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Rippenrohrkühler für große Kühlluftgeschwindigkeit Die neuere Entwicklung
des Baues von Kraftfahrzeugen und Flugzeugen erfordert den Bau von Kühlern für große
Luftgeschwindigkeiten, die zur Verminderung des Luftwiderstandes verhältnismäßig
schmal und tief gebaut werden müssen. Die bisher bekannten Rippenrohrkühler haben
zwar verhältnismäßig große Festigkeit und Unempfindlichkeit im Betriebe, können
aber für große Luftgeschwindigkeiten, also besonders für schnell fahrende Kraftfahrzeuge
und Flugzeuge, nicht verwendet werden, da sie einen zu .großen Luftwiderstand und
infolgedessen eine zu geringe Kühlleistung je Stirnflächeneinheit halben.
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Man hat deshalb für diese Zwecke bisher vorzugsweise Luftröhrenkühler
verwendet, die aus Röhrchen zusammengesetzt 'sind, durch deren Inneres die Luft
strömt, während sie außen von Wasser umspült sind. Diese Kühler ergeben zwar eine
verhältnismäßig große Kühlleistung, bezogen auf die Stirnflächeneinheit, erfordern
aber große Tiefe und bedingen dadurch große Raumbeanspruchung und großes Gewicht,
das durch das Gewicht des Wasserinhaltes noch vermehrt wird. Das große Gewicht zwingt
seinerseits zu einer verwickelten Lagerung und Aufhängung der Kühler. Ferner benötigen
diese Kühler der Tiefe entsprechend breite Wasserkammern, die nur wenig Druck aushalten
und .deshalb wenig betriebssicher sind. Sie eignen sich daher nur für verhältnismäßig
niedrige Drücke. Sie sind ferner ungeeignet für hohe Temperaturen, insbesondere
also zur Verwendung hochsiedender Flüssigkeiten als Kühlmittel, da in diesem Falle
die Temperatur der Flüssigkeit schon in :die Nähe jener Temperaturen kommt, bei
welchen das zur Herstellung der stumpfen Lötverbindungen an den Stirnflächen erforderliche
Lötmittel seine Festigkeit und Beständigkeit verliert, so daß die Verbindungen leicht
undicht werden.
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Man hat auch. bereits vorgeschlagen, bei Rippenrohrkühlern den Querschnitt
der Rohre nach strömungstechnischen Grundsätzen zu formen. Man hat jedoch auch auf
diesem Wege bisher infolge ungenügender Beachtung der ganzen Zusammenhänge eine
voll befriedigende Lösung nicht erzielt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Kühlerblock für Rippenrohrkühler
für große Luftgeschwindigkeit, bei welchem durch eine besondere Ausbildung und Bemessung
der einzelnen Kühlerelemente eine weitaus bessere Kühlleistung, bezogen auf :die
Gewichtseinheit, erzielt wird ,als bei sämtlichen bisher bekannten Kühlerbauarten,
wobei zugleich die Schleppleistung, also die für die Brauchbarkeit maßgebende Zahl,
erheblich unterhalb der entsprechenden Werte aller bekannten Kühlerbauarten liegt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Kühlerblock aus einzelnen rohrförmigen
Kühlerelementen zusammengesetzt wird, :deren größte Breite etwa 1111 bis 1/7 .ihrer
Tiefe beträgt, wobei insbesondere der Ouerschnitt der Rohre eine in der Strömungsrichtung
verlaufende Tiefe von etwa 15 bis 2o mm und eine größte Breite
von
höchstens 2 bis 2,5 mm aufweist und in der Strömungsrichtung scharf nach
hinten ausläuft und daß die Rohrreihen hintereins arider in einem Abstand von etwa
1/3 der Rohrtiefen angeordnet :sind. Eingehende Versuche haben gezeigt, daß diese
Kühler 1f Verhältnis zu ihrem Luftwiderstand eitle' sehr große Wärmeableitung ermöglichen.
Sie können deshalb, entweder mit entsprechend kleinerer Stirnfläche oder mit geringerer
Tiefe gebaut werden als die bisher verwendeten Kühler gleicher Leistung: Dadurch
ergibt sich eine erhebliche Ersparnis an Gewicht und Leistungsbedarf, was besonders
für Luftfahrzeuge und schnell fahrende Kraftfahrzeuge von Bedeutung ist.
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Zwischen den Kühlrohren werden dünnwandige durchlaufende Rippen vorgesehen,
durch welche geschlossene, zusätzlich wirkende Wärmeableitungsflächen geschaffen
werden. Auf der Vorder- und Rückseite des Kühlers laufen diese Rippen glatt und
ohne Profilierung durch, wodurch eine weitere Verminderung des Luftwiderstandes
erreicht wird.
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Da in den wasserführenden Teilen stumpfe Lötflächen nicht vorhanden
sind und der Kühler durch die in geringen Abständen angeordneten Rippen außerordentlich
versteift ist, so haben diese Kühler eine sehr große Festigkeit und können bei normaler
Wandstärke der Rohre entsprechend große Innendrücke aufnehmen.
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Man erhält auf diese Weise durch eine neue Färtn;gebung und Bemessung
einen Kühler von außerordentlich- günstigen Betriebseigenschaften, der hohe Druckfestigkeit
hat und bei geringem Gewicht eine sehr große Kühlleistung ermöglicht.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Kühlers gemäß der Erfindung -ist nachstehend
an Hand der Zeichnung kurz beschrieben: In letzterer stellt in schematischer Form
Fig. i eine teilweise Seitenansicht eines Kühlers, Fig. 2 eine Draufsicht, Fig.
3 seine Seitenansicht, in der Strömungsrichtung gesehen, Fig. q. in größerem Maßstab
einen teilweisen Schnitt, wn.,; Fig. 5 einen Schnitt nach Linie A-B der ''q. dar.
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>> er Kühler besteht in an sich bekannter -Weise aus einer Anzahl
von in senkrechten ''Reihen hintereinander verlegten Wasserrohren i, die den aus
der Zeichnung ersichtlichen schmalen tropfenförmigen Querschnitt haben und an der
Strömungsrichtung C abgewendeten Seite .in eine scharfe Spitze :2 auslaufen. Die
Rohre können in der Strömungsrichtung entweder in parallelen Ebenen hintereinander
oder, wie in Fig. i gezeigt, versetzt zueinander angeordnet sein. Das Verhältnis
zwischen der :in der Strömungsrichtung gegebenen Tiefe a und der größten Breite
b der einzelnen Rohrelemente beträgt etwa 1/11 bis 1/" wobei das Maß ca im einzelnen
etwa 15 bis 2o mm, das Maß b höchstens 2 bis 2,5 mm beträgt. Die lichten Abstände
c zwischen den senkrechten Rohrreihen sind erheblich kleiner als die Rohrtiefen
und betragen etwa 1/3 derselben.
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Auf den Rohren i sitzen dünnwandige durchlaufende Rippen 3; und zwar
in engen Abständen in beliebiger Anzahl. Diese Bleche sind mit den Röhren durch
ausgebogene Flanschen q. verlötet und verlaufen auf der Vorder- und Rückseite vollständig
glatt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.