EP0353744B1 - Luftkühler - Google Patents

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EP0353744B1
EP0353744B1 EP89114296A EP89114296A EP0353744B1 EP 0353744 B1 EP0353744 B1 EP 0353744B1 EP 89114296 A EP89114296 A EP 89114296A EP 89114296 A EP89114296 A EP 89114296A EP 0353744 B1 EP0353744 B1 EP 0353744B1
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air guide
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air cooler
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Paul Jyrek
Helmut Pietsch
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KUEBA KAELTETECHNIK GMBH
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Kueba Kaltetechnik GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • F25D17/067—Evaporator fan units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F04D25/082—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation the unit having provision for cooling the motor
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D2317/068—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation characterised by the fans
    • F25D2317/0681—Details thereof

Definitions

  • the invention relates to an air cooler, consisting of a housing having an air inlet and an air outlet side, in which a lamella packet through which coolant pipes are provided, a blower driven by an electric motor, which is arranged in the flow direction of the air behind the lamella packet, and one Air guiding device mounted on the air outlet side in a collar-shaped housing attachment, which is arranged between the fan rotor and the electric motor freely accessible on the outflow side.
  • An air cooler of this type is known from US-A-45 48 548.
  • an air guiding device is used, which consists of radially extending guide vanes, which are provided as flow profiles with flow-reflecting surfaces and are positioned at an angle with respect to the inflow direction of the blower in order to eliminate the rotational component of the flow generated by the blower rotor.
  • the guide vanes are fastened with their radially inner ends to a cylindrical part which gives the motor concentrically and has an annular bottom surface which is screwed to a flange of the motor.
  • the fan rotor has a plurality of blades, which are attached with their radially inner ends to a cylindrical support part with a closed bottom, which partially engages over the electric motor and prevents the air flow generated from being directed against the electric motor.
  • a disadvantage of this known air cooler in addition to the comparatively complicated structure, is above all that the engine is shielded from the cold air flow, the existing shields in the hub area of the air cooler can cause turbulence in the flow and increasing engine temperatures lead to a reduction in the engine life.
  • the object of the invention is to provide an air cooler of the type specified at the outset in such a way that, on the one hand, any type of reverse or short circuit flow around the housing and / or the motor is prevented and a far-reaching parallel flow is generated, and on the other hand, disruptive heating of the drive motor during the Prevents operation and thus its life is increased.
  • the air guiding device is designed as an air guiding grille and has a web mesh structure with essentially square individual openings to form a parallel flow, that the air baffle has a continuous recess through which the electric motor extends, that the blower rotor is attached to the electric motor in such a way that the face of the electric motor opposite the blower rotor has a direct flow against it, and the blower and the air guide grille interact in such a way that a flow conforming to the electric motor housing is formed.
  • the air baffle not only ensures that any backflow around the housing to the air inlet side is prevented, but it is also achieved by the targeted flow against the electric motor extending through the opening in the air baffle that, on the one hand a very pronounced inflow and thus cooling of the motor is ensured even with increasing load on the fan, and on the other hand any backflow in the fan hub area is also excluded.
  • the webs of the air guide grille have a height extending in the direction of flow in the range from 5 to 20 mm, in particular in the range from 10 to 15 mm.
  • the blower is preferably also shortened by means of a shorter one in the flow direction in front of the air guide grille and straight struts attached, which leads to a simple, inexpensive and low-vibration overall structure.
  • the cylindrical housing attachment can also serve as a connecting piece for a textile hose, the air discharge via the hose being promoted by the air guide grille being substantially uniform over the entire cross section.
  • the air baffle can be made of a plastic material, as well as used in a metallic design.
  • a heat-conducting connection e.g. B.
  • a press fit connection is created with the drive motor, so that the air grille acts simultaneously as an additional engine cooling surface.
  • an evaporator in the form of a plate pack 2 is arranged, which is penetrated by pipes carrying coolant and is also equipped with a defrosting device.
  • the preferably cylindrical housing extension 3 is closed off from the outside by an air guide grille 5.
  • the air baffle has a web mesh structure and preferably has square individual openings.
  • the defined inflow of the motor also means that a vacuum is formed on the back of the motor due to the stall effects that occur, which ensures that the flow clings to the motor housing and a defined flow separation takes place in the blow-out direction, thereby eliminating any disruptive backflow effects.
  • the measures according to the invention result in a synergistic interaction of individual effects, which leads to the fact that the time period between the required defrosting processes becomes longer, energy savings can thereby be achieved and the economy of the entire air cooler is further improved by the longer service life of the drive motor which is additionally achieved.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Luftkühler, bestehend aus einem eine Lufteinlaß- und eine Luftauslaßseite aufweisenden Gehäuse, in dem ein von Kühlmittel führenden Rohren durchsetztes Lamellenpaket vorgesehen ist, einem von einem Elektromotor angetriebenen Gebläse, das in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Lamellenpaket angeordnet ist, sowie einer luftauslaßseitig in einem kragenförmigen Gehäuseansatz angebrachten Luftleiteinrichtung, die zwischen dem Gebläserotor und dem abströmseitig frei zugänglich angebrachten Elektromotor angeordnet ist.
