FI117965B - Lämmönsiirtojärjestely - Google Patents

Description

117965 Lämmönsiirtojärjestely

Keksinnön ala

Keksinnön kohteena on lämmönsiirtolaite ajoneuvon sisätilan lämpötilan muuttamiseksi, joka käsittää ainakin yhden lämmönsiirtoelementin, jos-5 sa on ainakin yksi nestekanava nesteväliaineen virtausta varten; ainakin yhden pumpun, joka on yhteydessä mainittuun nestekanavaan nesteväliaineen kierrättämiseksi lämmönsiirtoelementin läpi; ainakin yhden lämmitys/jäähdytys-yk-sikön nesteväliaineen lämpötilan muuttamiseksi; kuoren, joka ympäröi läm-mönsiirtoelementtiä ja jonka kuoren sisässä on ainakin yksi ilmakanava; aina-10 kin yhden puhaltimen ilmavirtauksen muodostamiseksi mainittuun ilmakanavaan; ainakin yhden virtausaukon, jonka läpi ilmakanavassa vihaavaa ilmaa on sovitettu purkautumaan kuoren ulkopuolelle; sekä ainakin yhden ahtaan aukon, jonka läpi ilmakanavasta virtausaukolle vihaava ilma on sovitettu virtaa-maan.

15 Edelleen keksinnön kohteena on lämmönsiirtoelementti ajoneuvon sisätilan lämpötilan muuttamiseksi, joka käsittää ainakin yhden nestekanavan sekä ainakin yhden nestekanavaan yhteydessä olevan elimen, joka on sovitettu siirtämään lämpöä nestekanavan ja sitä ympäröivän ilmatilan välillä, ja joka lämmönsiirtoelementti käsittää: kuoren, joka ympäröi lämmönsiirtoelementtiä; 20 ainakin yhden pituussuuntaisen ilmakanavan ilmavihauksen johtamiseksi läm-mönsiihoelementin ensimmäisestä päästä sen toiseen päähän; ainakin yhden • V virtausaukon, joka on yhteydessä mainittuun ilmakanavaan mahdollistaen il- :**]: mavihauksen ainakin osittaisen purkautumisen kuoren ulkopuolelle; ja ainakin yhden ahtaan aukon, joka on sovitettu virtausaukon ja ilmakanavan välille, ja • · 25 jonka ahtaan aukon läpi ulos purkautuva ilmavihaus on sovitettu vihaamaan.

.···. Lisäksi keksinnön kohteena on lämmönsiihomenetelmä ajoneuvoa • · varten, jossa menetelmässä käytetään lämmönsiiholaitetta, joka käsittää aina- .. kin yhden lämmönsiirtoelementin, ainakin yhden pumpun, sekä ainakin yhden :..7 lämmitys/jäähdytysyksikön, ja jossa menetelmässä: kierrätetään pumpun avul- • · *···* 30 la nesteväliainetta lämmönsiirtoelementissä olevassa nestekanavassa; vaiku- ·:··: tetaan lämmitys/jäähdytysyksikön avulla nesteväliaineen lämpötilaan; muodos- :***: tetaan ilmavirtaus lämmönsiirtoelementin kuoren sisäpuolella olevaan ilma- ··· kanavaan; ja johdetaan ainakin osa mainitusta ilmavirtauksesta lämmönsiirto- • · : " elementissä olevan ainakin yhden ahtaan aukon läpi sekä edelleen mainittuun * * 35 ahtaaseen aukkoon yhteydessä olevan ainakin yhden virtausaukon kautta ulos kuoren sisältä.

117965 y 2

Keksinnön tausta

Ajoneuvojen, kuten linja-autojen, matkustustilan lämmön säätämiseen käytetään tyypillisesti pattereita, jotka käsittävät nestekanavan lämmitys-5 nesteen johtamiseksi patterin läpi, sekä nestekanavan ympärille sovitettuja la-melleja patterin lämpöä luovuttavan pinta-alan lisäämiseksi. Patterin läpi voidaan johtaa virtaus joko vain yhteen suuntaan, tai lämmitysjärjestelmä voi olla kytketty suljetuksi silmukaksi niin, että patterin läpi kulkee myös palaava nes-tevirtaus. Tämäntyyppiset patterit sovitetaan linja-autossa yleensä ikkunoiden 10 alapuolelle, matkustajien jalkatilaan. Ongelmana on se, että lämpö ei kylmällä ilmalla nouse tarpeeksi lämmittämään seinä- ja ikkunapintoja, jolloin kylmä seinäpinta tuntuu epämiellyttävältä ja vesihöyryä voi kerääntyä ajoneuvon ikkunoihin. Ratkaisuksi ei kelpaa pattereiden lämpötilan kohottaminen, sillä kuumat patterit tuntuvat epämiellyttävältä matkustajien jalkatilassa ja voivat aiheut-15 taa jopa vammoja. Lisäksi pöly ja muu lika käryää kuuman patterin pinnassa.

Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja parannettu lämmönsiirtojärjestely.

