FI79890C

FI79890C - ELEKTRISK VAERMARE FOER ETT MOTORFORDONS AVKYLNINGSSYSTEM.

Info

Publication number: FI79890C
Application number: FI882108A
Authority: FI
Inventors: Jarmo Levy
Original assignee: Kovil Oy
Priority date: 1988-05-05
Filing date: 1988-05-05
Publication date: 1990-03-12
Also published as: FI79890B; FI882108A0

Description

1 79890 Sähköinen lämmitin moottoriajoneuvon jäähdytysjärjestelmää varten Tämä keksintö koskee sähköistä lämmitintä moottori-5 ajoneuvojen jäähdytysjärjestelmässä olevan nesteen lämmittämiseksi käsittäen jäähdytysnestejärjestelmään liittyvän yhdysputken rinnalle sovitetun imu- ja poistokanavilla varustetun lämmitinkotelon, joka on jaettu imu- ja poisto-kanaviin liittyviksi kammioiksi väliseinällä, joka sallii 10 kammioiden välisen virtauksen ainoastaan kotelon imu- ja poistokanavista etäämpänä olevan pään läheisyydestä, ja poistokanavan puoleiseen kammioon sovitetun lämmitysvastuk-sen.The present invention relates to an electric heater for heating a liquid in an engine-5 vehicle cooling system, comprising a heater housing with intake and exhaust ducts arranged alongside a connecting pipe connected to the coolant system and divided into flow only in the vicinity of the end furthest from the inlet and outlet ducts of the housing, and a heating resistor fitted in the outlet duct side chamber.

Moottoriajoneuvojen jäähdytysnestejärjestelmään on 15 kehitetty useita eri tyyppisiä lämmittimiä, jotka asennetaan joko moottorin lohkoon tai jäähdytys- ja lämmitysjärjestelmän putkistoon tai letkustoon. Usein ongelmana on tilan puute asennuspaikassa, jolloin lämmitin ei mahdu lohkoon tai putkistoon. Tällöin lämmitin täytyy asentaa 20 muualle kone- tms. tilassa ja yhdistää letkuilla moottoriin. Termosifoni-ilmiön nesteelle antama kiertovoima riippuu lämpimän ja kylmän nesteen korkeus- ja lämpötilaerosta. Pelkkä letkuun tai putkeen asennettu lämmitin ei aina saa aikaiseksi riittävää nesteen kiertoa ja lämmitin ei toimi. 25 Johdannossa kuvatussa, tunnetuntyyppisessä lämmitti- messä termosifoni-ilmiötä on vahvistettu sovittamalla läm-mitysvastus erilliseen koteloon, joka on muotoiltu pystysuunnassa korkeaksi, jolloin jo itse lämmittimessä syntyy voimakas termosifoni-ilmiö. Tähänkin rakenteeseen liitty 30 kuitenkin eräitä ongelmia, jotka voivat johtaa lämmitys-vastuksen ylikuumenemiseen ja vaurioitumiseen. Yleensä osasyynä tällaiseen tilanteeseen on, että lämmitintä ei ole pystytty asentamaan sellaiseen jäähdytysnestejärjestelmän paikkaan, jossa toisaalta imukanavaan olisi taattu 35 riittävä jäähdytysnesteen virtaus ja toisaalta poistokanava 2 79390 kulkisi nousevana riittävän kauas lämmittimestä jäähdytys-nesteen kierron mahdollistamiseksi. Erityisesti jäähdyt-timeen liittyvissä putkistoissa ongelmaksi saattaa muodostua jäähdytysnesteen virtauksen estyminen termostaatin 5 suljettua virtauksen jäähdyttimelle moottorin ollessa kylmä.Several different types of heaters have been developed for the motor vehicle coolant system, which are installed either in the engine block or in the piping or hose of the cooling and heating system. Often the problem is the lack of space at the installation site, which prevents the heater from fitting into the block or piping. In this case, the heater must be installed 20 elsewhere in the machine or similar room and connected to the motor via hoses. The rotational force exerted on a liquid by the thermosiphon phenomenon depends on the difference in height and temperature of the warm and cold liquid. A heater installed in a hose or pipe alone will not always provide sufficient fluid circulation and the heater will not work. In the heater of the known type described in the introduction, the thermosiphon effect is amplified by fitting the heating resistor to a separate housing which is shaped vertically high, whereby a strong thermosiphon effect is already generated in the heater itself. However, even with this structure, there are some problems that can lead to overheating and damage to the heating resistor. In general, part of the reason for this situation is that the heater has not been able to be installed in a location in the coolant system where adequate coolant flow is guaranteed to the intake duct and outlet duct 2 79390 rises sufficiently far from the heater to allow coolant circulation. Particularly in the piping connected to the radiator, the problem may be the obstruction of the flow of coolant after the thermostat 5 has closed the flow to the radiator when the engine is cold.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena onkin esittää lämmitin, jolla yllä esitetyn kaltaiset ongelmatilanteet voidaan välttää. Tämä on toteutettu keksinnön mukaisella 10 lämmittimellä, jolle on tunnusomaista, että imukanava liittyy yhdysputkeen erillään poistokanavasta olevassa ja siihen nähden virtauksen tulosuunnassa sijaitsevassa kohdassa ja että poistokanava on varustettu yhdysputkeen työntyvällä putkinysällä, joka ohjaa virtauksen poispäin imukanavasta. 15 Tällä tavoin poistokanavasta poistuva lämmennyt jäähdytys-neste kyetään siirtämään riittävän kauas aukosta, josta kylmä vesi johdetaan lämmitinkotelon sisään. Tällainen rakenne on edelleen edullinen sen johdosta, että ajoneuvon ollessa normaalisti toiminnassaan jäähdytysnestevirtauksen 20 ei tarvitse kulkea lämmittimen kautta vaan se voi tapahtua oleellisesti kuristuksettomana ohivirtauksena sen ohitse.It is therefore an object of the present invention to provide a heater with which problem situations such as those described above can be avoided. This is realized by a heater 10 according to the invention, characterized in that the suction channel is connected to the connecting pipe at a point separate from the outlet duct and in the flow inlet direction, and that the outlet duct is provided with a pipe nozzle projecting away from the suction duct. In this way, the heated coolant leaving the outlet duct can be moved sufficiently far from the opening from which the cold water is introduced into the heater housing. Such a structure is further advantageous due to the fact that when the vehicle is in normal operation, the coolant flow 20 does not have to pass through the heater but can take place as a substantially unrestrained bypass.

