EP0623788B1 - Luftkühler - Google Patents

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EP0623788B1
EP0623788B1 EP94107231A EP94107231A EP0623788B1 EP 0623788 B1 EP0623788 B1 EP 0623788B1 EP 94107231 A EP94107231 A EP 94107231A EP 94107231 A EP94107231 A EP 94107231A EP 0623788 B1 EP0623788 B1 EP 0623788B1
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EP
European Patent Office
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air
accordance
air cooler
housing
wall
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Paul Jyrek
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Kueba Kaltetechnik GmbH
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Kueba Kaltetechnik GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/14—Details or features not otherwise provided for mounted on the ceiling

Definitions

  • the invention relates to an air cooler for generating a Cooling air flow according to the preamble of claim 1.
  • Air coolers of this type are known and generally have in circular recesses in a housing wall Axial or radial fans or several such fans on, which by means of protective grille arrangements as a rule low air conduction are covered.
  • the FR-A-1057681 describes an air cooler whose housing a vertical partition with an opening and an in has blower arranged in this opening.
  • the air can optionally sucked in through two openings, one of which one in the horizontal upper housing wall and the other in the vertical rear wall of the housing is trained. While the blower is near the bottom of the case is arranged, there are both air inlet openings as well as the air outlet in the vertical front Housing wall is provided near the upper housing wall.
  • In the upstream housing chamber are heat exchanger tubes provided, which run obliquely to the partition Extend level.
  • an air cooler which is similar constructed like the air cooler described in FR-A-1057681 is.
  • the partition ends here in front of the housing wall, however that a connection opening between those through the partition separate housing chambers are created.
  • the blower is arranged in the opening. Hence flows here too both the sucked in and the expelled air inside of the housing substantially parallel to the partition and to the one that runs at an acute angle to the partition Arrangement of heat exchanger tubes.
  • a disadvantage of the known air coolers is that the throw range of the cold air flow and the distribution uniformity especially for special applications leaves.
  • the object of the invention is therefore an air cooler of the beginning to create the type mentioned, the generation of a Extensive cooling air flow of selectable cross-sectional shape and - related to flow velocity and exit direction - Homogeneous flow profile enables.
  • a separate pressure chamber ensures that those occurring in the area of the blower or blowers inhomogeneous pressure and / or flow conditions in the Dismantle or calm the pressure chamber.
  • a substantially constant in the pressure chamber Back pressure which also over the entire pressure chamber side Surface of the air grille arrangement largely constant Pressure ratios exist that relate to one homogeneous on the direction and speed distribution Guide the outlet flow behind the air baffle arrangement.
  • the air cooler according to the invention thus has an advantageous directional and far-reaching cooling air flow selectable Cross-sectional shape.
  • a particularly favorable, with a high variability in the Possible applications leading embodiment of the invention is characterized in that the one forming the pressure chamber Part of the housing as a separate, in different ways is designed to be equipped with air guide grids. On in this way, the required discharge characteristics can be obtained of the air cooler to the respective requirements and practical conditions adapt easily.
  • air baffle elements are generally largely can have any shape are in practice rectangular air baffle elements preferred, which over extend the entire width of the front and / or rear wall can.
  • the total size of the air outlet area of the air grille elements is freely selectable and especially not the air intake area of the blower can, by Providing an air outlet with a total air outlet area smaller than the air intake area of the blower one Raised the flow velocity at the air outlet will.
  • an air cooler 10 consists of a longitudinal section rectangular housing 12, which has an air inlet opening 14, via the outside air, as by arrows indicated, essentially over the entire opening area distributed can get into the housing 12.
  • a cooling tube arrangement 18 is provided in the housing 12 from a multiple of an end wall 22 of the housing 12 to the other end wall 24 guided cooling tube 20 and whose pipe start 26 or pipe end 28 through the end walls 22 or 24 of the housing 12 led out and there to one a coolant circuit containing a coolant source can be coupled.
  • the blower 40 has one Fan blade assembly 42, the diameter of which approximately Corresponds to the diameter of the opening 32 of the intermediate wall 30.
  • the front wall 47 shown in Figure 1 is in the area of Pressure chamber 46 provided with an air guiding element 50, the square, lattice-shaped individual openings 52 which have a predeterminable depth extent and therefore a well-directed, far-reaching air flow produce.