Keksinnön mukaiselle lämmönsiirtolaitteelle on tunnusomaista se, 20 että lämmönsiirtoelementti käsittää labyrintin, jossa on useita peräkkäisiä ja erisuuntaisia ahtaita aukkoja, joiden läpi ilmakanavasta virtausaukolle virtaava : V ilma on sovitettu virtaamaan, ja että labyrintin ahtaat aukot on mitoitettu niin, | että virtausaukosta purkautuvan ilmavirtauksen virtausnopeus on suurempi kuin virtausnopeus ilmakanavassa.

• · 25 Keksinnön mukaiselle lämmonsiirtoelementille on tunnusomaista se, .·**, että lämmönsiirtoelementti käsittää labyrintin, jossa on useita peräkkäisiä ja erisuuntaisia ahtaita aukkoja.

.. Keksinnön mukaiselle lämmönsiirtomenetelmälle on tunnusomaista • » *..7 se, että johdetaan ainakin osa ilmavirtauksesta lämmönsiirtoelementissä ole- • « **;·* 30 van labyrintin useiden peräkkäisten ja erisuuntaisten ahtaiden aukkojen läpi, ja ·:**: suunnataan ulospurkautuva ilmavirtaus virtausaukosta seinäpintaan, jolloin :***: mainittu seinäpinta on sovitettu toimimaan lämpöä säteilevänä pintana.

*·* ./ Keksinnön olennainen ajatus on, että johdetaan lämmönsiirtoele- : mentissä olevan ainakin yhden nestekanavan läpi nesteväliaineen virtaus, se- • * « * · 35 kä lämmönsiirtoelementissä olevan ilmakanavan läpi ilmavirtaus elementin pituussuunnassa. Lämmönsiirtoelementissä on edelleen ainakin yksi virtausauk- 3 117965 ko, jonka läpi elementissä lämmitettyä tai viilennettyä ilmaa päästetään virtaamaan ulos elementin kuoren rajaamasta tilasta. Virtausaukko suuntaa ulos purkautuvan ilmavirtauksen halutulla tavalla. Ilmakanavasta virtausaukolle johdettava ilmavirtaus on sovitettu virtaamaan ainakin yhden ahtaan aukon läpi 5 niin, että virtausaukosta ulos purkautuvalla ilmalla on suurempi virtausnopeus kuin ilmakanavassa viilaavalla ilmalla. Virtausnopeuden kasvaessa lämmön siirtyminen mainittua ahdasta aukkoa rajoittavista pinnoista ilmavirtaukseen tehostuu.

Keksinnön mukainen lämmönsiirtoelementti voi olla ulkomitoiltaan 10 varsin pieni, mutta siitä huolimatta erittäin tehokas. Pienen kokonsa ansiosta se on aiempaa helpompi sovittaa mm. ajoneuvojen rakenteisiin. Edelleen keksinnön mukainen lämmönsiirtoelementti on kevyt, mikä seikka on ajoneuvojen konstruktioissa tärkeä ominaisuus. Ilmasuihkun avulla lämpö saadaan siirtymään aiempaa etäämmälle elementistä. Tällöin ilmasuihku voidaan suunnata 15 virtausaukosta esimerkiksi ajoneuvon korin seinäpintaan, jolloin seinä lämpiää ja toimii siten miellyttävänä ja suurena lämpöä luovuttavana pintana. Koska lämmönsiirtoelementin ulkopinta ei merkittävästi kuumene ajoneuvon sisätilaa lämmitettäessä, matkustajat kokevat keksinnön mukaisen elementin miellyttävänä. Edelleen esimerkiksi aiempiin useista lamellilevyistä koottuihin patterei-20 hin verrattuna on keksinnön mukainen lämmönsiirtoelementti rakenteeltaan yksinkertainen, minkä ansiosta se on helpompi ja edullisempi valmistaa.

• * · *·!·' Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatuk- : V sena on se, että lämmönsiirtoelementin kuoren sisässä on lamelleja, jotka li- «· * : V säävät pinta-alaa sekä muodostavat labyrintin. Virtausaukolle virtaava ilmavir- 25 taus on sovitettu kulkemaan labyrintin useiden peräkkäisten ahtaiden aukkojen ·:··· läpi. Tällöin ilmavirtauksen virtausnopeus kasvaa labyrintissä tehostaen siten ilmavirtauksen ja lamellien välistä lämmönsiirtoa. Edelleen lamellit on sovitettu • · φ niin, että labyrintti muuttaa ilmavirtauksen suuntaa aiheuttaen virtaukseen tur-bulenssia, mikä edelleen parantaa lämmön siirtoa.

• *» 30 Keksinnön erään toisen edullisen sovellutusmuodon olennaisena • m * * *:* ajatuksena on se, että lämmönsiirtoelementin kuoreen on muodostettu esimer- kiksi laserilla suuri määrä hyvin pieniä aukkoja, joiden läpi ulos purkautuva il-mavirtaus johdetaan. Aukot voidaan sijoittaa keskenään niin, että ne muodos-tavat halutun puhalluskuvion.

