EP0477612B1

EP0477612B1 - Luftkühler

Info

Publication number: EP0477612B1
Application number: EP91114931A
Authority: EP
Inventors: Werner Rolles; Paul Jyrek
Original assignee: Kueba Kaltetechnik GmbH
Current assignee: Kueba Kaltetechnik GmbH
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1991-09-04
Publication date: 1995-01-04
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: EP0477612A3; DK0477612T3; DE59104137D1; PT99060A; ATE116733T1; ES2069155T3; EP0477612A2; DE4030452A1; PT99060B; GR3015630T3

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 einem luftauslaßseitig angebrachten Luftleitgitter.
Ein allgemeines Problem bei derartigen Luftkühlern ist, daß sich sowohl um das Gehäuse herum als auch im Nabenbereich des Gebläses eine Rück- bzw. Kurzschlußströmung einstellt, welche die Leistungsfähigkeit des Luftkühlers insbesondere dann stark beeinträchtigt, wenn die Belastung des Gebläses bei zunehmender Vereinsung stärker wird. Dies führt dazu, daß häufiger Abtauphasen erforderlich sind, die zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs führen. Außerdem entsteht durch eine sich einstellende Erhöhung der Arbeitstemperatur des Antriebsmotors eine zusätzliche Belastung dieses Motors, die eine verkürzte Lebensdauer zur Folge haben kann.
Es ist bereits ein Luftkühler der eingangs genannten Art bekannt geworden (DE 38 26 588 A1), bei dem sowohl der Gebläsemotor als auch das Luftleitgitter in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Gebläserotor angeordnet sind. Dadurch werden in besonders vorteilhafter Weise Rück- bzw. Kurzschlußströmungen verhindert und die Wärmebelastung des Antriebsmotors reduziert.
Bei einer derartigen Anordnung von Gebläse und Luftleitgitter wird die Richtung der Austrittsströmung durch entsprechende Montage bzw. Ausrichtung des Luftkühlers vorgegeben.
Ziel der Erfindung ist es, einen Luftkühler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem insbesondere auch bei unmittelbar im Bereich des Luftleitgitters angeordnetem Gebläse mit einfachsten Mitteln in weiten Grenzen problemlos die Richtung der auslaßseitig auftretenden Luftströmung veränderbar ist.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Luftleitgitter in wenigstens zwei Leitgitterteile unterteilt ist und daß wenigstens eines der Leitgitterteile zumindest im Sinne einer Ablenkung des zugeordneten auslaßseitigen Strömungsanteils zur Restströmung hin verstellbar ist.
Aufgrund dieser Ausbildung ist die Richtung der auslaßseitig auftretenden Luftströmung über einen weiten Bereich hinweg verstellbar, da durch die Ablenkung des dem verstellten Leitgitterteil zugeordneten auslaßseitigen Strömungsanteils in Richtung der Restströmung auch unmittelbar diese Restströmung beeinflußt und in die gewünschte Richtung abgelenkt wird. Dabei ist stets sichergestellt, daß jegliche Rückströmung um das Gehäuse herum zur Lufteintrittsseite hin verhindert wird.
Da bereits eine geringe Teilgitterverschwenkung eine ausgeprägte Richtungssteuerung der Gesamtströmung ermöglicht, kann die Verstelleinrichtung sehr kompakt und raumsparend realisiert werden.
Von besonderem Vorteil ist auch, daß in Abhängigkeit von der Gitterverstellung eine Veränderung, insbesondere Verringerung der Leistung des Verdampfers durch eine Verringerung der Lüfterdrehzahl möglich ist.
Bevorzugt sind sämtliche Leitgitterteile oder zumindest der größere Teil davon verstellbar, wobei zur Erzielung einer möglichst großen Variabilität die Leitgitterteile zweckmäßigerweise unabhängig voneinader verstellbar sein können.
