DE10253813A1

DE10253813A1 - Luftgekühlte Kühler mit nacheinander von Kühlluft durchströmten Kühlebenen

Info

Publication number: DE10253813A1
Application number: DE2002153813
Authority: DE
Inventors: Ralph Böttger; Mathias Grieger
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: EP1420221A2; EP1420221A3; DE10253813B4

Abstract

Die Erfindung betrifft luftgekühlte Kühler mit mindestens zwei nacheinander von Kühlluft durchströmten Kühlebenen für zu kühlende Flüssigkeiten, wobei deren Kühlerelemente Anschlüsse zur Verbindung untereinander aufweisen. DOLLAR A Es wird die Aufgabe gelöst, luftgekühlte Kühler vorgenannter Art mit geringer Anströmfläche, gutem Wirkungsgrad und hoher Temperaturdifferenz zwischen Zu- und Abfluss zu realisieren, die vorteilhaft für zu kühlende Fahrzeugaggregate einsetzbar sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird dies durch folgende Gestaltung erreicht: DOLLAR A - Mindestens zwei nacheinander vom zu kühlenden Medium (M) durchflossene Kühlereinheiten (2; 3) sind ohne wesentlichen direkten Wärmeübergang hintereinander liegend angeordnet, DOLLAR A - die an der Anströmseite zuerst von der Kühlluft (KL) beaufschlagte vordere Kühlereinheit (2) weist den Abfluss (A2) für das zu kühlende Medium (M) und die von der Kühlluft (KL) letztlich beaufschlagte hintere Kühlereinheit (3) den Zufluss (Z3) für das zu kühlende Medium (M) auf.