* · · ] . 35 Keksinnön erään kolmannen edullisen sovellutusmuodon olennaise na ajatuksena on se, että virtausaukon suuruutta voidaan säätää. Tällöin läm- 4 117965 mönsiirtoelementistä ulos tuleva ilmavirtaus voidaan säätää lämmönsiirto-elementin pituudella niin, että juuri oikean suuruinen ulos tuleva ilmavirtaus saavutetaan halutuille kohteille, esimerkiksi ikkunoille. Joissain kohdissa riittää pelkkä elementin kuoren kautta tapahtuva lämpösäteily, jolloin virtausaukot 5 voidaan näillä kohdin jopa sulkea kokonaan. Edelleen silloin, kun lämmönsiirto-linja on pitkä ja sille tuodaan rajallinen puhallusteho, voidaan ulos tulevaa ilmavirtausta säätämällä huolehtia siitä, että riittävä ilmavirtaus saavutetaan myös ilmansyöttökohtaan nähden etäällä olevien virtausaukkojen läpi.

Keksinnön erään neljännen edullisen sovellutusmuodon olennalse-10 na ajatuksena on se, että virtausaukko on lämmönsiirtoelementin pituussuuntainen pitkänomainen huuliaukko. Tällöin ulos tuleva ilmavirtaus muodostaa leveän ilmaverhon, jolla voidaan mm. ehkäistä tehokkaasti höyryn muodostumista ajoneuvon ikkunapintaan sekä vähentää vedon tunnetta.

Keksinnön erään viidennen edullisen sovellutusmuodon olennaise-15 na ajatuksena on se, että lämmönsiirtoelementti on suulakepuristamalla yhdessä vaiheessa muodostettu integroitu kappale, johon kuuluu ainakin kuori, la-mellit, nestekanava sekä ilmakanava. Tällaisen profiilin valmistus suulakepuristamalla on kustannustehokasta. Elementin rakenteessa ei tarvita välttämättä mitään erillisiä komponentteja. Lämmityslaitetta asennettaessa on suulakepu-20 ristetusta profiilitangosta erittäin nopeaa ja kätevää katkaista käyttökohteen mukaisia elementtejä ja liittää ne nesteväNaineen ja ilman syöttökanaviin.

Keksinnön erään kuudennen edullisen sovellutusmuodon olennaise- • V na ajatuksena on se, että lämmönsiirtoelementti on suulakepuristettu avatussa I *.·’ muodossa, jolloin suulakepuristustyökalu voi olla yksinkertaisempi. Lisäksi 25 suulakepuristusprosessi on helpompi toteuttaa. Lämmönsiirtoelementin kuo- • · ·:*·· reen muodostetaan sen pituussuuntainen saranaelin, kuten ohennettu osuus, .*··. joka sitoo avatut puoliskot toisiinsa ja joka sallii puoliskojen sulkemisen toisi aan vasten suulakepuristuksen jälkeen.

.. Keksinnön erään seitsemännen edullisen sovellutusmuodon olen- • · *... 30 naisena ajatuksena on se, että lämmönsiirtoelementti käsittää erikseen valmis- 4 4 *·;** tetut ensimmäisen puoliskon ja toisen puoliskon, jotka ovat liitettävissä toisiin- ·;·*: sa yhtenäisen kuoren muodostamiseksi. Ainakin yhteen mainituista puoliskois- ta on integroitu nestekanava. Edelleen ilmakanavaa rajoittavat ensimmäinen ja ..* toinen puolisko yhdessä. Elementin kokoaminen erikseen valmistetuista puo- • · ' : * 35 liskoista helpottaa suulakepuristusta. Lisäksi voidaan muodostaa rakenteeltaan ja ulkomuodoltaan erilaisia puoliskoja, joita yhdistelemällä voidaan valmistaa 5 117965 ominaisuuksiltaan erilaisia elementtejä. Esimerkiksi lamellien lukumäärä sekä nestekanavien lukumäärä ja sijainti voivat vaihdella. Näin ollen elementillä voi olla moduulirakenteen edut.

Kuvioiden lyhyt selostus 5 Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista lämmön-siirtolaitetta, kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista toista läm-mönsiirtolaitetta, 10 kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaisen lämmön- siirtoelementin poikkileikkausta, kuvio 4 esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön mukaista läm-mönsiirtoelementtiä päästä päin nähtynä ja osat erilleen vedettynä, kuvio 5 esittää kaavamaisesti ja päästä päin nähtynä erästä ele-15 mentin puoliskoa, jota voidaan soveltaa kuvion 4 rakenteessa, kuvio 6 esittää kaavamaisesti erästä kolmatta keksinnön mukaista lämmönsiirtoelementtiä päästä päin nähtynä, kuvio 7 esittää kaavamaisesti ja ylhäältäpäin nähtynä osaa kuvion 3 mukaisesta lämmönsiirtoelementistä, 20 kuvio 8 esittää kaavamaisesti ja ylhäältäpäin nähtynä osaa eräästä keksinnön mukaisesta lämmönsiirtoelementistä, [ kuvio 9 esittää kaavamaisesti ja poikkileikattuna yksityiskohtaa eräästä keksinnön mukaisesta lämmönsiirtoelementistä, • · :*·.· kuvio 10 esittää kaavamaisesti ja sivulta päin nähtynä kahden läm- • · 25 mönsiirtoelementin välistä liitosta, .···, kuvio 11 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista lämmön- • · siirtoelementtiä aukileikattuna ja pituussuunnasta päin nähtynä, ja kuvio 12 esittää vielä kaavamaisesti ja ylhäältä päin nähtynä erästä * · :..7 keksinnön mukaista lämmönsiirtoelementtiä.

