DE2345175A1

DE2345175A1 - Kuehlsystem

Info

Publication number: DE2345175A1
Application number: DE19732345175
Authority: DE
Inventors: George Albert Apoloni Asselman; Jan Mulder
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-09-27
Filing date: 1973-09-07
Publication date: 1974-03-28
Also published as: IT995474B; GB1447282A; JPS4971543A; CA985272A; ES419052A1; SE401016B; FR2200887A5; BR7307445D0; NL7213021A

Description

PHR. 6547 JW/JS/MELi/WE,

Dr. I!<rh?rt Scheli
Va cu'.aawalt

Anmelder: H.V.Philips' G!oeUompcir.^f.;i:r
Akt. Ne.; PHN- 6547
Anmeldung νοιηι 6· Sept. 1973

Kühlsystea

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem z.B. zur Verwendung bei einem Verbrennungsmotor} das einen Kühler enthält mit einer Anzahl Kühlmittelrohre, die sich einerseits an eine Zufuhr und andererseits an eine Abfuhr für Kühlmittel anachliessen, an welchen Rohren eine Anzahl sich quer dazu erstreckender und in wärmeleitendem Kontakt damit stehender Metallteile, wie Streifen oder Gaze befestigt sind und wobei die genannten Rohre im wesentlichen in einer Ebene liegen.

Kühlsysteme mit einem Kühler der obenstehend beschriebenen Art sind bekannt und weisen den Nachteil auf, dass diese ziemlich umfangreich sind, was ihren Einbau beispielsweise in Kraftfahrzeugen erschwert, während durch ihr grosses Gewicht die Materialkosten beträchtlich sind·

Die Erfindung bezweckt nun, ein verbessertes Kühlsystem zu schaffen mit einer grossen Kühlleistung pro Fratoberflächeneinheit.

AO9813/0859

-2- PHN. 6547

Dazu weist das erfindungsgemässe Kühlsystem das Kennzeichen auf, dass die Luftkanäle zwischen den genannten Metallteilen¹einen hydraulischen Durchmesser haben, der kleiner ist als 2 ma und der Kühler eine Dicke hat von weniger als 25 mm und — ^ 25 ist, wobei 1

h die Dicke des Kühlers und d, der hydraulische Durchmesser der genannten Luftkanäle darstellt und an nur einer Seite vor dem Kühler ein Schmutzfänger angeordnet ist, der aus einer dünnen zickzackfornig gefalteten Schicht mit Durchlasskanälen für die Luft mit einem hydraulischen Durchmesser von weniger als 2 mm besteht·

Wenn nun nach der Erfindung für den Kühler eine derart feine Struktur gewählt wird, dass der hydraulische Durchmesser der Luftkanäle kleiner ist als 2 mm und ihre Länge weniger als 25 m, wird ein grosser Anstieg der Wärmeübertragungsleistung erhalten. Das bedeutet, dass die Frontoberfläche und das Gesamtgewicht viel geringer sein können als bei einem herkömmlichen Kühler·

Die genannte feine Struktur hat jedoch zur Folge, dass in der Luft befindliche Verunreinigungen nicht mehr durch den Kühler hindurchgehen können und an der Frontoberfläche zurückbleiben und auf diese Weise den Kühler oder einen !Teil desselben verstopfen«

Um dies zu vermeiden ist nach der Erfindung vor dem Kühler ein Schmutzfänger angeordnet, Dieser besteht aus einer dünnen Materialschicht einer derart feinen Struktur, dass der hydraulische Durchmesser der Kanäle 2 mm nicht überschreitet· Die dünne Schicht ist zickzackformig gefaltet, so dass eine Anzahl paralleler V-Formen entstehen. Die Verunreinigungen, die sich in der Luft befinden, gleiten nun an den Flanken der Vs ab und gelangen hinten in die V-Foraen, wo sie später leicht entfernt werden können. Die auf diese Weise von Verunreinigungen befreite Luft geht durch die dünne Schicht ohne viel Keibungsverlust und strömt danach durch den Kühler, der nun sauber bleibt.

409813/0859

-3- PHN. 6547

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Systems enthält der Schmutzfänger eine Anzahl Kühlnittelrohre, die sich einerseits an eine Zufuhr und andererseits an eine Abfuhr von Kühlmittel einer Belüftungsanlage anschliessen und weiter wärmeleitend mit der genannten dünnen Schicht verbunden sind· Bei dieser Ausbildung ist der Schmutzfänger zugleich als Kondensator des Belüftungssystems wirksam, das sich beispielsweise in einem Kraftfahrzeug befindet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 eine schematische und nicht massgerechte Darstellung einer Vorderansicht eines Kühlsystems bzw. einen Schnitt durch dieses Kühlsystem,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Draufsicht desselben Kühlsystems wie in den obenstehenden Figuren, mit diesem Unterschied, dass der Schmutzfänger nun als Kondensator eines Belüftungssystems ausgebildet ist.

In Fig. 1 und 2 ist ein Kühler mit dem Bezugszeichen 1

angegeben. Dieser Kühler enthält eine Anzahl paralleler Kühlmittelrohre 2 die mit einer Vielzahl dünner Metallstreifen 3 wärmeleitend verbunden sind. Die Kühlmittelrohre 2 schliessen sich einerseits an eine Kühlmittelzufuhr 4 und andererseits an exne Kühlmittelabfuhr 5 an.

