DE7713429U1

DE7713429U1 - Ring cooler with multiple subdivided cooler sections

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Publication number: DE7713429U1
Application number: DE7713429U
Authority: DE
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1976-05-03
Publication date: 1978-07-13

Description

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<■"" Ringkühler mit mehrfach unterteilten Küblerabschnitten<■ "" Ring cooler with multiple subdivided bucket sections

Die Neuerung bezieht sich auf einen Ringkühler mit mehrfach unterteilten, unabhängig voneinander mit Strömungsmittel versorgteren Kühlerabschnitten zur Kühlung mehrerer Kühlkreisläufe .The innovation relates to a ring cooler with multiple subdivisions that are independently supplied with fluid Cooler sections for cooling several cooling circuits .

Bei eimern aus der US-PS 3 800 866 bekannten Ringkühler ist der Kühler in axialer Richtung dreifach unterteilt. Es entstehen hierdurch drei in axialer Richtung hintereinanderliegende Kühlerabschnitte zur Kühlung des Kühlmittels für die Brennkraftmaschine, für das Getriebe und für die hydraulisch betätigten Arbeitsgerätschaften beispielsweise eines Kraftfahrzeugs. Bei dieser bekannten Bauart eines Ringkühlers erstrecken sich die von radial verlaufenden Wärmeaustauschflächen begrenzten Kühlkanäle zwischen Einlaß und Auslaß des jeweiligen Kühlerabschnittes in Umfangsrichtung des Ringkühlers. Bei einem der drei Kühlerabschnitte verzweigt sich das Kühlmittel für die Brennkraftmaschine hinter dem Einlaß und durchströmt die Kühlerabschnittshälften bis zum diametral gegenüberliegend angeordneten Auslaß. Bei den beiden anderen Kühlerabschnitten liegen Einlaß und Auslaß durch axial verlaufende Trennwände dicht nebeneinander, und das Kühlmittel für diese beiden Kreisläufe durchströmt die zugehörigen Kühlerabschnitte auf fast 360°, d.h. einmal um den Kühler herum.In buckets from US Pat. No. 3,800,866, a ring cooler is known the cooler is divided into three parts in the axial direction. This results in three one behind the other in the axial direction Cooler sections for cooling the coolant for the internal combustion engine, for the transmission and for the hydraulic operated equipment, for example a motor vehicle. In this known type of ring cooler the cooling channels delimited by radially extending heat exchange surfaces extend between the inlet and the outlet of the respective cooler section in the circumferential direction of the ring cooler. One of the three cooler sections branches off the coolant for the internal combustion engine behind the inlet and flows through the cooler section halves up to diametrically opposite arranged outlet. In the two other cooler sections, the inlet and outlet are through axially extending Partition walls close together, and the coolant for these two circuits flows through the associated ones Cooler sections at almost 360 °, i.e. once around the cooler hereabouts.

nachteilig bei diesem bekannten Ringkühler ist es, daß durch die axiale Unterteilung des Kühlers in axial hintereinanderliegende Kühlerabschnitte und durch die in Umfangs richtungThe disadvantage of this known ring cooler is that by the axial subdivision of the cooler into axially one behind the other Cooler sections and through the circumferential direction

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des Ringkühlers laufenden Kühlkanäle die Kühlerabschnitte rom Axiallüfterrad ungleichmäßig mit Kühlluft versorgt werden, da wegen fehlender Luftleitflächen hinter dem Lüfterrad und einer Anordnung des Lüfterrades innerhalb des Ringkühlers die vom Lüfterrad abgelegenen Kühlkanäle im Vergleich zu dem das Lüfterrad umgebenden Kühlkanälen stärker Ton der geförderten Kühlluft durchströmt werden.the cooling channels running through the ring cooler, the cooler sections are unevenly supplied with cooling air from the axial fan wheel, because of the lack of air guide surfaces behind the fan wheel and an arrangement of the fan wheel within the ring cooler the cooling channels remote from the fan wheel are stronger than the cooling channels surrounding the fan wheel Ton of the conveyed cooling air are flowed through.