*··*' 30 Kuvioissa keksintö on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna.

·:··: Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.

··· • · ’*:** Keksinnön yksityiskohtainen selostus • · t ’** Kuviossa 1 esitetty lämmönsiirtolaite käsittää kolme sarjaan kytket- tyä lämmönsiirtoelementtiä 1a - 1c, jotka yhdessä lämmitys/jäähdytysyksikön 35 2, liitosputkien 3 ja pumpun 4 kanssa muodostavat suljetun silmukan. Silmu- 6 117965 kassa sama nestevaliaineen virtaus kiertää kunkin lämmönsiirtoelementin laic läpi. Tyypillisesti nesteväliaine on vettä, johon on sekoitettu tarvittavia lisäaineita, kuten korroosionestoaineita, mutta myös muita tarkoitukseen sopivia väliaineita voidaan tietenkin käyttää. Ennen ensimmäistä lämmönsiirtoelement-5 tiä 1a sijaitsevassa lämmitys/jäähdytysyksikössä 2 säädetään nesteväliaineen lämpötila halutuksi, jonka jälkeen se aloittaa kierroksensa lämmönsiirtoele-menttien 1a - 1c läpi. Lämmönsiirtoelementtien 1a - 1c nestekanavat on kytketty toisiinsa liitosputkilla 3 tai vaihtoehtoisesti lämmönsiirtoelementit 1 a - 1 c on sovitettu peräkkäin toistensa jatkeelle. Nesteväliainetta kierrätetään läm-10 mönsiirtolaitteessa yhden tai useamman pumpun 4 avulla. Edelleen on kunkin lämmönsiirtoelementin 1a - 1c yhteydessä puhallin 5a - 5c, joilla muodostettavat ilmavirtaukset syötetään lämmönsiirtoelementeissä 1a - 1c oleviin pituussuuntaisiin ilmakanaviin. Tällöin ilmakanavissa vallitsee ulkoilman painetta suurempi paine. Lämmönsiirtoelementteihin 1a - 1c on muodostettu vir-15 tausaukkoja, joiden läpi nesteväliaineen lämmittämä tai jäähdyttämä ilmavirtaus A pääsee purkautumaan ulos. Kuvion 1 elementissä 1a virtausaukko on elementin pituussuuntainen huuliaukko, jolloin ulos purkautuva ilmavirtaus A on leveä suihku. Elementtiin 1b on muodostettu useita olennaisesti pistemäisiä aukkoja, jolloin elementistä 1b purkautuvat ilmavirtaukset A ovat muodoltaan 20 keilamaisia. Elementin 1c virtausaukko on säädetty kiinni, jolloin siitä ei purkaudu lainkaan ilmavirtausta ulos, vaan elementti 1c lämmittää ympäristöä ai-noastaan lämpösäteilemällä.

• · · : Edelleen voi järjestelmä olla toteutettu niin, että nesteväliaine kier- : tää kanavan 45 kautta suljetussa kierrossa. Tällöin ohjausyksikkö 30 ohjaa :\j 25 venttiiliä 46, joka tarpeen mukaan päästää lämmitys/jäähdytysyksiköltä tulevaa •;··; nesteväliainetta nestekiertoon.

.**·. Kuviossa 2 on esitetty eräs vaihtoehtoinen ratkaisu, jossa lämmön- siirtoelementti 1 käsittää kaksi nestekanavaa, jolloin pumpulta 4 syötettävä vir- taus virtaa yhdessä kanavassa yhteen suuntaan ja palaa vastakkaisessa vir- *..7 30 taussuunnassa toista kanavaa pitkin jälleen pumpulle 4. Lämmönsiirtoelemen- • · *·;·* tin 1 loppupäässä ensimmäinen ja toinen nestekanava on yhdistetty esimerkik- :**: si liitosputkella 3. On selvää, että myös tässä tapauksessa lämmönsiirtoele- menttejä voi olla sovitettuna useita peräkkäin. Kuviossa 2 esitetyn lämmönsiir- ♦ · » ./ toelementin 1 ilmakanavaan syötetään kahdella puhaltimella 5a ja 5b ilmavir- * " 35 taus. Puhaltimet 5a ja 5b on sovitettu etäisyyden päähän lämmönsiirtoelemen tin 1 päistä, sillä ilmavirtaus pyritään jakamaan mahdollisimman tasaisesti koko . . 7 117965 lämmönsiirtoelementin 1 pituudelle. Puhaltimien 5 lukumäärä ja teho mitoitetaan luonnollisesti kulloisenkin tarpeen mukaan. Joissain tapauksissa voidaan tarvittava puhallus aikaansaada käyttämällä vain yhtä tehokasta puhallinta 5d, jolta ilmavirtaus ohjataan syöttökanavia 6a ja 6b pitkin lämmönsiirtoelementis-5 sä 1 haluttuun kohtaan, kuten kuvioon 2 on katkoviivoilla merkitty. Vastaavasti puhaltimelta 5d voidaan johtaa sopivia syöttökanavia pitkin ilmavirtaus useammalle lämmönsiirtoelementille. Tällainen keskitetty puhallin 5d voidaan sijoittaa ja lisäksi eristää tehokkaasti niin, että se ei aiheuta olennaisesti melua esimerkiksi ajoneuvon matkustustilaan.