  • the air grille element 50 extends essentially over the entire width of the front wall 47 and over part of the height of the pressure chamber 46.
  • Air baffle element 50 'on the rear wall 48 of the housing 12 can be provided, as shown in Figure 2.
  • the air grille elements arranged opposite one another 50, 50 have different shapes or sizes, and it is also possible to alternatively or additionally Air outlet grille in the top wall 44 of the housing 12 integrate.
  • Recesses in the pressure chamber walls can - if only a one-sided discharge direction is required - with suitable ones Cover elements are closed.
  • the pressure chamber which is above the partition 30 is located as a separate housing part and be made removable overall, so that housing parts pre-assembled with different air grille arrangements provided and used as needed can.
  • the configuration of the pressure chamber housing part as a separate one Housing part also has the advantage that the blower (40) is easily accessible for any maintenance work.
  • blower not shown in the Partition wall (30) of the air cooler (10) can be provided.
  • the cooling tube arrangement 20 is cooled by a coolant flows through, the air sucked in by the blower 40 due to the flow through the cooling tube arrangement 18 occurring heat exchange is cooled and in the Pressure chamber 46 arrives.
  • the cooled air When flowing through the opening 32 in the intermediate wall 30 the cooled air carries the electric motor 38 and thereby desirably for cooling this electric motor 38 and thereby contributing to the increase in its service life.
  • the person entering via the opening 32 is found Cold air flow has a calming effect, and it forms in this Pressure space 46 a certain dynamic pressure. So that's up to the air grille elements determining the air outlet area 50, 51 an essentially homogeneous cold air form, to apply these air guiding elements evenly leads over their entire surface and results has on the outlet side a rectified, homogeneous Cooling air flow is obtained, which is strongly directed and leads to surprisingly large cooling air throws.
  • suitably adapted air grille elements can cool air flows of the desired cross-section and corresponding cooling air throw are generated, wherein in particular through the selection and arrangement of the air grille elements as well as their dimensioning while maintaining the other basic structure of the air cooler a variety of in practical requirements are optimally taken into account can be.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Luftkühler zum Erzeugen eines Kühlluftstromes nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Luftkühler dieser Art sind bekannt und weisen im Regelfall in kreisförmigen Ausnehmungen in einer Gehäusewandung ein Axial- oder Radialgebläse oder mehrere derartige Gebläse auf, welche durch Schutzgitteranordnungen mit im Regelfall geringer Luftleitwirkung abgedeckt sind.
Die FR-A-1057681 beschreibt einen Luftkühler, dessen Gehäuse eine vertikale Zwischenwand mit einer Öffnung und einem in dieser Öffnung angeordneten Gebläse aufweist. Die Luft kann wahlweise durch zwei Öffnungen angesaugt werden, von denen eine in der horizontal verlaufenden oberen Gehäusewand und die andere in der vertikal verlaufenden Rückwand des Gehäuses ausgebildet ist. Während das Gebläse nahe des Gehäusebodens angeordnet ist, befinden sich sowohl beide Lufteinlaßöffnungen als auch der Luftauslaß, der in der vertikalen vorderen Gehäusewand vorgesehen ist, nahe der oberen Gehäusewand. In der zustromseitigen Gehäusekammer sind Wärmetauscherröhren vorgesehen, die sich in einer schräg zur Zwischenwand verlaufenen Ebene erstrecken.
Aus der FR-A-2145735 ist ein Luftkühler bekannt, der ähnlich wie der in der FR-A-1057681 beschriebene Luftkühler aufgebaut ist. Die Trennwand endet hier jedoch vor der Gehäusewand, so daß eine Verbindungsöffnung zwischen den durch die Trennwand voneinander getrennten Gehäusekammern entsteht. In dieser Öffnung ist das Gebläse angeordnet. Folglich strömt auch hier sowohl die angesaugte als auch die ausgestoßene Luft innerhalb des Gehäuses im wesentlichen parallel zur Trennwand und zu der unter einem spitzen Winkel schräg zur Trennwand verlaufenden Anordnung von Wärmetauscherröhren.
