HU202642B - Apparatus for simultaneous filtering while heat exchanging - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés első közeg második közeggel való hőcsere közbeni egyidejű szűrésére.

Ismeretes, hogy gyakori igény egy folyadékközeg szűrése, és ezzel egyidejű hőmérsékletváltoztatása. Közismert példa erre belsőégésű motorok kenőanyagé- 5 nak, hajtóműrendszerek és hidraulika-rendszerek hidraulika-folyadékának szűrése és egyidejű hűtése. Annak ellenére, hogy a szűrendő és hűlendő anyag ilyen esetben és további esetek többségében azonos, különálló berendezéseket alkalmaznak a feladat elvégzésére, me- 10 lyeket egymás után sorba kapcsolnak. Egyik oka ennek, hogy az egyszer használatos szűrők nem drága berendezések, és cseréjük többször lehetséges a rendszer élettartama alatt. Másrészt a manapság használatos hagyományos hőcserélők mindkét áramló közeg turbulens át- 15 áramlására vannak méretezve, és költségük sokkal nagyobb a szűrőberendezésnél, és a méretezés során csere nélkül, a berendezés egész élettartamára vannak tervezve.

Sok esetben azonban a hőcserélőt olyan körülmények 20 között kell üzemeltetni, amikor a közeg szennyezett, vagy a hőcserélő működő felületén lerakódások képzésére hajlamos. A mai hagyományos, turbulens áramlással működő hőcserélőknél ezek a lerakódások csökkentik a hőcserélő hőátszármaztatási képességék és szüksé- 25 gessé teszik a hőcserélő szabályos időközönként való tisztítási, vagy csereigényét. Karbantartási szempontból bevált szempont, hogy a hőcserélőt a szűrő cseréjével azonos időszakonként tisztítják. Előnyös lenne tehát a hőcserélő előállítási költségét olyan alacsonyra redukál- 30 ni, hogy egyszer használatos elemként a szűrővel együtt eldobható legyen. Ilyen esetben lényeges előny lenne, ha a szűrő és hőcserélő egy egységbe összeépített könnyen cserélhető egység lenne.

Gépjárművek esetében, ahol egyesül a motorolaj hű- 35 tésének és szűrésének szükségessége, a hűtési igény a motorok teljesítményének növelésével egyre fokozódik, a beépítési méretek ugyanakkor fokozatosan csökkennek. A tömeggyártás ellenére azonban a mai olajhűtők, melyek az olaj és a víz vagy víz-glikol hűtőközeg turbu- 40 lens áramlására készülnek olyan drágák, hogy alkalmazásukra csak akkor kerül szükség, ha nélkülözhetetlenek. A mai korszerű motorokat és hajtóműveket azonban olyan magas üzemi hőmérsékletre tervezik, hogy az olaj visszahűtése nélkül élettartamuk jelentősen korlá- 45 tozódna. Következésképp szigorú szükségszerűség olajhűtők alkalmazása a motorok és hajtóműrendszerek többségében, melyek előállítási költsége alacsony, és kompakt módon beépíthetők a motor vagy hajtóműrendszerekbe. 50

A technika jelenlegi állása szerinti leghatékonyabb kompakt hőcserélők turbulens áramlásra épülnek, és úgynevezett turblencia generátor van beléjük építve, ami vékony lamináris határréteget hoz létre az érintkező felületen, s ezáltal viszonylag magas hőátadás érhető el. 55 A jelenlegi technika alapján gyártott hőcserélők, például motorok és hajtóművek víz-olaj hűtői durván akkora méretűek mint egy olajszűrő, azonban a fent említettek szerint sokszor sokkal drágábbak. A DE 550.281 sz. irat a két egység összeépítésére mutat példát. A szűrő és 60 hőcserélő összekombinálása egyeüen egységgé változaüan kialakítás mellett túl nagy szerkezetet eredményezett, melynek helyét nehéz volt biztosítani. Ezentúl a költsége is nagyon magas volt

Két különböző közeggel dolgozó hőcserélőknél, pél- 65 dául olaj és víz esetén nagyon fontos, hogy az egyes közegek ne szivárogjanak át a másik térbe. Kenőolaj vagy hidraulikaolaj víz vagy víz-glikol keverékével való hűtésekor igen komoly gondot okoz, ha az olaj vízzel keveredik. Turbulens áramlású hagyományos olajhűtőknél komoly kockázatot jelent ez az átszivárgás, mivel ezen szerkezetek nagyszámú, általában forrasztással összekapcsolt szerkezeti elemből vannak, és a különböző helyeken lévő csadakoztatás nagy szivárgási veszélyt jelent Az átszivárgás veszélyét a műszakilag igényes illesztések ellenére növeli a vibráció és nyomás, aminek a szerkezet alá van vetve.