10 Kuviossa 3 esitetty lämmönsiirtoelementti 1 käsittää kuoren 7, joka on olennaisesti ilmatiivis, lukuunottamatta elementin 1 yläosassa olevaa vir-tausaukkoa 8. Tällöin lämmönsiirtoelementin 1 ilmakanavaan 9 syötetystä ilmavirtauksesta osa pääsee purkautumaan virtausaukon 8 läpi ulos elementistä 1. Edelleen käsittää elementti 1 pituussuuntaisen nestekanavan 10, jossa joh-15 detaan nesteväliaineen virtaus. Lämmityselementin 1 kuori 7 toimii lämpöä säteilevänä pintana, joten kuoren 7 mitoitusta, väritystä ja pinnan laatua muuttelemalla voidaan säädellä elementistä 1 säteilemällä siirtyvää lämpötehoa. Elementti 1 on edullisesti muotoiltu yläosastaan kapenevaksi. Lisäksi elementin 1 yläosa on varustettu lamelleilla 11, jotka lämpenevät nestekanavasta 10 20 johtuvan lämmön vaikutuksesta. Lamelleja 11 on sovitettuna molemmille puolille kuoren 7 sisäpintaa. Lämpö johtuu kuorta 7 pitkin myös nestekanavaan 10 nähden vastakkaisille lamelleille 11. Edelleen lamellit 11 on sovitettu niin, että : ne muodostavat ennen virtausaukkoa 8 ahtaan labyrintin, jonka läpi ilmakana- • vasta 9 virtausaukolle 8 virtaava ilma joutuu kulkemaan virtaussuuntaansa !**.: 25 muutellen. Labyrintissa viilaavan ilman virtausnopeus kasvaa ahtaiden rakojen ·:··· vuoksi. Virtausnopeuden kasvu tehostaa lämmön siirtymistä lamelleista ilma- .**·. virtaukseen. Edelleen, kun virtausaukosta 8 ulos viilaavalla virtauksella on • * suuri nopeus, ulottuu ulos viilaavan ilmavirtauksen vaikutus suuremman etäi- syyden päähän virtausaukosta 8, mistä on etua esimerkiksi ajoneuvojen ikku- \.7 30 noiden höyrynpoistossa. Ulospurkautuva ilmamäärä voidaan lisäksi pitää suh- • · *·"* teellisen pienenä, jolloin matkustajat kokevat sen miellyttävänä. Virtausaukon 8 ·:**: suuruus B valitaan niin, että haluttu ilmavirtaus saadaan aikaan. Edullisesti huuliaukon leveys on noin 0,5 mm. On tietenkin selvää, että elementti 1 voi kä- • · · ./ sittää useitakin virtausaukkoja 8, jotka voi lisäksi olla suunnattu eri suuntiin.

* *] 35 Kuviossa 3 esitetty lämmönsiirtoelementti 1 on edullista valmistaa * * · · · suulakepuristamalla metallista, kuten esimerkiksi alumiiniseoksesta. Tällöin : '00' .

: 8 117965 voidaan ennalta suulakepuristaa halutun poikkileikkausprofiilin omaavaa tankoa valmiiksi, ja vasta lämmönsiirtolaitetta kokoonpantaessa katkaista tällaisesta profiilitangosta tarvitavan mittaisia osuuksia.

Kuviossa 4 on esitetty eräs toinen lämmönsiirtoelementin 1 raken-5 nevaihtoehto. Tässä tapauksessa elementti 1 koostuu kahdesta kappaleesta, nimittäin ensimmäisestä puoliskosta 1a ja toisesta puoliskosta 1 b, jotka valmistetaan erikseen esimerkiksi suulakepuristamalla. Tällaisten puoliskojen valmistaminen on valmistusteknisesti helpompaa kuin kuviossa 3 esitetyn yhtenäisen rakenteen. Lisäksi suulakepuristuksessa käytettävät työkalut voivat olla yksin-10 kertaisempia. Ensimmäinen puolisko 1a käsittää kuoren 7 alaosassa kiilamaisen raon 12, johon toisen puoliskon 1b alaosassa oleva kiilamainen liitospinta 13 voidaan tiiviisti työntää elementtiä 1 kokoonpantaessa. Liitos voidaan vielä varmistaa hitsaamalla, juottamalla, liimalla tai jollain muulla sopivalla tavalla. Liitos voi olla myös puristusliitos tai muotolukittu liitos. Edelleen voidaan puo-15 liskojen 1a ja 1b yläpäät kiinnittää toisiinsa ennalta määrätyin välein esimerkiksi ruuvien avulla. Puoliskojen 1a ja 1b välillä on edullisesti hyvä kontaktipinta, jotta lämpö johtuu ja tasaantuu tehokkaasti puoliskojen välillä. Puoliskoista 1a ja 1b kokoonpantu elementti 1 on olennaisesti kuviossa 3 esitetyn yhtenäisen elementin mukainen. Elementti 1 asennetaan lämmitettävän tilan, kuten ajo-20 neuvon, matkustamon seinään tai vastaavaan kiinnityspintaan esimerkiksi toisen puoliskon 1b ulkopintaan integroidun kiinnitysosan 22 avulla, jolloin toinen puolisko 1b on kiinnityspinnan puolella ja ensimmäinen puolisko 1a muodostaa • · « :elementin 1 näkyvän pinnan.