Description

Die Erfindung betrifft luftgekühlte Kühler mit nacheinander von Kühlluft durchströmten Kühlebenen gemäß dem Oberbegriff des Haupanspruches.
Vorbekannt sind durch die Schrift DE 34 33 370 A1 luftgekühlte Kühler für Verbrennungsmotoren mit U-förmigem Durchfluss der zu kühlenden Flüssigkeit mit mindestens zwei nacheinander von Kühlluft durchströmten Kühlebenen. Hintereinander und parallel angeordnete, einseitig über einen Verbindungsraum verbundene Gruppen von Kühlrohren bilden eine Kühlereinheit, bei der an der direkt von der Kühlluft beaufschlagten Kühlerseite der Abfluss und dahinter der Zufluss für das zu kühlende Medium angeordnet ist.
Eine erste die erste Kühlebene bildende Gruppe von Kühlrohren, die an der Anströmseite zuerst von Kühlluft beaufschlagt wird, weist den Abfluss für das zu kühlende Medium auf. Die nachfolgend von der Kühlluft beaufschlagte, die zweite Kühlebene bildende zweite Gruppe von Kühlrohren ist mit dem Zufluss für das zu kühlende Medium ausgestattet.
Diese Schrift beschreibt Kühler mit zwei nacheinander von Kühlluft beaufschlagten und dem zu kühlenden Medium durchströmten Kühlebenen aus eng hintereinander angeordneten ersten und zweiten Gruppen von Kühlrohren. Sie offenbart aber keine Mittel oder Anregungen für das Erzielen hoher Temperaturdifferenz zwischen den Kühlrohrgruppen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde für gattungsgemäße luftgekühlte Kühler für zu kühlende Flüssigkeiten mit geringer Anströmfläche, gutem Wirkungsgrad und hoher Temperaturdifferenz zwischen Zu- und Abfluss zu realisieren und vorteilhaft für zu kühlende Fahrzeugaggregaten einsetzbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Haupanspruches genannten Merkmale gelöst. Es sind mindestens zwei nacheinander von Kühlluft durchströmte Kühlebenen vorhanden, die durch zwei, ohne wesentlichen direkten Wärmeübergang hintereinanderliegend angeordnete Kühlereinheiten gebildet werden. Erfindungsgemäße Kühler sind wirtschaftlich vorteilhaft und in einfacher Weise durch Hintereinanderanordnung und – schaltung realisierbar.
Einerseits bilden die Kühlereinheiten durch Reihenschaltung im Durchfluss eine Kühlkolonne und weisen weiterhin durch das Fehlen eines wesentlichen direkten Wärmeübergang untereinander eine hohe Temperaturdifferenz zwischen Zu- und Abfluss auf. Andererseits wird dadurch, dass die zuerst von der Kühlluft beaufschlagte vordere Kühlereinheit den Abfluss für das zu kühlende Medium und die von der Kühlluft danach beaufschlagte hintere Kühlereinheit den Zufluss für das zu kühlende Medium aufweist, während des gesamten Durchlauf des Mediums eine hohe Temperaturdifferenz zwischen dem zu kühlenden Medium und dem jeweiligen Durchlaufbereich in den Kühlereinheiten erzielt.
Die Merkmale der Unteransprüche werden in der Beschreibung in Verbindung mit ihren vorteilhaften Wirkungen erläutert.
Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend erläutert.
Es zeigt: 1 einen erfindungsgemäßen Kühler,
2 eine abströmseitige Ansicht eines Kühlers mit U-förmig durchflossenen Leitungen,
3 einen erfindungsgemäßen Kühler in teilweise geschnittener perspektivischer Ansicht in einer hinsichtlich des Durchflusses der Kühlluft optimierten Ausführung.
In 1 ist ein luftgekühlter Kühler 1, vorzugsweise für zu kühlende Flüssigkeiten, mit mindestens zwei nacheinander von Kühlluft durchströmten Kühlebenen mit Kühlereinheiten 2; 3 für zu kühlende Flüssigkeiten schematisiert dargestellt.
Erfindungsgemäß sind mindestens zwei nacheinander durchflossene Kühlereinheiten 2; 3 ohne wesentlichen direkten Wärmeübergang hintereinanderliegend angeordnet, dabei ist an der, von der Kühlluft zuerst beaufschlagten, vorderen Kühlereinheit 2 der Abfluss A2 für das zu kühlende Medium M angeordnet. Die von der Kühlluft nachfolgend beaufschlagte, hintere Kühlereinheit 3 weist den Zufluss Z3 für das zu kühlende Medium M auf. Es können auch mehrere hintere Kühlereinheiten 3 angewandt werden, dabei ist die letzte, aus der die erwärmte Kühlluft wieder ins Freie tritt, mit dem Zufluss Z3 versehen. Mit derartigen Anordnungen sind kompakte Kühler 1 mit kleiner Frontfläche und hoher Kühlleistung realisierbar, weil in den Kühlereinheiten 2; 3 grundsätzlich hohe Differenztemperaturen zwischen der Kühlluft KL und dem zu kühlenden Medium M wirksam sind.
Die Kühlereinheiten 2; 3 sind in einem den Kühler 1 bildenden Gehäuse 4 angeordnet, welches zwischen den Kühlereinheiten 2; 3 nur einen geringen Wärmeübergang zulässt und die Kühlluft KL zwischen den Kühleinheiten 2; 3 führt bzw. einschließt. Durch diese Ausführung weisen die Kühlereinheiten 2; 3 stark unterschiedliches Temperaturniveau auf.
Die Flussrichtung des zu kühlenden Mediums M in den hintereinanderliegend angeordneten und nacheinander durchflossenen Kühlereinheiten 2; 3 kann vorteilhaft gleichartig sein, nicht dargestellt. Die gegenüber liegenden Flächenbereiche der nacheinander von Kühlluft KL durchströmten angeordneten Kühlereinheiten 2; 3 weisen bei solcher Ausführung jeweils eine große Temperaturdifferenz auf.
In 3, siehe hierzu Einzelheiten E2 und E3, weist die hintere Kühlereinheit 3 einen größeren Durchflussquerschnitt für die bereits erwärmte Kühlluft auf als die vordere, direkt von Kühlluft beaufschlagte Kühlereinheit 2. Damit wird ein optimales Durchströmen beider Kühlereinheiten 2; 3 erzielt.
Auf Grund günstiger Abmessungen kann der luftgekühlter Kühler 1 mit seinem Zu-Z3 und Abfluss A2 des zu kühlenden Mediums M direkt an einem Aggregat angeschlossen sein. Damit ist es möglich, dass der Kühler 1 an einem Aggregat im Front- oder Heckbereich eines Fahrzeuges im oder nahe des Bereiches eines Radkastenausschnittes angeordnet und damit günstig mit Kühlluft beaufschlagt ist. Vorteilhaft sind die Kühlerelemente aus rohrförmigen oder flächigen, mit Luft beaufschlagten Kühlflächen versehenen Leitungen gebildet. Vorzugsweise ist das vordere Kühlerelement 2 in einer Richtung vom zu kühlenden Medium M durchflossenen. Auf diese Weise wird die höchste Temperatursenkung für das kühlende Medium M im vorderen Kühlerelement 2 erzielt.
Für günstige Strömungsführung des zu kühlenden Mediums M und das Erzielen großer Kühlflächen sowie Luftdurchtritte kann das vordere Kühlerelement und / oder das hintere Kühlerelement (3) einfach oder mehrfach U-förmig durchflossenen sein. Die mit Kühlflächen versehenem Leitungen sind dabei, an- oder abströmseitig gesehen, übereinander angeordnet. Siehe 2, sie zeigt die Ansicht des Kühlerelementes 3 entgegen der Strömung der Kühlluft KL in 1.