A találmány célja olyan kombinált szűrő és hőcserélő kialakítása, mely hatékonyan szűri az egyik áramló közeget egy másik átáramló közeggel való egyidejű hőcsere közben, miközben a berendezés költsége és súlya sokkal kisebb az ugyanilyen hatásfokot biztosító, egymás után sorba kapcsolt berendezéseknél. További célja a találmánynak olyan kombinált szűrő és hőcserélő, amelynél a két áramló közeg közti szivárgás kizárt, és amely ellenálló vibrációval, korrózióval stb. szemben. A találmány elsődleges kialakítási célja kisméretű és olcsó berendezés, mely alkalmas kenőolaj vagy hidraulikaolaj szűréssel egyidejű hűtésére tiszta vízzel vagy víz-glikol keverékével. Noha a találmány szerinti kombinált szűrő és hőcserélő a műszaki élet sok területén alkalmazható, legfőbb felhasználási területe kenőolajok és hidraulika-folyadékok szűrése és egyidejű hűtése. A legfőbb igény ilyen téren a gépjárműipar, de egyéb rendszerekbe is beépíthető, ahol kenőolajat és hidraulika-folyadékot használnak.

A kitűzött célt olyan tárgyi kialakítással érjük el, hogy a hőcserélő rész koaxiálisán a szűrőelemen kívül a szűrőelem és a hengeres köpeny közti gyűrű alakú térben van, és e teret két elkülönített kamrára felosztó lényegében hengeres folyadékot át nem eresztő elválasztó fala van, mely kamrák közül az elválasztó fal és a szűrőelem közötti első kamra az első közeg, míg az elválasztó fal és a hengeres köpeny közti beömlőcsővel és kiömlőcsővel csatlakozó második kamra a második közeg átáramlására szolgál; az első kamrában nagyszámú, az elválasztó falhoz kapcsolt, az első közeg áramlását biztosító kerület menti átfolyócsatoma van, és ennél kisebb számú tengelyirányú, a kerület mentén váltakozva elosztott első és második csatornák vannak. A tengelyirányú csatornák a kerület menti átfolyócsatomákkal való együttműködésre alkalmasan vannak kiképezve és egymástól a kerület menti átfolyócsatomák és a szűrőelem külső felülete közti térbe behelyezett, a szűrőelemet körülvevő lényegében hengeres hüvelyszerű lemezzel vannak elválasztva. Az első tengelyirányú csatornák a szűrőelem külső felületétől elválasztva a hengeres lemez külső oldalán, a második tengelyirányú csatornák pedig a lemez sugárirányban belső oldalán a szűrőelem külső felülete mentén vannak a lemez nyílásain keresztül a kerület menti átfolyócsatomákkal való együttműködésre alkalmasan kialakítva. A csőszerű szűrőelem egyik tengelyirányú végén a szűrőelem által közbezárt tér és az első tengelyirányú csatornák között lemezzel és szeleppel ellátott átfolyócsatoma van, mely az első közeg szűrőelemen való előre meghatározott értékű nyomásesésénél ki van nyitva, továbbá a szűrőelem ellenkező axiális végén lévő fenéken az első tengelyirányú csatornákkal és a szűrőelem által közbezárt hézaggal csaüakozó beömlőnyflás és kiömlőnyílás van.