Kuviossa 5 on esitetty puolisko 1c, joka voidaan kuviossa 4 esitetyn :*·.· 25 puoliskon 1a sijaan kiinnittää puoliskoon 1b. Tällainen moduulirakenne mah- • · dollistaa elementin 1 monipuolisen muuntelun. Puolisko 1c käsittää toisen nes-.···. tekanavan 15, jossa voidaan johtaa nesteväliaineen paluuvirtaus. Toisessa nestekanavassa 15 virtaava nesteväliaine tehostaa lämpösäteilyn siirtymistä .. puoliskosta 1c. Edelleen voi puoliskon 1c ulkopinnassa olla kohoumia 16, joi- 30 den ansiosta lämpösäteilyn sironta ympäristöön tehostuu.

• ♦ '·;·* Kuviossa 6 on esitetty vielä eräs mahdollisuus keksinnön mukaisen *:**: lämmönsiirtoelementin 1 valmistamiseksi. Elementti 1 suulakepuristetaan ava- :"*· tussa muodossa, jolloin elementin 1 kyljet 17a ja 17b ovat yläpäästään etäi- ·«· syyden päässä toisistaan. Kyljet 17a ja 17b on kytketty elementin 1 alapäässä « · : " 35 saranaelimellä 18 toisiinsa. Saranaelin 18 voi yksinkertaisimmillaan olla ohen- * * 9 ' 117965 nettu osuus, joka sallii kylkien 17a ja 17b taivuttamisen saranaelimen 18 ympäri toisiaan vasten. Tällainen konstruktio helpottaa valmistusta.

Kuviossa 7 on esitetty osa eräästä keksinnön mukaisesta elementistä 1 ylhäältä päin nähtynä. Kuten nähdään, on virtausaukko 8 tässä tapauk-5 sessa elementin 1 pituussuuntainen pitkänomainen aukko, jolloin sen muodostama ilmavirtaus on suhteellisen ohut, mutta leveä ilmaverho. Samankaltainen vaikutus saadaan aikaan myös käyttämällä useita peräkkäisiä ja samansuuntaisia pitkänomaisia virtausaukkoja.

Kuviossa 8 on esitetty osa eräästä keksinnön mukaisesta elementis- 10 tä 1 ylhäältä päin nähtynä. Tässä tapauksessa virtausaukkoja 8 on useita ja ne sijaitsevat etäisyyden päässä toisistaan. Pistemäisistä virtausaukoista 8 purkautuva ilmavirtaus muodostaa keilamaisen suihkun. Virtausaukkojen 8 lukumäärään ja kokoon vaikuttamalla voidaan elementin 1 ominaisuudet järjestää halutuiksi.

15 Kuviossa 9 on esitetty osa keksinnön mukaisen lämmönsiirtoele- mentin 1 yläpäästä. Elementti käsittää säätöelimen 19, kuten esimerkiksi sää-töruuvin, jolla virtausaukon 8 kokoa B voidaan säätää. Tällöin säätöruuvi on sovitettu taivuttamaan oikeanpuoleista kuorilevyä 20 vasemmanpuoleisen kuo-rilevyn 21 suhteen. Tarvittaessa virtausaukko 8 voidaan säätää halutuissa 20 kohdissa kokonaan kiinni säätöelimen 19 avulla. Edelleen voidaan virtausaukon 8 säätö joissain tapauksissa tehdä taivuttamalla kuorilevyjä 20 ja 21 tois-tensa suhteen niin, että ne jäävät pysyvästi haluttuun asemaan. On myös • · * • Y· mahdollista järjestää virtausaukon säätö tehtäväksi jollain toimilaitteella, jota :*·\· ohjaa lämmönsiirtolaitteen ohjausyksikkö 30. Tällainen ohjausyksikkö 30 voi 25 säätää keskitetysti kaikkien lämmönsiirtolaitteeseen kuuluvien elementtien vir- * * ·:··: tausaukkojen kokoa, puhallustehoa sekä nestevirtauksen lämpötilaa.

.···. Kuviossa 10 on esitetty eräs tapa keksinnön mukaisten lämmönsiir- toelementtien liittämiseksi toisiinsa. Tällöin ensimmäisen elementin 1a ja toisen .. elementin 1b väliin on sovitettu tiiviste 23, esimerkiksi tiivistenauha. Edelleen • · 30 on elementtien 1a ja 1b nestekanavat 10 kytketty toisiinsa nestekanavien sisä- • ♦ *···* pintaa vasten tiivistyvän adapteriputken 24 avulla.