  • Ein Luftkühler dieser Art ist aus der US-A-45 48 548 bekannt. Bei diesem Luftkühler wird eine Luftleiteinrichtung verwendet, die aus sich radial erstreckenden Leitschaufeln besteht, welche als Strömungsprofile mit strömgungsreflektierenden Flächen versehen und bezüglich der Anströmrichtung des Gebläses in einem Winkel angestellt sind, um die vom Gebläserotor erzeugte Rotationskomponente der Strömung zu beseitigen. Die Leitschaufeln sind dabei mit ihren radial innenliegenden Enden an einem zylindrischen Teil befestigt, das den Motor konzentrisch ergibt und eine ringförmige Bodenfläche aufweist, die mit einem Flansch des Motors verschraubt ist. Der Gebläserotor besitzt eine Mehrzahl von Flügeln, die mit ihren radial inneren Enden an einem zylindrischen Trägerteil mit geschlossenem Boden befestigt sind, das den Elektromotor teilweise übergreift und verhindert, daß die erzeugte Luftströmung gegen den Elektromotor gerichtet wird.
  • Nachteilig ist bei diesem bekannten Luftkühler neben dem vergleichweise komplizierten Aufbau vor allem auch, daS der Motor bezüglich des kalten Luftstromes abgeschirmt ist, durch die vorhandenen Abschirmungen im Nabenbereich des Luftkühlerb Strömungsverwirbelungen auftreten können und sich einstellende erhöhte Motortemperaturen zu einer Verringerung der Motorlebensdauer führen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftkühler der eingangs angegebenen Art in der Weise auszubilden, daß einerseits jegliche Art einer Rück- bzw. Kurzschlußströmung um das Gehäuse und/oder den Motor verhindert und eine weitreichende Parallelströmung erzeugt und andererseits eine störende Erwärmung des Antriebsmotors während des Betriebes verhindert und damit seine Lebensdauer erhöht wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß die Luftleiteinrichtung als Luftleitgitter gestaltet ist und zur Ausbildung einer Parallelströmung eine Stegmaschenstruktur mit im wesentlichen quadratisch ausgebildeten Einzelöffnungen besitzt,
    daß das Luftleitgitter eine durchgehende Ausnehmung aufweist, durch die sich der Elektoromotor erstreckt,
    daß der Gebläserotor derart am Elektromotor angebracht ist, daß die dem Gebläserotor gegenüberliegende Stirnseite des Elektromotors direkt angeströmt ist und dabei das Gebläse und das Luftleitgitter derart zusammenwirken, daß eine sich an das Elektromotorgehäuse anschmiegende Strömung gebildet wird.
  • Durch das Luftleitgitter wird nicht nur erreicht, daß jegliche Rückströmung um das Gehäuse herum zur Lufteintrittsseite verhindert wird, sondern es wird auch durch die gezielt gerichtete Anströmung des sich durch die Öffnung im Luftleitgitter erstreckenden Elektromotors erreicht, daß zum einen eine auch bei zunehmender Belastung des Gebläses noch sehr ausgeprägte Anströmung und damit Kühlung des Motors sichergestellt und zum anderen auch jegliche Rückströmung im Ventilatornabenbereich ausgeschlossen wird.
  • Damit wird die Leistungsfähigkeit des Luftkühlers wesentlich erhöht, die Zeitspanne zwischen erforderlichen Abtauvorgängen vergrößert, der Gesamtenergieverbrauch verringert und die Gebläselebensdauer erhöht. Außerdem wird aufgrund der freien Zugänglichkeit des Motors die Durchführung von Montage- und Anschlußarbeiten erleichtert und auch eine nach entsprechend langer Betriebszeit eventuell erforderliche Motorauswechslung vereinfacht.
  • Die Stege des Luftleitgitters besitzten eine sich in Strömungsrichtung erstreckende Höhe im Bereich von 5 bis 20 mm, insbesondere im Bereich von 10 bis 15 mm.
  • In dem zylindrisch ausgebildeten Gehäuseansatz wird vorzugsweise auch das Gebläse mittels in Strömungsrichtung vor dem Luftleitgitter gelegener, kurzer und gerader Streben befestigt, was zu einem einfachen, kostengünstigen und schwingungsarmen Gesamtaufbau führt.
  • Der zylindrische Gehäuseansatz kann auch als Anschlußstutzen für einen Textilschlauch dienen, wobei durch die mittels des Luftleitgitters erzielte, über den gesamten Querschnitt im wesentlich gleichförmige Strömung die Luftabführung über den Schlauch begünstigt wird.
  • Das Luftleitgitter kann sowohl aus einem Kunststoffmaterial bestehen, als auch in metallischer Ausführung Verwendung finden, wobei im Falle der Verwendung eines metallischen Gitters vorzugsweise eine wärmeleitende Verbindung, z. B. eine Preßsitzverbindung, mit dem Antriebsmotor geschaffen wird, so daß das Luftgleitgitter gleichzeitig als zusätzliche Motorkühlfläche wirkt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung eines Luftkühlers nach der Erfindung zeigt.
  • In einem eine Lufteinlaßseite und eine Luftauslaßseite aufweisenden Gehäuse 1 ist ein Verdampfer in Form eines Lamellenpakets 2 angeordnet, das von Kühlmittel führenden Rohren durchsetzt und auch mit einer Abtaueinrichtung ausgestattet ist.
  • In einem abströmseitigen, kragenförmigen Gehauseansatz 3 ist ein eine Mehrzahl von Flügeln aufweisender Ventilator 4 mit Motor 6 angeordnet, der mittels kurzer, gerader Streben 7 befestigt ist.
  • Nach außen hin ist der vorzugsweise zylindrische Gehäuseansatz 3 durch ein Luftleitgitter 5 abgeschlossen.
  • Das Luftleitgitter besitzt Stegmaschenstruktur und weist vorzugsweise quadratische Einzelöffnungen auf. Durch dieses Luftleitgitter wird eine sehr ausgeprägte Gleichrichtung des Luftstroms erzielt, das heißt, es tritt aus dem Luftleitgitter 5 praktisch eine Parallelströmung aus, wobei die Richtwirkung so stark ist, daß selbst bei stark belastetem Gebläse, das heißt bei erheblicher Vereisung, keinerlei Rückströmung um das Gehäuse 1 herum zur Eintrittsseite hin auftritt.
  • Von wesentlicher Bedeutung ist die Anordnung des Elektromotors 6 außerhalb des bezüglich der Rotorflügel 4 auch eine Berühungsschutzfunktion erfüllenden Luftleitgitters 5.
  • Da die Richtwirkung des Luftleitgitters 5 auch eine gezielte und definierte Anströmung des Motors 6 zur Folge hat und diese gezielte Anströmung auch noch bei stark belastetem Geblase gegeben ist, wird eine sehr erwünschte Konvektionskühlung des Motors 6 erhalten, die dessen Lebensdauer wesentlich erhöhen kann.
  • Die definierte Anströmung des Motors hat auch zur Folge, daß motorsrückseitig aufgrund auftretender Strömungsabrißeffekte eine Unterdruckausbildung erfolgt, die sicherstellt, daß ein Anschmiegen der Strömung an das Motorgehäuse und eine definierte Strömungsablösung in Ausblasrichtung erfolgt, wodurch jegliche störenden Rückströmeffekte ausgeschaltet werden.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich ein synergistisches Zusammenwirken einzelener Effekte, das dazu führt, daß die Zeitspanne zwischen erforderlichen Abtauvorgängen größer wird, sich dadurch eine Energieeinsparung erzielen läßt und die Wirtschaftlichkeit des gesamten Luftkühlers noch durch die zusätzlich erreichte größere Standzeit des Antriebsmotors verbessert wird.