Auch bestehen bei dem bekannten Ringkühler Schwierigkeiten bei der Montage und Demontage des Kühlers sowie beim Austausch und Auswechseln von einzelnen Kühlerabschnitten, beispielsweise nach dem Leckwerden.In the known ring cooler, there are also difficulties in assembling and disassembling the cooler and in exchanging it and replacing individual cooler sections, for example after a leak.

Aus der US-PS 1 390 899 ist ein Ringkühler bekannt, bei dem zur Verlängerung der Verweilzeit des Kühlwassers im Ringkühler die Einlaßringkammer und die Auslaßringkammer an verschiedenen Stellen unterteilt sind, so daß das Kühlwasser gezwungen wird, zwischen Einlaß- und Auslaßringkammer labyrinthartig hin und her zu zirkulieren, bevor es an dem einzigen Auslaß den Ringkühler verläßt. Eine Unterteilung des gesamten Ringkühlers in mehrere unabhängig voneinander mit Strömungsmittel versorgbare Kühlerabschnitte ist bei diesem bekannten Ringkühler nicht vorgesehen.From US-PS 1 390 899 a ring cooler is known in which to extend the residence time of the cooling water in Ring cooler the inlet ring chamber and the outlet ring chamber are divided at different points, so that the cooling water is forced to circulate back and forth like a labyrinth between the inlet and outlet ring chamber before it is at the single outlet leaves the ring cooler. A subdivision of the entire ring cooler into several independent of each other Fluid cooler sections are included this known ring cooler is not provided.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ringkühler mit mehrfach unterteilten, unabhängig voneinander mit Strömungsmittel versorgbaren Kühlerabschnitten zur Kühlung mehrerer Kühlkreisläufe zu schaffen, mit dem eine im Vergleich zur bekannten Bauart gleichmäßigere Beaufschlagung des unterteilten Kühlers mit Kühlluft, ein einfacherer Zusammenbau des Kühlers und ein leichteres Auswechseln einzelner Kühlerabschnitte möglich ist.The innovation is therefore based on the task of creating a ring cooler with multiple subdivisions, independently of one another to create cooler sections that can be supplied with fluid for cooling several cooling circuits, with the a more uniform application of cooling air to the subdivided cooler compared to the known design, a simpler assembly of the cooler and easier replacement of individual cooler sections is possible.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß der Kühler in strömungsmäßig abgeschlossene, jeweils mit eigenen Einlassen und Auslassen versehene ringsegmentförmige Kühlerabschnitte unterteilt ist, die sich zu einem geschlossenen Ring ergänzen.This object is achieved according to the innovation in that the cooler in flow-wise closed ring segment-shaped, each provided with its own inlets and outlets Cooler sections is divided, which complement each other to form a closed ring.

Derart ringsegmentförmige Kühlerabschnitte, die einzelne, strömungsmäßig abgeschlossene und unabhängig voneinander wirksame Wärmeaüstauschelemente darstellen, werden somit 3>uf ihrer gesamten axialen Länge von der geförderten Kühlluft erfaßt, ohne daß axiale Teile des Ringkühlers bevorz-ugt bzw. zu wenig mit Kühlluft versorgt werden.Such ring segment-shaped cooler sections, the individual, Represent flow-wise closed and independently effective heat exchange elements are thus 3> over its entire axial length from the conveyed cooling air detected without giving preference to axial parts of the ring cooler or supplying insufficient cooling air.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Ringkühlers besteht jeder Kühlarabschnitt aus einer kreisbogenförmig verlaufenden, mit einem Einlaß versehenen Einlaßringkammer und auf axialem Abstand hierzu aus einer entsprechend verlaufenden, mit einem Auslaß versehenen Auslaßringkammer, wobei die Einlaßringkammer und die Auslaßringkammer jedes Kühlabschnittes über mehrere zur Bildung von Luftdurchtrittsschlitzen auf Abstand zueinander verlaufende Kühlkanäle in J¹IUs sigke it sverbindung miteinander stehen.In an advantageous embodiment of the ring cooler, each cooling section consists of an arcuate inlet ring chamber provided with an inlet and at an axial distance therefrom a correspondingly running outlet ring chamber provided with an outlet, the inlet ring chamber and the outlet ring chamber of each cooling section spaced apart over several for the formation of air passage slots cooling channels running to one another are in J ¹ IUsigke it s connection with one another.