Eine jeweils optimale Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten, wie insbesondere im Falle räumlich langer oder kurzer Kühlräume sowie voller oder lediglich teilweise gefüllter Kühlräume, ist dadurch möglich, daß die Leitgitterteile bzw. ein Teil davon im Sinne einer Beeinflussung der Wurfweite der Kaltluftströmung verstellbar sind.
Eine besonders zweckmäßige Ausfünrungsvariante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Leitgitterteile bzw. ein Teil davon im Sinne einer Aufweitung und/oder im Sinne einer Verengung der auslaßseitigen Strömung verstellbar sind. Eine solche Aufweitung bzw. Verengung des Kühlluftstromes ist insbesondere wiederum für eine Anpassung an unterschiedlich lange und unterschiedlich gefüllte Räume von großem Vorteil.
Die Gitterverstellung kann manuell oder motorisch erfolgen, wobei eine motorische Verstellung insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Kühlaggregate schlecht zugänglich oder unzugänglich sind, wie dies z. B. bei an hohen Decken montierten Kühlern der Fall ist.
Das Luftleitgitter ist vorzugsweise in gleich große Leitgitterteile unterteilt, so daß der dem jeweils verstellten Leitgitterteil zugeordnete Strömungsanteil groß genug ist, auch die Restströmung in ausreichendem Maße zu beeinflußen und in die gewünschte Richtung umzulenken. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, das zu verstellende bzw. zu verschwenkende Gitterteil etwas größer als den Rest des Gitters zu wählen.
Gemäß einer praktisch besonders zweckmäßigen Ausführungsvariante ist das Luftleitgitter als vorzugsweise zur Gebläsemittelachse konzentrische Kreisscheibe ausgebildet und in sektorförmige Leitgitterteile unterteilt.
Das jeweils verstellbare Leitgitterteil ist vorzugsweise um eine in der Gitterebene liegende Schwenkachse verschwenkbar. Diese Schwenkachse kann der zur Gitterebene senkrechten Gittermittelachse zumindest benachbart sein. Vorzugsweise schneidet die Schwenkachse diese Gittermittelachse.
Bevorzugt ist das Luftleitgitter in zwei einander gegenüberliegende, vorzugsweise jeweils eine Halbkreisscheibe bildende Leitgitterteile unterteilt, wobei zumindest eines der beiden Leitgitterteile um eine zumindest im wesentlichen entlang der dazwischen liegenden Trennlinie verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist.
Indem das Luftleitgitter zwischen dem Gebläserotor und dem abströmseitig frei zugänglich angebrachten Gebläsemotor angeordnet ist, wird eine gezielte Anströmung des Elektromotors erreicht, so daß auch bei zunehmender Belastung des Gebläses noch eine sehr ausgeprägte Anströmung und damit Kühlung des Motors sichergestellt ist, und zwar praktisch unabhängig von der gewählten Anströmrichtung.
Das Luftleitgitter ist zweckmäßigerweise in einem kragenförmigen, insbesondere zylindrischen Luftschacht gehaltert, der vorzugsweise durch einen Gehäuseansatz gebildet ist. In diesem Gehäuseansatz kann auch das Gebläse beispielsweise mittels in Strömungsrichtung vor dem Luftleitgitter liegender, kurzer und gerader Streben befestigt sein, was zu einem einfachen, kostengünstigen und schwingungsarmen Gesamtaufbau führt.
Das zuvor im Zusammenhang mit einem Luftkühler beschriebenen Prinzip der definierten Strömungsbeeinflussung kann grundsätzlich in gleicher Weise auch bei einer Heizvorrichtung angewandt werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines Luftkühlers, und
Figur 2: ein Leitgitterteil des im Luftkühler eingesetzten Luftleitgitters.

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 mit einer Abtaueinrichtung ausgestattet ist.
In einem abströmseitigen, zylindrischen Luftschacht, der als kragenförmiger Gehäuseansatz 3 ausgebildet ist, ist ein Gebläse 10 mit einem mehrflügeligen Rotor 4 angeordnet, der von einem Elektromotor 6 angetrieben wird. Der Elektromotor 6 des Gebläses 10 ist mittels kurzer, gerader Streben 7 im Gehäuseansatz 3 befestigt.