Claims (7)

  1. Luftkühler, bestehend aus einem eine Lufteinlaß- und eine Luftauslaßseite aufweisenden Gehäuse (1), in dem ein von Kühlmittel führenden Rohren durchsetztes Lamellenpaket (2) vorgesehen ist, einem von einem Elektromotor (6) angetriebenen Gebläse (4), das in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Lamellenpaket (2) angeordnet ist, sowie einer luftauslaßseitig in einem kragenförmigen Gehäuseansatz (3) angebrachten Luftleiteinrichtung (5), die zwischen dem Gebläserotor (4) und dem abströmseitig frei zugänglich angebrachten Elektromotor (6) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Luftleiteinrichtung als Luftleitgitter (5) gestaltet ist und zur Ausbildung einer Parallelströmung eine Stegmaschenstruktur mit im wesentlichen quadratisch ausgebildeten Einzelöffnungen besitzt,
    daß das Luftleitgitter (5) eine durchgehende Ausnehmung aufweist, durch die sich der Elektromotor (6) erstreckt,
    daß der Gebläserotor (4) derart am Elektromotor (6) angebracht ist, daß die dem Gebläserotor (4) gegenüberliegende Stirnseite des Elektromotors (6) direkt angeströmt ist und dabei das Gebläse (4) und das Luftleitgitter (5) derart zusammenwirken, daß eine sich an das Elektromotorgehäuse anschmiegende Strömung gebildet wird.
  2. Luftkühler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Höhe der die Einzelöffnungen begrenzenden Stege etwa 10 bis 15 mm beträgt.
  3. Luftkühler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Gehäuseansatz (3) zylindrisch ausgebildet ist.
  4. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Gebläse (4, 5) mittels insbesondere gerader, in Strömungsrichtung vor dem Luftleitgitter (5) gelegener Streben (7) im Gehäuseansatz (3) befestigt ist.
  5. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der zylindrische Gehäuseansatz (7) als Schlauchansatzstutzen ausgebildet ist.
  6. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Luftleitgiter (5) aus Kunststoff besteht.
  7. Luftkühler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Luftleitgitter (5) aus Metall besteht und wärmeleitend mit dem Antriebsmotor (6) verbunden ist.
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EP0353744A2 EP0353744A2 (de) 1990-02-07
EP0353744A3 EP0353744A3 (en) 1990-03-28
EP0353744B1 true EP0353744B1 (de) 1992-12-02

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