Dabei verlaufen die Kühlkanäle parallel zur axialen Mittellinie jedes ringsegmentförmigen Kühlerabschnittes.The cooling channels run parallel to the axial center line of each ring segment-shaped cooler section.

Dadurch, daß beispielsweise drei ringsegmentförmige Kühlerabschnitte sich zu einem geschlossenen Ring zusammensetzen lassen, gewinnt man unabhängig voneinander wir ¹^=UEe Wärmeaustauschflächen für die Kühlkreisläufe zum Kühlen des Kühlmittels für die Brennkraftmaschine, des Getriebe- undThe fact that, for example, three ring segment-shaped cooler sections can be put together to form a closed ring, one gains independently of one another we ¹ ^ = UEe heat exchange surfaces for the cooling circuits for cooling the coolant for the internal combustion engine, the transmission and

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Drehmomentwandler-Öls und der hydraulischen Druckflüssigkeit für Arbeitsgerätschaften.Torque converter oil and the hydraulic pressure fluid for work equipment.

Als besonderer Torteil dieses Ringkühlers ergibt sieb., daß ein -wirksamer Wärmeaustausch, für verschiedene Kühlkreisläufe durch nur ein an einer bestimmten Stelle angeoraae tes LüfterracL herbeigeführt wird. Dabei ergibt sich als weiterer Yorteilj daß eine gleichmäßige Luftströmung über die Wärmeaustauschfläche eines jeden Kühlerabschnittes erzielt wird.As a special part of the gate of this ring cooler, it shows that an effective heat exchange for different cooling circuits due to only one fan racL located at a certain point is brought about. This results in a further Yorteilj that a uniform air flow over the heat exchange surface of each cooler section is achieved.

Anhand eines Ausführungsbeispiels ist der Ringkühler nach der Neuerung in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden beschrieben; in der Zeichnung zeigtUsing an exemplary embodiment, the ring cooler is according to Innovation shown in the drawing and described below; shows in the drawing

I¹Ig. 1 eine perspektivische Darstellung eines leils eines Kraftfahrzeugs mit einem an der Stirnseite angeordneten Ringkühler;I ¹ Ig. 1 shows a perspective illustration of a part of a motor vehicle with an annular cooler arranged on the end face;

pig. 2 eine Frontansicht des Ringkühlers mit den einzelnen, unabhängig voneinander wirksamen Kernabschnitten;pig. 2 a front view of the ring cooler with the individual, independently effective core sections;

pig. 3 einen Querschnitt durch den Ringkühler entlang der Linie 3-3 in Pig. 2;pig. 3 is a cross-section through the ring cooler along line 3-3 in Pig. 2;

Pig, 4 eine Ansicht eines einzelnen Kühlerabschnittes, herausgenommen aus der in Pig. 2 gezeigten Anordnung; Pig, Fig. 4 is a view of a single cooler section taken from that in Pig. 2 arrangement shown;

Pig. 5 eine perspektivische Darstellung dieses Kühlerabschnittes entlang der Linie 5-5 in Pig· 4·Pig. 5 is a perspective view of this cooler section along line 5-5 in Pig · 4 ·

Der in Pig. 1 wiedergegebene Teil eines Pahrzeugs 10,The one in Pig. 1 reproduced part of a vehicle 10,

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beispielsweise eines Schleppers, besitzt einen Fahrgestellrahmen 12 und Räder 14? von denen in Fig. 1 nur ein Rad sichtbar ist.for example a tractor, has a chassis frame 12 and wheels 14? only one of those in FIG Wheel is visible.