Nach außen hin ist der vorzugsweise zylindrische Gehäuseansatz 3 durch ein Luftleitgitter 5 abgeschlossen.
Das Luftleitgitter besitzt eine Stegmaschenstruktur und weist vorzugsweise quadratische Einzelöffnungen 8 auf (vgl. Figur 2). Durch dieses Luftleitgitter 5 wird eine sehr ausgeprägte Gleichrichtung des Luftstroms erzielt, d.h., es tritt aus dem Luftleitgitter 5 praktisch eine Parallelströmung aus, wobei die Richtwirkung so stark ist, daß selbst bei stark belastetem Gebläse, d.h. bei erheblicher Vereisung, keinerlei Rückströmung um das Gehäuse 1 herum zur Eintrittsseite hin auftritt.
Das Luftleitgitter 5 ist im wesentlichen zwischen dem Gebläserotor 4 und dem abströmseitig frei zugänglich angebrachten Gebläsemotor 6 angeordnet. Durch diese Anordnung erfolgt eine definierte Anströmung des Gebläsemotors 6, welche auch noch bei stark belastetem Gebläse gegeben ist. Man erhält eine Konvektionskühlung des Motors 6, die dessen Lebensdauer wesentlich erhöhen kann.
Das Luftleitgitter 5 ist als zur Gebläsemittelachse A konzentrische Kreisscheibe ausgebildet und in zwei gleich große sektorförmige Lichtgitterteile 5', 5'' unterteilt.
Zumindest eines der beiden halbkreisscheibenförmigen Leitgitterteile 5', 5'' ist um eine Schwenkachse B verschwenkbar.
Diese Schwenkachse B liegt in der Gitterebene und schneidet im vorliegenden Fall die dazu senkrechte Gebläsemittelachse A, die mit der Gittermittelachse C zusammenfällt. Die Schwenkachse B fällt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel somit auch mit der Trennlinie zwischen den beiden Halbkreisscheiben 5', 5'' zusammen.
Wie in Figur 2 zu erkennen ist, weist ein jeweils verschwenkbares Leitgitterteil 5', 5'' zwei Lagerhülsen 11 auf, durch die sich die Schwenkachse B erstreckt, die ihrerseits am Gehäuse 1 angebracht ist. Die Schwenkachse B kann zweiteilig sein, wobei die verschiedenen Achsteile insbesondere auf unterschiedlichen Seiden des Gebläsemotors 6 angeordnet sein können.
Es ist auch denkbar, daß die parallel zur Trennlinie zwischen den beiden Halbkreisscheiben 5', 5'' verlaufende Schwenkachse B einen gewissen Abstand zu dieser zentralen Trennlinie aufweist. Sind beispielsweise beide sektorförmigen Leitgitterteile 5', 5'' verschwenkbar, so ergeben sich in diesem Falle zwei getrennte, zueinander parallele Schwenkachsen.
Das durch die beiden Leitgitterteile 5', 5'' gebildete Luftleitgitter 5 weist eine Ausnehmung 9 auf, in die sich das dem Gebläserotor 4 zugewandte Ende des Gebläsemotors 6 erstreckt. Diese Ausnehmung kann ggf. etwas größer als die Außenabmessungen des Gebläsemotors 6 sein, so daß das jeweilige Leitgitterteil 5', 5'' problemlos verschwenkbar ist (vgl. Figur 1).
Ist das halbkreisscheibenförmige Leitgitterteil 5'' zur Bildung einer ebenen Gitterscheibe mit dem gegenüberliegenden halbkreisscheibenförmigen Leitgitterteil 5' ausgerichtet (siehe gestrichelte Darstellung des Teils 5'' in Fig. 1), so ergibt sich die durch gestrichelte Pfeile angedeutete, zu den Achsen A, C parallele Luftströmung.