Nachteilig ist bei den bekannten Luftkühlern, daß die Wurfweite des Kaltluftstroms sowie die Verteilungsgleichmäßigkeit insbesondere für spezielle Anwendungszwecke zu wünschen übrig läßt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Luftkühler der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Erzeugung eines weitreichenden Kühlluftstrom wählbarer Querschnittsform und - bezogen auf Strömungsgeschwindigkeit und Austrittsrichtung - homogenen Strömungsprofils ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Durch die Teilung des Gehäuses und die damit erhaltene Ausbildung einer separaten Druckkammer wird erreicht, daß sich die im Bereich des Gebläses bzw. der Gebläse auftretenden inhomogenen Druck- und/oder Strömungsverhältnisse in der Druckkammer abbauen bzw. beruhigen können. Als Folge davon stellt sich in der Druckkammer ein im wesentlichen konstanter Staudruck ein, wodurch auch über der gesamten druckraumseitigen Fläche der Luftleitgitteranordnung weitgehend konstante Druckverhältnisse vorliegen, die zu einer in Bezug auf die Richtungs- und Geschwindigkeitsverteilung homogenen Austrittsströmung hinter der Luftleitgitteranordnung führen. Der erfindungsgemäße Luftkühler weist somit einen vorteilhaft gerichteten und weitreichenden Kühlluftstrom wählbarer Querschnittsform auf.
Eine besondere günstige, zu einer hohen Variabilität in den Einsatzmöglichkeiten führende Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der die Druckkammer bildende Teil des Gehäuses als separater, in unterschiedlicher Weise mit Luftleitgittern bestückbarer Teil ausgebildet ist. Auf diese Weise lassen sich die jeweils geforderten Ausströmcharakteristiken des Luftkühlers den jeweiligen Forderungen und praktischen Gegebenheiten problemfrei anpassen.
Obgleich die Luftleitgitterelemente im allgemeinen eine weitgehend beliebige Form aufweisen können, sind in der Praxis rechteckige Luftleitgitterelemente bevorzugt, die sich über die gesamte Breite der Vorder- und/oder Rückwand erstrecken können.
Da die Gesamtgröße der Luftaustrittsfläche der Luftleitgitterelemente frei wählbar ist und insbesondere nicht der Luftansaugfläche des Gebläses entsprechen muß, kann durch das Vorsehen eines Luftauslasses mit einer Gesamt-Luftaustrittsfläche kleiner als der Luftansaugfläche des Gebläses eine Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit am Luftauslaß erreicht werden.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
Fig. 1
eine schematische Ansicht eines Luftkühlers nach der Erfindung, und
Fig. 2
eine schematische, teilweise aufgebrochene Darstellung des Luftkühlers aus Figur 1, gesehen in Richtung des Pfeiles X.
Nach Figur 1 besteht ein Luftkühler 10 aus einem im Längsschnitt rechteckigen Gehäuse 12, das eine Lufteintrittsöffnungen 14 aufweist, über die Außenluft, wie durch Pfeile angedeutet, im wesentlichen über die gesamte Öffnungsfläche verteilt in das Gehäuse 12 gelangen kann.
Im Gehäuse 12 ist eine Kühlrohranordnung 18 vorgesehen, die aus einem mehrfach von einer Stirnwand 22 des Gehäuses 12 zur anderen Stirnwand 24 geführten Kühlrohr 20 besteht und dessen Rohranfang 26 bzw. Rohrende 28 durch die Stirnwände 22 bzw. 24 des Gehäuses 12 herausgeführt und dort an einen eine Kühlmittelquelle enthaltenden Kühlmittelkreislauf koppelbar sind.
Erfindungsgemäß erstreckt sich oberhalb der Kühlrohranordnung 18 im wesentlichen parallel zur Lufteintrittsöffnung 14 eine Zwischenwand 30 durch das Gehäuse 12, die in ihrer Mitte eine kreisscheibenförmige Öffnung 32 besitzt, in der über Streben 34 das Gehäuse 36 eines Elektromotors 38 eines Gebläses 40 gehaltert ist. Das Gebläse 40 besitzt eine Lüfterflügelanordnung 42, deren Durchmesser in etwa dem Durchmesser der Öffnung 32 der Zwischenwand 30 entspricht.