HU 202 642 Β

Célszerűnek bizonyult a találmány szerinti szűrő és hőcserélő olyan kiviteli alakja, amelynél a hőcsere lamináris áramlásra alapul, és az elérhető hőátszármaztatási hatásfok háromszor-négyszer nagyobb, mint a technika jelenlegi állása szerint eddig alkalmazott turbulens áramláson alapuló hőcserélőké. Ez a kiemelkedő hatásfok egyidejűleg olyan tulajdonságokkal párosul, hogy a hőcserélő ellenáll nyomás, vibráció, korrózió stb. káros hatásainak. A turbulens áramlású hőcserélőktől eltérően a fenti elveknek megfelelően készített berendezés nem igényel megnövelt nyomásesést a hőcserehatás növelése céljából. Ezen kiviteli alak szerinti berendezés különösen előnyös olyan esetekben, ha mindkét közeg hőátadási tulajdonságai rosszak, vagy kis térfogatáram esetében magas hőátszármaztatást akarunk elérni, például ha lehető legkisebb mennysiégű vízzel olajat akarunk hűteni stacionér hidraulikus rendszerben.

A találmány szerinti berendezés előnyösen megválasztott kiviteli alakja szerint a kombinált olaj szűrő és hűtő, melyet például gépjárművekhez használnak egyetlen darabból áll, mérete csupán kismértékben nagyobb a hasonló célra készült hagyományos olajszűrőkénél, és előállítási költsége csupán kétszer-háromszor magasabb a hagyományos szűrőkénél. Szűrési teljesítménye azonos a külön készített szűrőkével, ugyanakkor hűtőhatása biztosítja a mai korszerű gépjárművek olajhűtési igényét A hasonló célra készített hőcserélők költsége sokszorosa az olajszűrőkének. Mindamellett a találmány szerinti berendezés helyigénye csupán akkora, mint a hagyományos szűrőré egyedül.

Egy további előnyös kiviteli alak szerint csak a szűrendő közeg áramlik a hivatkozott hőcsere elveknek megfelelően laminárisán, nevezetesen az, amelyik az elválasztó falon belül van, míg a második közegre a turbulencia jellemző. Ennek a kiviteli alaknak akkor van jelentősége, ha a második közeg szennyezett hőátadási tulajdonságai kedvezők, és térfogatszáma nagy. Alkalmazási példa ezen kiviteli alakra gépjárművek motorolajának szűrése és hűtése, ha a hűtővízrendszerből megfelelő mennyiségű víz áll rendelkezésre az olaj hűtésére. Ezen kiviteli alak így gazdaságosan alkalmazható szennyezett hűtőközegnél is, a hőátszármaztatás tekintetében azonban kisebb hatásfokkal kell számolnunk, mint az előbbiekben ismertetett kiviteli alaknál.

Lehetséges továbbá olyan kiviteli alak, hogy a hőcserélő mindkét oldalán a közegek turbulensen áramlanak. Noha ezen kiviteli alak hátrányosabb az előzőekben említett megoldásoknál, mivel nagyobb térfogatáram és így nagyobb súly szükséges, azonban így is eredményesen veszi fel a versenyt a technika jelenlegi állása szerinti megoldásokkal.

A találmányt az alábbiakban célszerű példaképpeni kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az ‘ 1A. álra egy találmány szerinti berendezés első kiviteli alakja oldalnézetben részben metszve,

IB. ábra az 1 A. ábra szerinti berendezés keresztmetszete, az

IC. ábra az IB. ábra kinagyított részlete, a

2A. ábra egy találmány szerinti berendezés második kiviteli alakja oldalnézetben részben metszve,

2B. és 2C. ábrák a 2A. ábra keresztmetszete, ahol a turbulens áramlású oldal két kiviteli alakja van feltüntetve, a

2D. és 2E ábrák a 2B-2C. ábrák kinagyított részletei, a

3A. ábra egy találmány szerinti berendezés harmadik kiviteli alakja, amelynél mindkét közeg turbulensen áramlik, s végül a

3B. ábra a 3A ábra szerinti berendezés keresztmetszete.