Wird dagegen das sektorförmige Leitgitterteil 5'' z.B. im Sinne einer Ablenkung des zugeordneten auslaßseitigen Strömungsanteils zur Restströmung hin verschwenkt (vgl. durchgezogene Darstellung des Teil 5'' in Fig. 1), so ergibt sich insgesamt eine mit den durchgezogenen Pfeilen angedeutete, nach oben abgelenkte Strömung. Hierbei wird der Strömungsanteil des nicht verschwenkten Leitgitterteils 5' durch den Strömungsanteil des verschwenkten Leitgitterteils 5'' so beeinflußt, daß der dem Teil 5' zugeordnete Strömungsanteil ebenfalls in die gewünschte Richtung abgelenkt wird und sich wiederum eine gezielt gerichtete Gesamtströmung ergibt, durch die trotz der Auslenkung jegliche Rückströmung um das Gehäuse herum zur Lufteintrittsseite hin verhindert wird.
Grundsätzlich ist auch denkbar, die beiden einander gegenüberliegenden Leitgitterteile 5', 5'' derart gegensinnig zu verschwenken, daß sich eine leicht divergente Strömung ergibt.
Häufig ist es auch zwechmäßig, wenn die verstellbaren Leitgitterteile oder ein Teil davon im Sinne einer Beeinflussung der Wurfweite, im Sinne einer Aufweitung und/oder im Sinne einer Verengung der auslaßseitigen Strömung verstellbar sind.
Grundsätzlich können die betreffenden Leitgitterteile manuell und/oder motorisch verstellbar sein. Im Falle einer motorischen Verstellung ist eine programmierbare Ansteuerung der Antriebe zweckmäßig.
Die auslaßseitige Strömung läßt sich auf besonders vorteilhafte Weise auch dadurch in der gewünschten Weise beeinflussen, daß das gesamte, den Gebläserotor 4 sowie den Gebläsemotor 6 umfassende Gebläse vorzugsweise einschließlich des Luftleitgitters 5 im Luftschacht bzw. Gehäuseansatz 3 verstellbar ist.
Hierbei ist das Gebläse zusammen mit dem Luftleitgitter im Luftschacht 3 z.B. über Langlöcher 16, 16' (vgl. Fig.1) parallel zur Schachtachse verschiebbar und/oder zumindest um eine zur Schachtachse senkrechte Achse verschwenkbar.
In Fig. 1 ist ferner durch strichpunktierte Linien ein Luftleitblech 12 angedeutet, das zur Beeinflussung der auslaßseitigen Strömung über Langlöcher 14 und entsprechende Befestigungsmittel verstellbar am Gehäuse 1 angebracht ist. Hierzu weist das Luftleitblech 12 einen zur auslaßseitigen Stirnfläche 18 des Gehäuses 1 parallelen Abschnitt auf, über den es verstellbar an der Stirnfläche angebracht ist. An diesen Abschitt schließt sich ein mittlerer Abschitt des Luftleibleches 12 an, der den Luftschacht bzw. Gehäuseabschnitt 3 teilweise umschließt. Ein sich daran anschließender, von der ausströmenden Luft beaufschlagter Abschnitt des Luftleitbleches 12 ist entsprechend der herbeizuführenden Strömungsablenkung geformt.
Zur Erzielung der gewünschten Strömungsbeeinflussung ist das Luftleitblech 12 zweckmäßigerweise um den Luftschacht bzw. Gehäuseansatz 3 drehbar und/oder bezüglich des Luftschachtes radial verschiebbar.
Die Streben 7 können auch in das Luftleitgittersystem integriert sein, was sich insbesondere bei einer Ausführung aus Kunststoffmaterial anbietet.

Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Lamellenblock
3: Gehäuseansatz / Luftschacht
4: Gebläserotor
5: Luftleitgitter
5': Leitgitterteil
5'': Leitgitterteil
6: Gebläsemotor
7: Befestigungsstreben
8: Einzelöffnungen
9: Ausnehmung
10: Gebläse
11: Lagerhülsen
12: Luftleitblech
14: Langlöcher
16: Langlöcher
16': Langlöcher
18: Stirnfläche
A: Gebläsemittelachse
B: Schwenkachse
C: Gittermittelachse

Claims

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 angetriebenen Gebläse (10), das in Strömungsrichtung der Luft hinter dem Lamellenpaket angeordnet ist, sowie einem luftauslaßseitig angebrachten Luftleitgitter (5),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Luftleitgitter (5) in wenigstens zwei Leitgitterteile (5', 5'') unterteilt ist und daß wenigstens eines der Leitgitterteile (5', 5'') zumindest im Sinne einer Ablenkung des zugeordneten auslaßseitigen Strömungsanteils zur Restströmung hin im Sinne einer Beeinflussung der Wurfweite der auslaßseitigen Strömung verstellbar ist.
Luftkühler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitgitterteile (5', 5'') bzw. ein Teil davon im Sinne einer Aufweitung und / oder im Sinne einer Verengung der auslaßseitigen Strömung verstellbar sind.
Luftkühler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitgitterteile (5', 5'') manuell und / oder motorisch verstellbar sind, wobei die motorische Verstellung vorzugsweise programmierbar ist.
Luftkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Luftleitgitter (5) als vorzugsweise zur Gebläsemittelachse (A) konzentrische Kreisscheibe ausgebildet und in sektorförmige Luftgitterteile (5', 5'') unterteilt ist.
Luftkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das jeweilige Leitgitterteil (5', 5'') um eine in der Gitterebene liegende Schwenkachse (B) verschwenkbar und insbesondere das jeweilige Leitgitterteil (5', 5'') um eine Schwenkachse (B) verschwenkbar ist, die der zur Gitterebene senkrechten Gittermittelachse (C) zumindest benachbart ist und diese vorzugsweise schneidet.
Luftkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Luftleitgitter (5) in zwei einander gegenüberliegende , vorzugsweise jeweils eine Halbkreisscheibe bildende Leitgitterteile (5', 5'') unterteilt ist und zumindest eines der beiden Leitgitterteile (5', 5'') um eine zumindest im wesentlichen entlang der dazwischenliegenden Trennlinie verlaufende Schwenkachse (B) verschwenkbar ist.
Luftkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Luftleitgitter (5) zwischen dem Gebläserotor (4) und dem abströmseitig frei zugänglich angebrachten Gebläsemotor (6) angeordnet ist, wobei das Luftleitgitter (5) eine Ausnehmung (9) aufweist, in die sich das dem Gebläserotor (4) zugewandte Ende des Gebläsemotors (6) erstreckt.
Luftkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Luftleitgitter (5) in einem kragenförmigen, vorzugsweise zylindrischen Luftschacht (3) gehaltert ist, der vorzugsweise durch einen Gehäuseansatz (3) gebildet ist.
Luftkühler nach einem der Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das gesamte, den Gebläserotor (4) sowie den Gebläsemotor (6) umfassende Gebläse vorzugsweise einschließlich des Luftleitgitters (5) im das Gebläse aufnehmenden Luftschacht (3) verstellbar ist, wobei insbesondere das Gebläse (4, 6) vorzugsweise einschließlich des Luftleitgitters (5) im Luftschacht (3) vorzugsweise über Langlöcher (16, 16') parallel zur Schachtachse verschiebbar und / oder zumindest um eine zur Schachtachse senkrechte Achse verschwenkbar ist.
Luftkühler nach einem der Ansprüche 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Beeinflussung der auslaßseitigen Strömung ein vorzugsweise über Langlöcher (14) verstellbar am Gehäuse (1) angebrachtes Luftleitblech (12) vorgesehen ist, das insbesondere um den Luftschacht bzw. Gehäuseansatz (3) drehbar und vorzugsweise bezüglich des Luftschachtes (3) radial verschiebbar ist.