Seuraavassa keksinnön mukaista sähköistä lämmitintä kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa 25 kuvio 1 esittää kaaviollisesti moottoriajoneuvon jäähdytysnestejärjestelmän periaatteellisen rakenteen, ja kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen lämmittimen esimerkinomaisen suoritusmuodon kaaviollisen rakenteen.The electric heater according to the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows the basic structure of a motor vehicle coolant system, and Fig. 2 shows a schematic structure of an exemplary embodiment of a heater according to the invention.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti moottoriajo-30 neuvon jäähdytysnestejärjestelmä. Siinä jäähdytysneste johdetaan moottorin lohkosta 20 termostaatin 21 ja letkun 22 kautta jäähdyttimelle 23, jolta se viedään letkun 24 kautta vesipumpulle 25 ja siitä edelleen takaisin moottorin lohkoon 20. Toisena kiertotienä jäähdytysnesteelle on reit-35 ti, jossa jäähdytysneste on letkun 26 kautta johdettu sisä- 3 79890 tilalämmittimelle 27 ja takaisin moottorin lohkoon 20. Jälkimmäinen kierto siis huolehtii sisätilojen lämmönsaan-nista. Kuvion 1 kaaviokuvassa katkoviivoilla merkityillä renkailla on merkitty keksinnön mukaisen lämmittimen 1 5 mahdollisia asennuspaikkoja. Tämän mukaisesti lämmitin voidaan asentaa joko jompaan kumpaan sisätilalämmittimen 27 vesiletkuun 26 tai 28 ja myös jäähdyttimen 23 alavesi-letkuun 24 vesipumpun 25 läheisyyteen.Figure 1 schematically shows a coolant system for a motor vehicle 30. In it, the coolant is led from the engine block 20 through the thermostat 21 and the hose 22 to the cooler 23, from where it is led via the hose 24 to the water pump 25 and from there back to the engine block 20. The second bypass to the coolant is a route 35 through the coolant. 79890 to the space heater 27 and back to the motor block 20. The latter circuit thus takes care of the heat supply to the interior. In the diagram of Figure 1, the rings marked with broken lines indicate the possible installation locations of the heater 1 according to the invention. Accordingly, the heater can be installed in either of the water hoses 26 or 28 of the indoor heater 27 and also in the lower water hose 24 of the radiator 23 in the vicinity of the water pump 25.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen lämmit-10 timen esimerkinomaisen suoritusmuodon periaatteellinen rakenne. Kuvion 2 mukainen lämmitin 1 käsittää lämmitin-kotelon 4, joka on väliseinällä 7 jaettu kahdeksi kammioksi 5 ja 6, jolloin kammioon 6 on sovitettu sähkökäyttöinen lämmitysvastus 8. Väliseinä 7 on muotoiltu siten, että se 15 sallii jäähdytysnesteen virtauksen ainoastaan kotelon 4 pohjan läheisyydestä, jolloin taataan oleellinen korkeusero lämmitysvastuksella 8 varustetun kammion 6 jäähdytysnesteen tulo- ja poistoaukkojen välille. Koteloon 4 on sovitettu liittymään yhdysputki 2, johon on tehty kotelon 4 kammioon 20 5 avautuva imuaukko 9. Poistovirtaus kotelon 4 kammiosta 6 tapahtuu poistokanavan 3 kautta, joka on viety yhdysput-keen 2 nähden sisäkkäisenä putkena 12 jonkin matkaa poistuvan jäähdytysnestevirtauksen suuntaan. Tämä takaa sen, että lämmittimeltä poistuva lämmennyt jäähdytysneste ei 25 enää pääse palaamaan lämmittimeen imuaukon 9 kautta. Kuvion 2 mukainen lämmitin on liitetty jäähdytysnestejärjestelmän osaksi yhdysputken 2 päihin liitetyillä letkuilla tai putkilla 10 ja 11. Täten lämmitinkotelon 4 kautta kulkeva virtaus muodostaa rinnakkaisen virtaustien yhdysputken 2 30 kautta kulkevalle jäähdytysnesteen päävirtaukselle. Täten ajon aikana, jolloin lämmitin 1 ei ole käytössä, jäähdytys-nestevirtaus pääsee pääasiallisesti ohittamaan lämmittimen 4 tämän yhdysputken 2 kautta. Kun taas moottori ei ole käynnissä ja vesipumppu 25 siten ei ole toiminnassa, niin 35 jäähdytysneste kulkee lämmitinkotelon 4 kautta, jolloin 4 79890 sen oleellisen korkea muoto ja pystyasentoinen asennus takaavat riittävän termosifoni-ilmiön syntymisen jäähdytys-nesteen kierron aikaansaamiseksi. Haluttaessa poistokanavaa 12 voidaan jatkaa siihen liitetyllä letkua tai putkea 11 5 pienihalkaisijaisemmalla putkella.Figure 2 shows the basic structure of an exemplary embodiment of a heater according to the invention. The heater 1 according to Figure 2 comprises a heater housing 4 divided into two chambers 5 and 6 by a partition wall 7, the chamber 6 being fitted with an electric heating element 8. The partition wall 7 is shaped so as to allow coolant flow only in the vicinity of the bottom of the housing 4, a substantial height difference is ensured between the coolant inlets and outlets of the chamber 6 provided with the heating resistor 8. Adjacent to the housing 4 is a connecting pipe 2 having a suction opening 9 opening into the chamber 20 5 of the housing 4. The discharge flow from the chamber 6 of the housing 4 takes place via an outlet duct 3 which is inserted as a nested pipe 12 with respect to the connecting pipe 2. This ensures that the heated coolant leaving the heater 25 can no longer return to the heater through the inlet 9. The heater according to Figure 2 is connected as part of the coolant system by hoses 10 and 11 connected to the ends of the connecting pipe 2. Thus, the flow through the heater housing 4 forms a parallel flow path to the main coolant flow through the connecting pipe 2 30. Thus, during the run when the heater 1 is not in use, the coolant flow can essentially pass the heater 4 through this connecting pipe 2. While the engine is not running and the water pump 25 is thus not running, the coolant 35 passes through the heater housing 4, whereby its substantially high shape and vertical installation ensure that a sufficient thermosiphon effect is generated to cause the coolant to circulate. If desired, the outlet duct 12 can be extended by a hose or pipe 11 5 connected to it with a smaller diameter diameter pipe.