*:··: Kuviossa 11 esitetty lämmönsiirtoelementti ei käsitä labyrinttiä, vaan siinä kuoreen 7 on muodostettu suuri määrä pienen halkaisijan omaavia auk-

»M

koja 40, joiden läpi ilmavirtaus johdetaan ilmakanavasta 9 kuoren 7 ulkopin- • · : ** 35 nassa oleville virtausaukoille 8. Ahtaissa aukoissa 40 virtausnopeus kasvaa, jolloin lämmön siirtyminen nestekanavan 10 lämmittämästä tai jäähdyttämästä 10 117965 kuoresta 7 tehostuu. Edelleen aukkojen 40 pituus mitoitetaan niin, että tarvittava lämmönsiirto saadaan aikaan. Aukkojen 40 halkaisija on tyypillisesti alle 1 mm, edullisesti alle 0,5 mm. Tällaiset aukot on suhteellisen helppoa ja hinnaltaan edullista tehdä sädetyöstömenetelmillä, kuten laserilla, aihion valmistuk-5 sen jälkeen. Tällöin aihio on hyvin yksinkertaista valmistaa esimerkiksi suula-kepuristamalla. Vierekkäisten aukkojen 40 ei tarvitse olla yhdensuuntaisia, vaan aukot 40 voidaan suunnata halutulla tavalla.

Kuviosta 12 nähdään, että aukkojen 40 sijainti voidaan järjestää niin, että ne muodostavat halutun puhalluskuvion. Aukot 40 voidaan järjestää 10 viivamaisesti 41, jolloin muodostuva puhalluskuvio on verhomainen, tai vaihtoehtoisesti aukkoja 40 voidaan järjestää rajatuille alueille 42, jolloin muodostuva puhalluskuvio on pistemäinen. Toisaalta kuoreen 7 voi olla työstetty laserilla pituussuuntainen hyvin kapea aukko 43, joka muodostaa verhomaisen puhalluskuvion.

15 Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollis tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

* · · ··1 • 1 · ·· · * 1 · • 1 **· ··« * · * 1 * 1 · • · · * • · · · · • « • ·· .

• · • · ·♦· *· * · * ·· *·· * · • 1 * · 1 • ; ····· • · • 1 · ' • · * · • · · • · • · • · · 1 · · · • 1

Claims (13)

1. Lämmönsiirtolaite ajoneuvon sisätilan lämpötilan muuttamiseksi, joka käsittää: 5 ainakin yhden lämmönsiirtoelementin (1, 1a - 1c), jossa on ainakin yksi nestekanava (10,15) nesteväliaineen virtausta varten; ainakin yhden pumpun (4), joka on yhteydessä mainittuun neste-kanavaan (10, 15) nesteväliaineen kierrättämiseksi lämmönsiirtoelementin (1, 1a - 1c) läpi; 10 ainakin yhden lämmitys/jäähdytysyksikön (2) nesteväliaineen läm pötilan muuttamiseksi; kuoren (7), joka ympäröi lämmönsiirtoelementtiä (1, 1a - 1c) ja jonka kuoren (7) sisässä on ainakin yksi ilmakanava (9); ainakin yhden puhaltimen (5a - 5d) ilmavirtauksen muodostamisek- 15 si mainittuun ilmakanavaan (9); ainakin yhden virtausaukon (8), jonka läpi ilmakanavassa (9) virtaa-vaa ilmaa on sovitettu purkautumaan kuoren (7) ulkopuolelle; sekä ainakin yhden ahtaan aukon, jonka läpi ilmakanavasta (9) vir-tausaukolle (8) virtaava ilma on sovitettu virtaamaan, tunnettu siitä, 20 että lämmönsiirtoelementti (1, 1a - 1c) käsittää labyrintin, jossa on useita peräkkäisiä ja eri suuntaisia ahtaita aukkoja joiden läpi ilmakanavasta (9) virtausaukolle (8) virtaava ilma on sovitettu virtaamaan, ja ·· I i *.·* että labyrintin ahtaat aukot on mitoitettu niin, että virtausaukosta (8) • V purkautuvan ilmavirtauksen virtausnopeus on suurempi kuin virtausnopeus f 25 ilmakanavassa (9). i

·:··· 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirtolaite, t u n n e 11 u .·*·. siitä, että labyrintin muodostavat kuoren (7) sisäpinnassa olevat lamellit (11).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämmönsiirtolaite, t u n -nettu siitä, että lämmönsiirtoelementti (1, 1a - 1c) on pitkänomainen kappa- • · · 30 le, ja että virtausaukko (8) on lämmönsiirtoelementin (1, 1a - 1c) pituussuun- *·;·* täinen pitkänomainen rako.

*:**: 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönsiirtolaite, tunnettu siitä, että virtausaukon (8) koko on säädettävissä.

··· ./ 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen lämmönsiirtolaite, * ’* 35 tunnettu siitä, että lämmönsiirtolaite käsittää useita lämmönsiirtoelement- • · 117965 12 .. tejä (1, 1a - 1c) kytkettynä sarjaan, ja että lämmönsiirtoelementit (1, 1a - 1c) on kytketty yhteiseen puhaltimeen (5d).

