der Verbrennungsluft.
Überdies wird vorgeschlagen, daß zwischen den La
mellen Wärmeleitbleche angebracht sind, die so ge
faltet sind, daß ihr Querschnitt einer Sprungfunk
tion entspricht und/oder die großflächig an den je
weils benachbarten Lamellen anliegen und/oder deren
Faltachse in Richtung der Radien des Ringes ver
läuft und/oder die mehrfach unterbrochen und deren
Einzelabschnitte in Bezug auf die Faltachse gegen
einander versetzt sind.
Durch diese Weiterbildung wird die Oberfläche der
Lamellen im thermodynamischen Sinne faktisch er
höht. Es steht eine größere Fläche für den Wärme
übergang auf die durchströmende Kühlluft zur Verfü
gung, was die Kühlwirkung steigert. Zudem wirkt die
vorgeschlagene Anordnung der Wärmeleitfläche unkon
trollierten Turbulenzen entgegen und verringert da
mit die im Kühler auftretenden Strömungswider
stände.
Es ist außerdem daran gedacht, daß das zu kühlende
Medium unter einem höheren Druck als dem Atmosphä
rendruck steht.
Zum einen wird dadurch der Wirkungsgrad des Kühlers
gesteigert, da eine höhere Temperaturdifferenz zwi
schen Kühlluft und Kühlmedium den Wärmeaustausch
erhöht. Zum anderen werden dadurch Erscheinungen
wie die dynamische Korrosion auf Höhe der Zylinder
laufbuchsen und die Kavitation der Wasserpumpe ver
mieden die durch Dampfblasenbildung im Kühlmedium
entstehen können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
wird zudem vorgeschlagen, daß der Kühler vollstän
dig verkapselt ist.
Dadurch kann insbesondere im Interesse des Schutzes
der Umwelt vor akustischen Emissionen die Ge
räuschentwicklung der Kühleinrichtung reduziert
werden.
Schließlich ist bevorzugt, daß der Ringkühler mit
einer Regelungseinrichtung zur stufenlosen Verstel
lung der Gebläseleistung in Abhängigkeit von der
erforderlichen Kühlleistung versehen ist.
Hierbei ist insbesondere zu beachten, daß die
ideale Temperatur des Kühlwassers auf einen guten
Wirkungsgrad des Motors nach den aktuellen Erkennt
nissen des Motorenbaues bei etwa 85° Celsius liegt.
Bei dieser Temperatur werden frühzeitige Abnutzun
gen des Motors einerseits und Umweltverschmutzung
andererseits aufgrund schlechter Verbrennung durch
zu heißen oder zu kalten Motor vermieden.
Während der herkömmliche Flachkühler diese Anforde
rungen nur unvollkommen erfüllen kann, ist die be
ste Lösung hierfür in der Verwendung des erfin
dungsgemäßen Ringkühlers zusammen mit einer Rege
lungseinrichtung, die die Drehzahl des Radialgeblä
ses in Abhängigkeit von der benötigten Kühlleistung
und damit von der Wassertemperatur sowie der Umge
bungstemperatur regelt, zu sehen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er
findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei
bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung er
läutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Radialringkühler
in Seitenansicht,
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Radialringkühler
in der Draufsicht,
Fig. 3 eine Detaildarstellung der erfindungsge
mäßen Wärmeleitbleche auf den Lamellen.
In Fig. 1 ist ein Radialkühler dargestellt, bei
dem aus Lamellen (2) gebildete Ringe (4) in mehre
ren Ebenen axial übereinander angeordnet sind. Da
bei sind insbesondere die zwischen den Lamellen an
geordneten Wärmeleitbleche (3) zu beachten. Im
Zentrum der aus den Lamellen (2) gebildeten Ringe
(4) ist das - im Ausführungsbeispiel elektrische -
Radialgebläse (1) so angeordnet, daß seine
Drehachse annähernd senkrecht zu der durch die
Ringe (4) definierten Ebene steht. In der Drehachse
des Gebläses (1) ist hier der Lufteintritt (5) an
geordnet. Die Luft, die durch diesen Lufteintritt
(5) angesaugt wird, tritt zwischen den Lamellen (2)
in radialer Richtung aus. Dabei wird sie von den
Wärmeleitblechen (3) geführt.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den erfindungsge
mäßen Radialringkühler, bei dem die Anordnung des
Kühlgebläses 1 im Zentrum des durch die Lamellen
(2) gebildeten Ringes (4) nochmals deutlicher wird.
Schematisch sind hier auch die Wärmeleitbleche (3)
angedeutet, deren radialer Verlauf hier gut zu er
kennen ist.
