CN105871121A - 用于物体调温的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
提出一种用于物体调温的装置，具有用于使调温介质环绕该物体流动的机构，其特征是，该机构包括至少一个由金属带(3a)绕成的盘卷软管(3)，该盘卷软管(3)布置在该物体的周面(2)处并且至少在局部包围该周面，该盘卷软管(3)在其轮廓(3b)的内部形成用于该调温介质的内空的螺旋形流动腔(5)。
Description
技术领域
本发明涉及用于物体调温(即冷却或加热)的装置，包括使调温介质环绕该物体流动的机构。
另外，本发明涉及可利用物体调温装置调温的物体，其包括待调温的物体且最好是柱形物体。
另外，本发明涉及用于物体调温的方法。
此外，本发明涉及将盘卷软管用于物体调温的用途。
背景技术
已知的是，借助呈流体状的调温介质来冷却电动机器尤其是电动机。此时，待冷却的机器被流体环绕流过，其中，该流体从机器带走机器余热。例如已知的是：采用了水、空气或油作为流体或调温介质。
在一种已知构型中，调温装置包括螺旋形流动腔，通过该流动腔，流体被引导环绕电动机流动以冷却该电动机，该流动腔在采用CNC-车铣机床情况下由金属体形成并且布置在电动机周围。
此时被证明不利的是，使用CNC-车铣机床来加工该调温装置的螺旋形流动腔是费时且高成本的。由原理决定了在加工中出现边角料，这是因为必须去除相当一部分的金属物体来形成螺旋形流动腔。而且，该调温装置因为必须使用实心材料而具有大的重量，这尤其在机动车中使用电动机时被证明是尤其不利的。
发明内容
因此，本发明任务在于提出一种改进的物体调温装置，其在用于为此所用的装置的较低材料和加工成本的同时，实现了高效的物体调温。
该任务将通过一种具有权利要求1的特征的装置、一种具有权利要求10的特征的可调温的物体、通过具有权利要求12的特征的方法以及通过具有权利要求15的特征的用途来完成。由各从属权利要求得到有利的改进方案。
根据本发明，在上述类型装置中如此完成该任务，即，所述机构包括至少一个由金属带卷绕成的盘卷软管，该盘卷软管布置在该物体的周面上并且至少部分包围它，该盘卷软管在其轮廓内部形成用于调温介质的内空的螺旋形流动腔。
利用本发明获得的优点在于，该盘卷软管相比于从现有技术中知道的调温装置具有较轻的重量并且能以简单方式围绕待调温物体卷绕。另外，盘卷软管优选是标准件，其能以不同的实施方式廉价地可供使用并且根据本发明被提供给崭新的用途。
在该物体的周面或外表面与盘卷软管之间可以设置中间层，中间层最好相对于液体和气体是密封的。中间层可以用于相对于该物体密封该流动腔。该中间层的另一个优点是，它补偿了该物体的形状和位置误差并且可以允许在物体和调温介质之间的最佳热能交换。因此，采用具有良好导热性能的中间层。以下事实也变得有利，盘卷软管能以简单方式被卷绕到中间层上，从而该物体调温装置的安装得以简化加快。
在压实状态下(即在盘卷软管的异型带在轴向上最大推合的状态下)，盘卷软管的内腔高度最好在2mm至15mm范围内，尤其优选在3mm至8mm范围内。对于这样的相比于从现有技术中已知的盘卷软管较大的内腔高度，带来以下优点：调温介质所流过的流动腔被增大，由此可以有更多的调温介质流过该流动腔。
该盘卷软管最好在压实状态下具有在7mm-15mm范围内的内腔宽度。类似于压实状态下的盘卷软管的内腔高度，这带来以下优点，调温介质所流过的流动腔相对较大，由此可以有更多调温介质流过流动腔。
在一个有利的实施方式中，该盘卷软管具有钩形轮廓。钩形轮廓相比于作为盘卷软管的另一可用的轮廓形状的“搭扣轮廓”有以下优点，调温介质所流过的流动腔又被增大。
最好非对称地构成该盘卷软管的钩形轮廓。此时的优点在于，调温介质所流过的流动腔在用于盘卷软管的材料用量减少的同时，可以大于在采用盘卷软管的对称轮廓时的流动腔。
在本发明的一个替代实施方式中，盘卷软管的钩形轮廓是对称构成的。借此获得的优点在于：该盘卷软管的稳定性高于在采用非对称轮廓时。
在一个有利的改进方案中，该对称轮廓是双重的或多重的。在这样的实施方式中，对流原理适用于物体调温装置，由此提高调温效率。