6. Lämmönsiirtoelementti ajoneuvon sisätilan lämpötilan muuttamiseksi, joka käsittää ainakin yhden nestekanavan (10, 15) sekä ainakin yhden 5 nestekanavaan (10, 15) yhteydessä olevan elimen, joka on sovitettu siirtämään lämpöä nestekanavan (10, 15) ja sitä ympäröivän ilmatilan välillä, ja joka lämmönsiirtoelementti (1, 1a - 1c) käsittää: kuoren (7), joka ympäröi lämmönsiirtoelementtiä; ainakin yhden pituussuuntaisen ilmakanavan (9) ilmavirtauksen joh-10 tamiseksi lämmönsiirtoelementin (1, 1a - 1c) ensimmäisestä päästä sen toiseen päähän; ainakin yhden virtausaukon (8), joka on yhteydessä mainittuun ilma-kanavaan (9) mahdollistaen ilmavirtauksen ainakin osittaisen purkautumisen kuoren (7) ulkopuolelle; ja 15 ainakin yhden ahtaan aukon, joka on sovitettu virtausaukon (8) ja ilmakanavan (9) välille, ja jonka ahtaan aukon läpi ulos purkautuva ilmavirtaus on sovitettu virtaamaan, tunnettu siitä, että lämmönsiirtoelementti (1, 1a - 1c) käsittää labyrintin, jossa on useita peräkkäisiä ja erisuuntaisia ahtaita aukkoja.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen lämmönsiirtoelementti, tun ne 11 u siitä, että labyrintin muodostavat kuoren (7) sisäpinnassa olevat lamel-lit (11).

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen lämmönsiirtoelementti, • · tunnettu siitä, että lämmönsiirtoelementti (1, 1a - 1c) on pitkänomainen • · 25 kappale, ja että virtausaukko (8) on lämmönsiirtoelementin (1, 1a - 1c) pituus-suuntainen pitkänomainen rako. • ·

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 6-8 mukainen lämmönsiir- • · **' toelementti, tunnettu siitä, että virtausaukon (8) koko on säädettävissä.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 6-9 mukainen lämmön- ♦ · ; ** 30 siirtoelementti, tunnettu siitä, että lämmönsiirtoelementti (1, 1a - 1c) on ··· ' yhtenäinen kappale, joka on muodostettu suuiakepuristamalla.

·;··! 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen lämmönsiirtoelementti, t u n- .·*·. n e 11 u siitä, että lämmönsiirtoelementti (1, 1a - 1c) käsittää ensimmäisen kyl- jen (17a) ja toisen kyljen (17b), ja että kyljet (17a, 17b) on yhdistetty yhdessä • · • ** 35 reunassa pituussuuntaisen saranaelimen (18) avulla toisiinsa, jolloin kyljet (17a, 17b) ovat käännettävissä mainitun saranaelimen suhteen (18). 117965

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 6-9 mukainen lämmön-siirtoelementti, tunnettu siitä, että lämmönsiirtoelementti (1, 1a - 1c) käsittää ensimmäisen puoliskon (1a) ja toisen puoliskon (1b), että ainakin yksi puolisko (1a, 1b) käsittää nestekanavan (10, 15), ja että puoliskot (1a, 1b) käsittä- 5 vät ainakin yhden kiinnityselimen (12) niiden yhteenliittämistä varten.

13. Lämmönsiirtomenetelmä ajoneuvoa varten, jossa menetelmässä käytetään lämmönsiirtolaitetta, joka käsittää ainakin yhden lämmönsiirtoele-mentin (1, 1a - 1c), ainakin yhden pumpun (4), sekä ainakin yhden lämmi-tys/jäähdytysyksikön (2), ja jossa menetelmässä: 10 kierrätetään pumpun (4) avulla nesteväliainetta lämmönsiirtoele- mentissä (1,1a- 1c) olevassa nestekanavassa (10, 15); vaikutetaan lämmitys/jäähdytysyksikön (2) avulla nesteväliaineen lämpötilaan; muodostetaan ilmavirtaus lämmönsiirtoelementin (1, 1a - 1c) kuo-15 ren (7) sisäpuolella olevaan ilmakanavaan (9); ja johdetaan ainakin osa mainitusta ilmavirtauksesta lämmönsiirtoele-mentissä (1, 1a - 1c) olevan ainakin yhden ahtaan aukon läpi sekä edelleen mainittuun ahtaaseen aukkoon yhteydessä olevan ainakin yhden virtausaukon (8) kautta ulos kuoren (7) sisältä, tunnettu siitä, että 20 johdetaan ainakin osa ilmavirtauksesta lämmönsiirtoelementissä (1, 1a - 1c) olevan labyrintin useiden peräkkäisten ja eri suuntaisten ahtaiden aukkojen läpi, ja * 1 · • 1.·1 suunnataan ulospurkautuva ilmavirtaus virtausaukosta (8) seinäpin- :**[: taan, jolloin mainittu seinäpinta on sovitettu toimimaan lämpöä säteilevänä pin- :1·.· 25 tana. • · ·1··· • 1 *·· * · • · • 1 · ·· • · • ·1 ··· • · • 1 ··· • 1 · · · • · * · · • · • · ··· • 1 • ·· · 117965