1: Kühler
2: vordere Kühlereinheit
3: hintere Kühlereinheit
4: Gehäuse
KL: Kühlluft
A2: Abfluss des gekühlten Mediums
Z3: Zufluss des heißen Mediums
M: zu kühlendes Medium
E2: Durchflussquerschnitt der vorderen Kühlereinheit 2; E2 kleiner E3
E3: Durchflussquerschnitt der hinteren Kühlereinheit 3; E3 größer E2

Claims

Luftgekühlter Kühler mit nacheinander von Kühlluft durchströmten Kühlebenen für zu kühlende Flüssigkeiten, wobei deren Kühlerelemente Anschlüsse zur Verbindung untereinander aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – mindestens zwei nacheinander vom zu kühlenden Medium (M) durchflossene Kühlereinheiten (2; 3) sind ohne wesentlichen direkten Wärmeübergang hintereinanderliegend angeordnet, – die an der Anströmseite zuerst von der Kühlluft (KL) beaufschlagte vordere Kühlereinheit (2) weist den Abfluss (A2) für das zu kühlende Medium (M) und die von der Kühlluft (KL) letztlich beaufschlagte hintere Kühlereinheit (3) den Zufluss (Z3) für das zu kühlende Medium (M) auf.
Luftgekühlter Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinanderliegend angeordneten Kühlereinheiten (2; 3) in einem Gehäuse (4) einen Kühler (1) bildend angeordnet sind, wo bei das Gehäuse (4) zwischen den Kühlereinheiten (2; 3) einen geringen Wärmeübergang aufweist und die Kühlluft (KL) zwischen den Kühleinheiten (2; 3) führt bzw. einschließt.
Luftgekühlter Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussrichtung des zu kühlenden Mediums (M) in den hintereinanderliegend angeordneten und nacheinander durchflossenen Kühlereinheiten (2; 3) gleichartig ist.
Luftgekühlter Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Kühlereinheit (3) einen größeren Durchflussquerschnitt für die Kühlluft (KL) aufweist, als die vordere Kühlereinheit (2).
Luftgekühlter Kühler nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (1) direkt an einem Aggregat mit seinem Zu- (Z3) und Abfluss (A3) des zu kühlenden Mediums (M) angeschlossen ist.
Luftgekühlter Kühler nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlerelemente (2; 3) aus rohrförmigen oder flächigen, mit Kühlluft (KL) beaufschlagten Kühlflächen versehenen Leitungen gebildet sind.
Luftgekühlter Kühler nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen des vorderen Kühlerelementes (2) in einer Richtung durchflossenen sind.
Luftgekühlter Kühler nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Kühlerelement (2) und / oder hintere Kühlerelement (3) einfach oder mehrfach U-förmig durchflossene, mit Kühlflächen versehene Leitungen aufweist, die an- oder abströmseitig gesehen übereinander angeordnet sind.
Luftgekühlter Kühler nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (1) an einem Aggregat im Front- oder Heckbereich eines Fahrzeuges im oder nahe des Bereiches eines Radkastenausschnittes angeordnet ist.