Yllä keksinnön mukaista sähköistä lämmitintä moottoriajoneuvojen jäähdytysjärjestelmässä olevan nesteen lämmittämiseksi on kuvattu vain yhden esimerkinomaisen suoritusmuodon avulla ja on ymmärrettävää, että siihen 10 voidaan tehdä useitakin kotelon muotoilua ja rakenneyksityiskohtia koskevia muutoksia poikkeamatta kuitenkaan oheisen patenttivaatimuksen määrittelemästä suojapiiristä.The electric heater according to the invention for heating a liquid in a motor vehicle cooling system has been described above by means of only one exemplary embodiment and it will be appreciated that several changes may be made to the housing design and structural details without departing from the scope of the appended claims.

Claims

An electric heater (1) for heating a liquid in a motor vehicle cooling system, comprising a heater housing (4) with intake and exhaust ducts (9, 3) arranged on a connecting pipe (2) connected to the coolant system and divided by an intake (9) and an outlet. chambers (5, 6) connected to the ducts (3) by a partition wall (7) which allows flow between the chambers (5, 6) only in the vicinity of the end further from the suction and discharge ducts (2, 3) of the housing (4), and an outlet duct Heating resistor (8) arranged in the chamber (6) on the side (3), characterized in that the suction duct (9) is connected to the connecting pipe (2) at a point separate from the outlet duct (3) and located downstream of it, and that the outlet duct (3) is provided with a pipe nipple (12) projecting into the connecting pipe (2), which directs the flow away from the suction duct (9). 6 79890 Elektrisk värmare (1) for the installation of a power supply to a motor system for motor vehicles and in parallel 5 to an account for a power supply system (2) anordnat med insugnings- och utloppskanaler (9, 3. för) (9, 3. för) it is indifferent to the insertion of the chamber (9) and the end of the chamber (3) of the chamber (5, 6) with the side chamber (7), with the construction of the chamber 10 (5, 6) itself and the skin (4) ) which is not included in the insertion channels and the output channel, and in the color channel (8) in the end of the chamber (6) at the end of the output channel (3) at the end of the input channel (9) at the end of the channel (15) and that the feed channel (3) is connected to the feed channel and the feed channel (3), and the feed channel (3) is connected to the feed channel (12).