Fig. 3 zeigt in einer Detailansicht die Anordnung
dieser Wärmeleitbleche (3) auf den Lamellen (2).
Die Wärmeleitbleche so gefaltet sind, daß ihr Quer
schnitt einer Sprungfunktion, insbesondere einer
sogenannten "Rechteckfunktion" entspricht. Es wird
in der Zeichnung auch deutlich, daß die Wärmeleit
bleche (3) großflächig an den jeweils benachbarten
Lamellen (2) anliegen. Zudem ist hier dargestellt,
daß diese Wärmeleitbleche (3) mehrfach unterbrochen
und ihre Einzelabschnitte (6, 7) in Bezug auf die
Faltachse gegeneinander versetzt sind.
Claims (9)
1. Radialringkühler, insbesondere für Verbrennungs
motoren mit vorzugsweise elektrischem Radialgebläse
und Lamellen, dadurch gekennzeichnet, daß die La
mellen (2) einen Ring (4) bilden, in dessen Zentrum
ein Radialgebläse (1) so angeordnet ist, daß die
Drehachse des Gebläses (1) annähernd senkrecht zur
Ringebene steht.
2. Radialringkühler nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lamellen (2) in Richtung auf
das Zentrum des Ringes (4) verlaufen.
3. Radialringkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die aus Lamellen (2) gebildeten
Ringe (4) in mehreren Ebenen axial übereinander an
geordnet sind und/oder jeder Ring (4) mit einem be
sonderen zu kühlenden Medium, insbesondere Öl, Was
ser oder Ladeluft ebenenweise beaufschlagt wird.
4. Radialringkühler nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das zu kühlende Me
dium in ein und derselben Ebene von außen nach in
nen zu geleitet wird (Gegenstromprinzip).
5. Radialringkühler nach einem der Ansprüche 1 bis
4, gekennzeichnet durch einen vor dem Lufteintritt
(5) des Radialgebläses (1) angeordneten Filter.
6. Radialringkühler nach einem der Ansprüche 1 bis
5, gekennzeichnet durch zwischen den Lamellen (2)
angebrachte Wärmeleitleche (3), die so gefaltet
sind, daß ihr Querschnitt einer Sprungfunktion ent
spricht und/oder die großflächig an den jeweils be
nachbarten Lamellen (2) anliegen und/oder deren
Faltachse in Richtung der Radien des Ringes (4)
verläuft und/oder die mehrfach unterbrochen und de
ren Einzelabschnitte (6, 7) in Bezug auf die
Faltachse gegeneinander versetzt sind.
7. Radialringkühler nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das zu kühlende Me
dium unter einem höheren Druck als dem Atmosphären
druck steht.
8. Radialringkühler nach einem der Ansprüche 1 bis
7, gekennzeichnet durch eine vollständige Kapselung
des Kühlers.
9. Radialringkühler nach einem der Ansprüche 1 bis
7, gekennzeichnet durch eine Regelungseinrichtung
zur stufenlosen Verstellung der Gebläseleistung in
Abhängigkeit von der erforderlichen Kühlleistung.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914100436 DE4100436A1 (de) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Radialringkuehler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914100436 DE4100436A1 (de) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Radialringkuehler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4100436A1 true DE4100436A1 (de) | 1992-07-23 |
Family
ID=6422733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914100436 Withdrawn DE4100436A1 (de) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Radialringkuehler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4100436A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9039990B2 (en) | 2009-05-07 | 2015-05-26 | Getinge Sterilization Ab | Ventilator autoclave |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1576705A1 (de) * | 1967-03-17 | 1970-05-06 | Daimler Benz Ag | Kuehlvorrichtung fuer fluessigkeitsgekuehlte Brennkraftmaschinen zum Antrieb,insbesondere von Kampffahrzeugen |
DE1576708A1 (de) * | 1967-05-09 | 1970-05-06 | Daimler Benz Ag | Kuehleinrichtung fuer fluessigkeitsgekuehlte Motoren |
EP0036213B1 (de) * | 1980-03-19 | 1984-04-11 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Ringförmiger Wärmetauscher |
DE3606253A1 (de) * | 1985-05-01 | 1986-11-06 | Showa Aluminum K.K., Sakai, Osaka | Waermeaustauscher |
DE3833911A1 (de) * | 1988-10-05 | 1990-04-12 | Janos Prof Dipl Ing Varadi | Fluessigkeitskuehler, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
-
1991
- 1991-01-09 DE DE19914100436 patent/DE4100436A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
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