Der Schlepper besitzt im Ausführungsbeispiel mindestens drei Druckflüssigkeitssysteme, deren Druckflüssigkeit gekühlt werden soll. Hierzu gehören beispielsweise das Druckflüssigkeitssystem für die hydraulisch betätigten Zubehörteils und Arbeitsgerätschaften und ein weiteres Druckflüssigkeitssystem für die flüssigkeitskupplung des Getriebes oder für den Drehmomentwandler. Der in Pig. 1 dargestellte Teil des Fahrzeugs 10 kann entweder der vordere Teil eines allradangetriebenen Fahrzeugs, aber auch der hintere Teil eines Fahrzeugs sein.In the exemplary embodiment, the tractor has at least three hydraulic fluid systems, the hydraulic fluid of which is cooled shall be. This includes, for example, the hydraulic fluid system for the hydraulically operated accessories and work equipment and another hydraulic fluid system for the fluid coupling of the transmission or for the torque converter. The one in Pig. 1 illustrated part of the vehicle 10 can either be the front part of a four-wheel drive Vehicle, but also the rear part of a vehicle.

Der Fahrgestellrahmen 12 trägt die Erennkraftmaschine 16 sowie das übrige notwendige Zubehör, wie z.B. Auspuff topf und Schalldämpfer 20. An dem einen stirnseitigen Ende des Fahrzeugs 10 befindet sich ein Ringkühler 22, der von einem in Fig. 1 teilweise weggebrochenen perforierten Kühlerblech 24 umgeben ist. Ton einer ebenfalls perforierten Kühlerfrontplatte 26 ist in Fig. 1 ebenfalls nur ein Teil wiedergegeben.The chassis frame 12 supports the racing engine 16 as well as the other necessary accessories, such as exhaust and silencer 20. At one end of the Vehicle 10 is a ring cooler 22, which is from a partially broken away in FIG. 1 perforated radiator plate 24 is surrounded. Clay of a likewise perforated radiator front plate 26 is also only part of FIG. 1 reproduced.

Der Ringkühler 22 weist ein Lüfterrad 30 auf, das über eine Lüfterradwelle 52, wie gestrichelt in Fig. 1 wiedergegeben, von der Brennkraftmaschine 16 oder auch von einer anderen, eigenen Antriebsquelle antreibbar ist. TJm einen optimalen Luftstrom durch den Kühler zu erzielen, ist eine Lüfterverkleidung 42 vorgesehen.The ring cooler 22 has a fan wheel 30 which, via a fan wheel shaft 52, as shown in dashed lines in FIG. 1, can be driven by the internal combustion engine 16 or by another, separate drive source. TJm an optimal one To achieve air flow through the cooler, a fan shroud 42 is provided.

Am Ringkühler 22 münden mehrere Einlasse für die zu kühlenden Flüssigkeiten, nämlich ein Einlaß 34 für die Kühlflüssig-Several inlets for those to be cooled open out at the ring cooler 22 Liquids, namely an inlet 34 for the cooling liquid

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keit der Brennkraftmaschine, ein Einlaß 36 für die Hydraulikflüssigkeit und ein Einlaß 40 für das Getriebeöl.speed of the internal combustion engine, an inlet 36 for the hydraulic fluid and an inlet 40 for the transmission oil.

Wie die Fig. 2, 3 und Φ zeigen, setzt sieb, der Ringkühler aus drei abgeschlossenen ringsegmentf örmigen Kühlerabschnitten 44j 46 und 50 zusammen, die sich zu einem Ring ergänzen.As FIGS. 2, 3 and Φ show, sets sieve, the ring cooler from three closed ring segment-shaped cooler sections 44j 46 and 50, which combine to form one Complement ring.