Oberhalb der Zwischenwand 30, umschlossen von den Stirnwänden 22, 24, den Vorder- und Rückwänden 47, 48 und der Deckenwand 44, befindet sich eine Druckkammer 46.
Die in Figur 1 dargestellte Vorderwand 47 ist im Bereich des Druckraumes 46 mit einem Luftleitgitterelement 50 versehen, das quadratische, in Gitterform angeordnete Einzelöffnungen 52 aufweist, die eine vorgebbare Tiefenerstreckung aufweisen und dadurch eine ausgeprägt gerichtete, weitreichende Luftströmung erzeugen. Das Luftleitgitterelement 50 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Vorderwand 47 und über einen Teil der Höhe des Druckraumes 46.
Je nach Einsatzzweck des Luftkühlers 10 kann ein entsprechendes Luftleitgitterelement 50' an der Rückwand 48 des Gehäuses 12 vorgesehen sein, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.
Ferner können die gegenüberliegend angeordneten Luftleitgitterelemente 50, 50' unterschiedliche Form bzw. Größe aufweisen, und es ist auch möglich, alternativ oder zusätzlich ein Luftauslaßgitter in die Deckenwand 44 des Gehäuses 12 zu integrieren.
Die zur Aufnahme der Luftleitgitteranordnungen bestimmten Ausnehmungen in den Druckkammerwandungen können - falls nur eine einseitige Ausblasrichtung gefordert wird - mit geeigneten Abdeckelementen verschlossen werden.
Zweckmäßigerweise kann die Druckkammer, die oberhalb der Zwischenwand 30 gelegen ist, als separates Gehäuseteil ausgebildet und insgesamt abnehmbar gestaltet werden, so daß Gehäuseteile mit unterschiedlichen Luftleitgitteranordnungen vormontiert vorgesehen und je nach Bedarfsfall verwendet werden können.
Die Ausgestaltung des Druckkammergehäuseteils als separates Gehäuseteil hat auch noch den Vorteil, daß das Gebläse (40) für eventuelle Wartungsarbeiten einfach zugänglich ist.
Je nach Bedarf und gewünschter Leistung können auch weitere, in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellte Gebläse in der Zwischenwand (30) des Luftkühlers (10) vorgesehen sein.
Im Betrieb wird die Kühlrohranordnung 20 von einem Kühlmittel durchströmt, wobei die vom Gebläse 40 angesaugte Luft aufgrund des beim Durchströmen der Kühlrohranordnung 18 auftretenden Wärmeaustausches gekühlt wird und in die Druckkammer 46 gelangt.
Beim Durchströmen der Öffnung 32 in der Zwischenwand 30 umströmt die gekühlte Luft den Elektromotor 38 und trägt dabei in erwünschter Weise zur Kühlung dieses Elektromotors 38 und damit zu dessen Lebensdauererhöhung bei.
Im Druckraum 46 erfährt der über die Öffnung 32 eintretende Kaltluftstrom eine Beruhigung, und es bildet sich in diesem Druckraum 46 ein gewisser Staudruck aus. Damit liegt an den den Luftauslaßbereich bestimmenden Luftleitgitterelementen 50, 51 ein im wesentlichen homogener Kaltluft-Vordruck an, der zu einer gleichmäßigen Beaufschlagung dieser Luftleitgitterelnmente über deren gesamte Fläche führt und zur Folge hat, daß austrittsseitig ein gleichgerichteter, homogener Kühlluftstrom erhalten wird, der ausgeprägt gerichtet ist und zu überraschend großen Kühlluft-Wurfweiten führt.
Durch Verwendung geeignet angepaßter Luftleitgitterelemente können Kühlluftströme von jeweils gewünschtem Querschnitt und entsprechender Kühlluft-Wurfweite erzeugt werden, wobei insbesondere durch Auswahl und Anordnung der Luftleitgitterelemente sowie deren Dimensionierung unter Beibehaltung des sonstigen Grundaufbaus des Luftkühlers einer Vielzahl von in der Praxis auftretenden Forderungen optimal Rechnung getragen werden kann.