该盘卷软管可以在其远离该物体的一侧由刚性的或柔软的壳套材料包裹，该壳套材料最好是相对于液体和气体是密封的。该壳套材料此时可以(不局限于)是不锈钢、铝、塑料或者弹性体。此时有利的是，该壳套材料相对于环境密封该盘卷软管并且该调温介质不会不受控制地逸出本身不紧密的盘卷软管。还可以围绕壳套材料设置其它层，例如编织软管或环形软管。
本发明装置的另一个改进方案的特点在于用于将调温介质输入流动腔的第一连接口和至少一个用于从流动腔排出调温介质的第二连接口。这些口能够根据具体实要求布置在该物体的一侧或不同侧。此时，这些口的取向可以根据具体要求来如此选择，即相关的口在该物体的轴线(图示)如纵轴线方向上敞通。或者，这些口的取向可以根据具体要求来如此选择，即相关的口横向于或以其它任何角度相对于物体的(图示)轴线方向敞通。
本发明的另一方面涉及可调温的物体，它最好呈柱形构成并且具有周面或外表面，在该周面或外表面设置本发明的装置，其至少局部包围该物体。通过这种方式，提供这样的物体，其可以根据要求以简单、廉价而灵活的方式来调温。
该物体可以是(不限于此)包括内燃机的机动车中的马达尤其是电动机、管子管路或软管管路的一部分尤其是排气管路或类似机构。通过这种方式，本发明的装置适用于大量可能的应用场合。柔性物体或者柔性软管管路也可以通过这种方式调温。
本发明的又一个方面涉及一种用于物体调温的方法，其中，该物体至少在局部利用由异型的金属带构成的盘卷软管被缠绕，该盘卷软管在其轮廓内部形成用于调温介质的内空的螺旋形流动腔，该流动腔被调温介质流过。许多物体尤其是具有可变的横截面轮廓和纵截面轮廓的物体以及还有柔性物体可以通过这种方式被简单灵活地调温，对此已做了说明。
作为调温介质，可以视具体调温要求来定，采用气态介质尤其是空气或者液体尤其是油或水。
还可以规定，流过盘卷软管的调温介质被动流入该流动腔且被动流出该流动腔，例如在利用物体运动的情况下，这允许非常廉价的实现。
或者可以规定，流过盘卷软管的调温介质主动地输入盘卷软管的流动腔并且又主动地排出该流动腔。此时有利的设计是，可以通过较高压力更高效可控地执行调温，其中，该调温介质相比于被动流体输送处于所述较高压力下。另外，调温通过这种方式原则上与物体运动无关。
本发明的另一个方面涉及本身已知的按照标准被用于保护用于流体引导的内置管路或(内部)线路的盘卷软管的崭新用途。在本发明的使用盘卷软管来调温物体的过程中规定，该物体在其周面处至少部分用由异型的金属带构成的盘卷软管来包裹，并且该盘卷软管在其轮廓内部形成用于调温介质的内空的螺旋形流动腔。这扩展了已知的盘卷软管的应用范围。
附图说明
从以下结合附图对实施例的说明中得到了本发明的其它优选特征和实施方式。
图1以纵剖视图示出了被盘卷软管卷绕的物体；
图2以纵剖视图示出了具有非对称轮廓的盘卷软管；
图3以纵剖视图示出了具有对称轮廓的盘卷软管；
图4示出了具有相对于盘卷软管的卷绕方向倾斜布置的连接口的本发明的装置；
图5示出了具有相对于盘卷软管的卷绕方向垂直布置的连接口的本发明的装置；以及
图6以横剖视图示出了具有根据本发明所采用的作为中间结构的盘卷软管的双壁式管子管路。
具体实施方式
以下，参照附图描述本发明的实施方式。
如图1所示的本发明实施方式示出了仅示意性所示的呈电动机1形式的物体的纵剖视图。电动机1在其周面2被盘卷软管3包围，盘卷软管由金属带3a卷绕而成。在盘卷软管3和电动机1之间设有中间层4，该中间层相对于液体或气体是密封的。盘卷软管3在其轮廓3b内部形成用于调温介质(未示出)的内空的螺旋形流动腔5。盘卷软管3的轮廓高度PH(参见图2和3)对于可供使用的流动腔5的尺寸是决定性的并且在本实施例中为4mm。相比于从现有技术中知道的盘卷软管实施方式，压实状态下的盘卷软管3的内腔高度IKH被增大，以增大可供使用的流动腔5。
类似于压实状态下的盘卷软管3的内腔高度IKH，压实状态下的盘卷软管3的内腔宽度1KB(见图2和图3)也被增大，以增大流动腔5的体积，并且在这里为10mm。
在盘卷软管3的或物体1的两端设置端件6a、6b。端件6a、6b具有连接口7a、7b，调温介质可以通过连接口被送入流动腔5以及被排出流动腔。调温介质流过在盘卷软管3的若干绕圈3c内部的流动腔5，所述绕圈3c呈螺旋形布置，并且因此有助于送走电动机1的散射热能。绕圈3c的螺旋形布置使得散热特别高效。
在盘卷软管3的背对电动机1的一侧，盘卷软管3由壳套材料8包围，该壳套材料相对于液体和气体是密封。借此做到了该调温介质只能在了连接口7a、7b处离开盘卷软管3(其由原理决定了具有不密封性)。