Wie <£ie Frontansicht des Ringkühlers in Pig. 2 zeigt, dient der erste Kühler ab schnitt 44 zur Wärmeübertragung der Kühlflüssigkeit für die Brennkraftmaschine. Daran schließt sich in Umfangsrichtung des Ringkühlers der zweite Kühlerabschnitt 46 für das Kühlmittel im Getriebe und im Drehmomentwandler an. Der Ring wird geschlossen durch den zwischen den Kühlerabschnitten 44 und 46 eingesetzten dritten Küblerabschnitt 50 für die Kühlung der Hydraulikflüssigkeit, so daß sich hierdurch ein geschlossener Ring von Kühlerabschnitten bildet, wozu jeder der Kühlerabschnitte den gleichen Krümmungsradius aufweist. Die Bogenlänge jedes Kühlerabschnittes richtet sich nach der für jedes der Kühlsysteme zu erwartenden Wärmeaustauschkapazität. Diese ist beim Ausführungsbeispiel für die Kühlung der Brennkraftmaschine größer angenommen als für die Kühlung der beiden anderen Verbraucher. Demzufolge ist auch der Kühlerabschnitt 44 verhältnismäßig größer dimensioniert, d.h. er hat eine größere Bogenlänge, als die beiden anderen Kühlerabschnitte.Like the front view of the ring cooler in Pig. 2 shows serves the first cooler from section 44 for heat transfer of the cooling liquid for the internal combustion engine. That closes The second cooler section extends in the circumferential direction of the ring cooler 46 for the coolant in the transmission and in the torque converter. The ring is closed by the between the cooler sections 44 and 46 used third bucket section 50 for cooling the hydraulic fluid, so that this forms a closed ring of cooler sections, including each of the cooler sections has the same radius of curvature. The arc length of each cooler section depends on that for each of the Cooling systems expected heat exchange capacity. In the exemplary embodiment, this is for cooling the internal combustion engine assumed greater than for the cooling of the other two consumers. As a result, the cooler section is also 44 is relatively larger, i.e. it has a greater arc length than the other two cooler sections.

Das aus Pig. 2 ersichtliche Lüfterrad 30 weist mehrere Lüfterblätter 52 auf, die mit der Lüfterverkleidung 42 zusammenwirken. Im Innern des Ringkühlers ist eine Luftieitfläche angeordnet, die die Form eines Exponentialtrichters aufweist.That from Pig. Fan wheel 30 which can be seen in FIG. 2 has several fan blades 52, which cooperate with the fan cover 42. Inside the ring cooler there is an air guide surface arranged, which has the shape of an exponential funnel.

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¥ie am beste», aus Fig. 3 ersichtlich., stehen die Einlasse 34-j 36 und 40 mit Ringkammern jedes der Kühler ab schnitte in Verbindung."The best", shown in Fig. 3, are the inlets 34-j 36 and 40 with annular chambers each of the coolers from sections in connection.

Der für das Kühlmittel der Brennkraftmaschine bestimmte Kühlerabschnitt 44 erhält das Kühlmittel über den Einlaß 34 zugeführt, von wo es in eine Einlaßringkammer gelangt. Ton hier aus strömt das Kühlmittel durch Kühlkanäle 60 zu eine"? Auslaßringkammer 62 und aus dieser Über einen Auslaß 64 in ausreichend gekühltem Zustand zurück zur Brennkraftmaschine des Fahrzeugs.The one intended for the coolant of the internal combustion engine Cooler section 44 receives the coolant via inlet 34, from where it is fed into an inlet ring chamber got. Clay here from the coolant flows through cooling channels 60 to an "? Outlet ring chamber 62 and from this via an outlet 64 in a sufficiently cooled state back to the vehicle's internal combustion engine.

Einlaß- und Auslaßringkammer sind derart ausgebildet, daß ihre Hauptachse (Längsachse) bogenförmig verläuft, v/obei die Krümmungsradien beider Ringkammern gleich sind.Inlet and outlet ring chambers are designed in such a way that their main axis (longitudinal axis) is arcuate, v / obei the radii of curvature of both annular chambers are the same.

An der Rückseite der drei sich wieder zu einem Ring ζ us aminen schließenden Auslaßringkammern jedes der drei Kühlerabschnitte ist eine Abschlußplatte 66 vorgesehen, die sowohl als feste Montageplatte für die drei daran zu befestigenden Kühlerabschn.itte als auch als Befestigungsplatte des gesamten Ringkühlers am Fahrzeugrahmen dient.At the back of the three amines again form a ring Outlet ring chambers of each of the three cooler sections, an end plate 66 is provided which both as Fixed mounting plate for the three radiator sections to be attached as well as a mounting plate for the whole Ring cooler on the vehicle frame is used.