Die Metallstreifen 3 sind so nahe beieinander angeordnet, dass der hydraulische Durchmesser der zwischenliegenden Spalte für die Luft weniger als 0,85 um beträgt. Die Breite der Streifen 3 beträgt 4 ■*&· Durch diese äusserst geringe Abmessung ragen die Rohre 2 durch die daran zu stellenden Abmessungsanforderungen aus den Streifen 3 heraue. Um nun dafür zu sorgen, dass die engen Spalte nicht schnell verschmutzt werden mit in der Luft befindlichen Verunreinigungen ist vor dem Kühler ein Schmutzfänger 6 angeordnet· Dieser Schmutzfänger besteht aus einer sehr dünnen Gazenschicht 7f die zickzackförmig gefaltet ist und zwar

409813/0859

derart, dass eine Anzahl paralleler V-Formen entstehen. Die Maschen der Gazenschicht 7 sind so klein gewählt worden, dass ihr hydraulischer Durchmesser kleiner ist als 2 um. Durch diese feine Struktur werden Verunreinigungen in der Luft nicht durch die Gazenschicht ^ gehen können und an den Flanken der V-Formen entlang geleiten, wobei eich der Schmutz dann an der Stelle 8 ansammelt.Von Zeit zu Zeit muss der Schmutz an dieser Stelle entfernt werden, beispielsweise durch Sauberspritzen mit einem Wasserstrahl. Auf diese Weise können Verunreinigungen den Kühler 1 also nicht erreichen«

Dass Verfeinerung des Kühlers 1 grosse Folgen hat für die Wärmeübertragungsleistung und auch für sein Gewicht dürfte aus dem nachfolgenden Beispiel hervorgehen. Durch Änderung des hydraulischen Durchmessers von 4 auf 2,55 E^ mi* einer weiter konstantbleibenden Dicke des Kühlers steigt die Wärmeübertragungsleistung um einen Faktor 1,3· Wenn die Menge zu übertragender Wärme gleich bleibt, nimmt die erforderliche Frontoberfläche also um einen Faktor 1,3 ab. Das Gewicht des Kühlers hat in diesem Fall jedoch um einen Faktor 1,5 zugenommen.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Wärmeüber-

tragungsleistung eines Kühlers konstant gehalten werden kann, wenn -r-

^dh* nur konstant bleibt wobei 1 die Dicke des Kühlers und d. der hydraulische

Durchmesser der Kanäle zwischen den Metallstreifen darstellt.

Wenn also d, um einen Faktor χ verringert wird, kann 1 um einen Faktor x" abnehmen, in der Praxis kann χ » 3 gewählt werden» Der hydraulische Durchmesser wird dann 0,85 ma und- die Dicke des Kühlers, die normalerweise etwa 40 n™ beträgt wird dann etwa 4 ¹¹¹³I* Auf diese Weise ist ein Kühler erhalten worden, der einen Anstieg der Wärmeübertragungsleistung um einen Faktor 1,3 mit einer Gewiähtseinsparung um einen Faktor 3»6 verbindet. Insbesondere die Gewichtseinsparung ist besonders interessant, wenn man auf den Materialverbrauch und den damit zusammenhängenden Gestehungspreis des Kühlers achtet. Durch die höhere

40981 370859

-5- PHH. 6547

Wärmeübertragungsleistung und die damit zusammenhängenden kleineren Abmessungen wird der Einbau in Kraftfahrzeugen leichter erfolgen können.

Aus dem Obenstehenden dürfte es einleuchten, dass die

Strukturverfeinerung des Kühlers grosse Vorteile bietet. Verschmutzung wird durch den vorgeschalteten zickzackförmigen Schmutzfänger vermieden.

Gegebenenfalls kann dieser Schmutzfänger selbst auch als Wärmeaustauscher ausgebildet sein. Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, sind dazu mit der Gazenschicht 7 Kühlmittelrohre 9 verlötet.

Diese Kühlmittelrohre können einen Teil der Belüftungsanlage, wie diese bei manchen Kraftfahrzeugtypen verwendet wird, bilden. Der Schmutzfänger ist dabei also zugleich als Kondensator im Belüftungssystem wirksam.

409813/0859

Claims

-6- PHN. 6547

Pat ent ansprüchet

M.y Kühlsystem z.B, zum Gebrauch bei einem Verbrennungsmotor, das einen Kühler enthält mit einer Anzahl Kühlmittelrohre, die einerseits an eine Zufuhr und andererseits an eine Abfuhr für Kühlmittel anschliessbar sind, an welchen Rohren eine Anzahl sich quer zu denselben erstreckender und mit denselben in wärmeleitendem Kontakt stehender Metallteile wie Streifen oder Gaze befestigt sind und wobei die betreffenden Rohre im wesentlichen in einer Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkanäle zwischen den genannten Metallteilen einen hydraulischen Durchmesser haben, der kleiner als 2 mm ist und der Kühler eine Dicke hat von weniger als 25 mm und "T~{ 25 ist, wobei 1

h die Dicke des Kühlers und d, der hydraulische Durchmesser der genannten Luftkanäle darstellt, wobei an einer Seite vor dem Kühler ein Schmutzfänger angeordnet ist, der aus einer dünnen zickzackförmig gefalteten Schioht mit Durchlasskanalen für die Luft mit einem hydraulischen Durchmesser von weniger als 2 mm besteht.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der

Schmutzfänger eine Anzahl Kühlmittelrohre enthält die einerseits an eine Zufuhr und andererseits an eine Abfuhr für Kühlmittel einer Belüftungsanlage anschliessbar sind und weiter mit der genannten dünnen Schicht wärmeleitend verbunden sind»

409813/0859