Bezugszeichenliste
10
Luftkühler
12
Gehäuse
14
Lufteintrittsöffnung
18
Kühlrohranordnung
20
Kühlrohr
22
Stirnwand
24
Stirnwand
26
Rohranfang
28
Rohrende
30
Zwischenwand
32
Öffnung
34
Strebe
36
Gehäuse des Elektromotors
38
Elektromotor
40
Gebläse
42
Lüfterflügel
44
Deckenwand
46
Druckkammer
47
Vorderwand
48
Rückwand
50
Luftleitgitterelement
50'
Luftleitgitterelement
52
Einzelöffnung

Claims (15)

  1. Luftkühler zum Erzeugen eines Kühlluftstromes, bestehend aus einem einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß aufweisenden Gehäuse (12), in dem eine ein Kühlmittel führende Kühlrohranordnung (18) vorgesehen ist, zumindest einem von einem Elektromotor (38) angetriebenen Gebläse (40), das in Strömungsrichtung der Luft hinter der Kühlrohranordnung (18) angeordnet ist, sowie einer am Luftauslaß vorgesehenen Luftleitgitteranordnung (50, 50'), wobei das Gebläse (40) in einer Öffnung (32) einer Zwischenwand (30) angeordnet ist, die das Gehäuse (12) in eine zustromseitige, die Kühlrohranordnung (18) enthaltende Wärmetauscherkammer und in eine abstromseitige Druckkammer (46) unterteilt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Lufteinlaß mehrere in einer bodenseitigen Lufteinlaßwand des Gehäuses (12) ausgebildete Lufteintrittsöffnungen (14) umfaßt,
    daß die Zwischenwand (30) sich im wesentlichen parallel zur Lufteinlaßwand erstreckt und über ihre gesamte Fläche einen im wesentlichen konstanten Abstand zur Kühlrohranordnung (18) aufweist, und
    daß die Luftleitgitteranordnung (50, 50') Stegmaschenstruktur mit einer Vielzahl von Einzelöffnungen (52) besitzt.
  2. Luftkühler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Lufteintrittsöffnungen (14) im wesentlichen über die gesamte Lufteinlaßwand verteilt sind.
  3. Luftkühler nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Lufteintrittsöffnungen (14) den wesentlichen Teil der Fläche der Lufteinlaßwand bilden.
  4. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Höhe der diese Einzelöffnungen (52) begrenzenden Stege etwa 5 bis 15 mm beträgt.
  5. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zwischenwand (30) im oberen Drittel des flachquaderförmig ausgebildeten Gehäuses (12) angeordnet ist.
  6. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das oder die Gebläse (40) mittig in der Zwischenwand (30) angeordnet ist bzw. sind.
  7. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der oberhalb der Trennwand (30) liegende, die Druckkammer (46) bildende Gehäuseteil als separater Gehäuseteil ausgebildet und austauschbar sowie insbesondere mit unterschiedlichen Luftleitgitteranordnungen (50, 50') ausstattbar ist.
  8. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Luftleitgitteranordnung aus einem einzigen, in der Vorderwand (47) des Gehäuses (12) vorgesehenen Luftleitgitterelement (50) besteht.
  9. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Luftleitgitterelement (50, 50') eine rechteckige Umfangsform aufweist.
  10. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich ein Luftleitgitterelement (50, 50') im wesentlichen über die gesamte Breite der Vorder- und/oder Rückwand (47, 48) des Gehäuses (12) erstreckt.
  11. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich das Luftleitgitterelement (50, 50') nur über einen oberen Teilbereich der Höhe der Druckkammer (46) erstreckt.
  12. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die gesamte Luftaustrittsfläche der Luftleitgitterelemente (50, 50') im wesentlichen der Luftansaugfläche des Gebläses (40) entspricht.
  13. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die gesamte Luftaustrittsfläche der Luftleitgitterelemente (50, 50') kleiner als die Luftansaugfläche des Gebläses (40) ist und insbesondere der halben LuftansaugFläche des oder der Gebläse (40) entspricht.
  14. Luftkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einzelöffnungen (52) rechteckig ausgebildet sind.
  15. Luftkühler nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einzelöffnungen quadratisch ausgebildet sind.
EP94107231A 1993-05-07 1994-05-09 Luftkühler Expired - Lifetime EP0623788B1 (de)

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