Fig. 4 zeigt die Frontseite der Einlaßringkammer 56 und den für diesen Kühlerabschnitt 46 zugehörigen Einlaß Aus Fig. 5 geht der Verlauf der Kühlkanale 60 zwischen der Einlaßringkammer 56 und der Auslaß ringkrumner 62 sowie der Einlaß 40 und der Auslaß 64 deutlich hervor. Größe, Abstand und Anzahl der Kühlkanäle 60 können beliebig sein, In Fig. 5 erscheinen sie aus Gründen der Deutlichkeit schmaler4 shows the front side of the inlet ring chamber 56 and the inlet associated with this cooler section 46 From Fig. 5, the course of the cooling channels 60 between the Inlet ring chamber 56 and the outlet ring elbow 62 as well as the Inlet 40 and outlet 64 clearly emerge. The size, spacing and number of cooling channels 60 can be arbitrary, In Fig. 5 they appear narrower for the sake of clarity

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als sie in Wirklichkeit sind.than they really are.

Die vom Lüfterrad 30 erzeugte Luftströmung kann im An- | sauglüfterprinzip radial von außen nach innen durch die I von den Kühlkanälen 60 gebildeten Luftdurchtritts- ·,The air flow generated by the fan wheel 30 can in the on | suction fan principle radially from the outside to the inside through the I. air passage formed by the cooling channels 60,

schlitze 70 oder aber auch im Lrucklüfterprinzip radial von innen nach außen gerichtet sein.slots 70 or also radially in the Lrucklüfterprinzip be directed from the inside out.

Die unterteilung des Ringkühlers auf drei Kühlerabschnitte kann selbstverständlich im Rahmen der Neuerung auch anders gewählt werden, d.h. der Ringkühler kann in mehr als drei oder weniger als drei Abschnitte unterteilt sein, solange die Hingstruktur erhalten bleiben.The subdivision of the ring cooler into three cooler sections can of course also be chosen differently within the scope of the innovation, i.e. the ring cooler can be in more than three or less than three sections as long as the hanging structure is maintained.

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Claims

Protection claims

1. Ring cooler with multiple subdivided, independently supplied with fluid cooler cut for cooling several cooling circuits, characterized in that the cooler (22) flow-wise into closed ring segment-shaped cooler sections each with their own inlets (34, 36, 40) and outlets (44i 46, 50), which complement each other to form a closed ring.

2. Ring cooler according to claim 1, characterized in that each cooler section consists of an arc-shaped, with an inlet (24) provided inlet ring chamber (56) and at an axial distance therefrom from a corresponding extending outlet ring chamber (62) provided with an outlet (64), and that the inlet ring chamber (56) and the outlet ring chamber (62) of each cooler section over a plurality of for the formation of air penetration slots (70) Cooling channels j (60) running at a distance from one another are in fluid communication with one another.

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3. Ring cooler according to claim 2, characterized in that that the cooling channels (60) run parallel to the axial center line of each ring segment-shaped cooler section.

4 · ring cooler according to claim 1, characterized by a ring-shaped series connection of three ring segment-shaped Cooler sections (44, 46 »50) for the cooling circuits for cooling the coolant for the internal combustion engine (16), the fi-etriebe- and torque waiadler oil and the hydraulic pressure fluid for work equipment.

5. Ring cooler according to claim 1, characterized in that that the assembled into a ring outlet ring chambers (62) held together by means of an end plate (66) are, the end plate (66) centrally a through hole for a fan wheel shaft (32) has, the rotatable fan wheel (30) gate of the inlet ring chamber (56) is arranged and inside the assembled ring cooler (22) one of the fan wheel (30) conveyed cooling air is provided radially deflecting air guide surface (54).

6. Ring cooler according to claim 5> characterized in that that in the inner diameter of the inlet ring chamber (56) a fan cover surrounding the fan wheel (30) (42) comes in.

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7. Ring cooler according to claim 5> characterized in that that the luftieitfläche (54) has the shape of an exponential funnel has and with its radially tapering surface the opening cross-section of the outlet ring chamber (62) concludes.

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