如图2所示，盘卷软管3具有所谓的钩形轮廓。此时，盘卷软管3的若干绕圈3c相互钩合以保证盘卷软管3的所需要的稳固性。在图2所示的实施方式中，轮廓是非对称的。非对称轮廓的宽侧边3d形成流动腔5，调温介质流过该流动腔。
图3示出了盘卷软管3的轮廓的替代实施方式。在此，它是对称的轮廓。流动腔5在这里通过盘卷软管3的相互钩合的部分的间隙构成。
这两个连接口7a和7b能如图1所示平行于盘卷软管3的卷绕方向W来取向。但或者，这两个连接口7a、7b也可以在以下方向上取向，该方向相对于盘卷软管3的卷绕方向W例如以大约45°的角度倾斜地(图4)或大约垂直地(图5)布置。由此，连接口7a、7b可以简单的方式匹配于例如在机动车发动机舱内的结构空间技术要求。
图6示出了替代实施方式。在此情况下是双壁管路11，其具有在内管9和外管10之间的盘卷软管3。内管9和外管10可以对液体和气体是密封的。此时，内管9的类似于中间层4发挥作用，外管10类似于本发明前述实施方式的壳套材料8发挥作用。盘卷软管3如迄今的实施方式那样在其轮廓内部形成流动腔5，调温介质流过该流动腔。不同于本发明的上述实施方式，源自电动机的热能(余热)没有通过调温介质被散走，而是在内管9内流动的介质的热能被散走。
Claims (16)
1.一种用于物体调温的装置，其具有用于使调温介质环绕该物体流动的机构，其特征是，该机构包括至少一个由金属带(3a)盘绕成的盘卷软管(3)，该盘卷软管(3)布置在该物体的周面(2)处并且至少在局部包围该周面，该盘卷软管(3)在其轮廓(3b)的内部形成用于该调温介质的内空的螺旋形流动腔(5)。
2.根据权利要求1的装置，其特征是，在该物体的周面(2)和该盘卷软管(3)之间设有至少一个中间层(4)，该中间层(4)相对于液体和气体是密封的并且该盘卷软管(3)卷绕在该中间层(4)上。
3.根据前述权利要求之一的装置，其特征是，在压实状态下的该盘卷软管(3)的内腔高度(IKH)在2mm至15mm范围内，最好在3mm至8mm范围内。
4.根据前述权利要求之一的装置，其特征是，在压实状态下的该盘卷软管(3)的内腔宽度(IKB)在7mm至15mm范围内。
5.根据前述权利要求之一的装置，其特征是，该盘卷软管(3)具有钩形轮廓。
6.根据前述权利要求之一的装置，其特征是，该轮廓是非对称构成的。
7.根据前述权利要求之一的装置，其特征是，该轮廓是对称构成的。
8.根据权利要求7的装置，其特征是，该轮廓是双股或多股的。
9.根据前述权利要求之一的装置，其特征在于用于将调温介质引入该流动腔(5)的第一连接口(7a)和用于从该流动腔(5)排出调温介质的至少一个第二连接口(7b)。
10.根据前述权利要求之一的装置，其特征是，该盘卷软管(3)在其背对该物体的一侧被壳套材料(8)包围，该壳套材料(8)相对于液体和气体是密封的。
11.一种可调温的物体，其包括具有周面(2)的待调温物体，其最好呈柱形，还包括根据权利要求1至10之一的用于物体调温的装置，该装置的盘卷软管(3)布置在该物体的周面(2)处并且至少在局部包围该周面。
12.根据权利要求11的可调温的物体，其特征是，该物体是马达尤其是电动机(1)，或者是管子管路或软管管路的一部分。
13.一种用于物体调温的方法，其特征是，该物体至少在局部用由异型的金属带(3a)构成的盘卷软管(3)卷绕，该盘卷软管(3)在其轮廓(3b)的内部形成用于调温介质的内空的螺旋形流动腔(5)，该流动腔(5)被该调温介质流过。
14.根据权利要求13的方法，其特征是，作为调温介质，采用气态介质尤其是空气或者液体尤其是水。
15.根据权利要求13或14的方法，其特征是，流过该盘卷软管(3)的该调温介质被动地流入该流动腔(5)并且被动地流出该流动腔(5)，或者流过该盘卷软管(3)的该调温介质被主动地输入到该流动腔(5)。
16.将盘卷软管(3)用于物体调温的用途，其特征是，该物体在其周面(2)处至少部分用由异型的金属带(3a)构成的盘卷软管(3)包围，该盘卷软管(3)在其轮廓(3b)的内部形成用于调温介质的内空的螺旋形流动腔(5)。
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