A találmány szerinti kombinált szűrő és hőcserélőt az 1A, és IB és IC ábrák ismertetik, mely berendezés elsősorban gépjárművek motor és hajtómű olajának szűrésére és hűtésére alkalmas. A berendezés külső 1 háza hengeres la köpenyből és két lb és le fenékből áll. A hengeres 1 házban, azzal egytengelyűleg egy hagyományos, üreges hengeres 2 szűrőelem van, amelyen az olaj sugárirányban folyik át, és amelyet egy perforált hengeres 3 lemez támaszt meg. Mint a hagyományos szűrőelemeknél, az egyik le fenék 4 kiömlőnyílással van ellátva, mely a 2 szűrőelem által képzett kamrából az olaj eltávolítására szolgál. A 2 szűrőelem külső felülete és a hengeres la köpeny belső felülete között egy gyűrű alakú tér van, melynek egyetlen célja a beérkező olajat egyenletesen elosztani a 2 szűrőelem külső felületén. A vázolt kiviteli alaknál ez a rés azonban úgy hasznosul, hogy egy hőcserélőt foglal magába, mely az olajat hűti előnyösen víz, vagy víz és glikol keverékével. Ez a hőcserélő tartalmaz egy hengeres, közeget át nem eresztő 5 elválasztó falat, mely tovább osztja az 1 ház és 2 szűrőelem közti gyűrű alakú teret két egymástól elválasztott kamrára, melyek közül az elválasztó fal és a szűrőelem közti 6 kamra az olaj átáramlására, az 5 elválasztó fal és az 1 ház la köpenye közti külső 7 kamra pedig a víz vagy hűtőközeg átáramlására szolgál. Az 5 elválasztó fal előnyösen egyetlen, toldás nélküli folytonos darabból készül, mely minimalizálja a 6 és 7 kamrák között az 5 elválasztó falon át a közegek átszivárgását. Az 5 elválasztó fal alsó kör alakú 5a vége úgy van az 1 ház la köpenyéhez erősítve, hogy a 6,7 kamrákból esetlegesen kiszivárgó közeg a környezet felé távozik, nem keveredik a másik kamra tartalmával. Az 5 elválasztó fal felső kör alakú vége hasonló módon van rögzítve a felső lb fenéken. Célszerűen kialakítható olyan megoldás is, hogy az 5 elválasztó fal egy darabból készül a külső ház felső lb fenekével. Az olaj beömlőnyílására, melyen az olaj beáramlik a belső 6 kamrába számos 8 beömlőnyílásból áll a ház alsó le feneként, mely fenék enyhén kúpos kialakítású. Az olaj 8 beömlőnyílásokon kívül sugárirányban egy 9 O-gyűrű vagy egyéb más tömítőgyűrű van elhelyezve, és a középső 4 kiömlőnyílással a kombinált szűrő és hőcserélő hagyományos olajszűrőkhöz hasonló módon csatlakozik a motorblokkhoz. A hűtőközeg ebben az esetben víz a hőcserélő külső kamrájába ömlik, egy 10 beömlőcsövön át, amely a berendezés felső végén lévő beömlő 11 kamrába torkollik, és az alsó fenéken lévő gyűrű alakú 13 kamrából kiágazó 12 kiömlőcsövön távozik.

Az ΙΑ, IB és IC ábrák szerinti kiviteli alaknál mind az olaj áramlását biztosító belső hőcserélő 6 kamrában, mind a víz keringetését biztosító külső hőcserélő 7 kamrában lamináris áramlás van. A fent említett hőcsere elvnek megfelelően az 5 elválasztó fid ellenkező oldalain kerület menti 14 és 15 bordák vannak (le. ábra), melyek egy darabból készülnek az elválasztó fallal és amelyek között kerület menti, szűk horonyszerű csator3

HU 202 642 Β nák vannak, melyek lamináris áramlást biztosítanak a bennük áramló közegnek. A 7 kamra 14 bordáinak sugárirányú magassága, melyek között a víz áramlik, megfelel az 1 ház la köpenye és az 5 elválasztó fal távolságának, míg az olaj áramlását biztosító 6 kamra 15 bor- 5 dáinak sugárirányú magassága kissé alacsonyabb, mint az 5 elválasztó fal és a 2 szűrőelem külső felülete közti távolság. A külső 7 kamra 14 bordái meg vannak szakítva tengelyirányú elosztó 16 csatornákkal, melyekből a vázolt kiviteli alaknál hat darab van. E csatornák ten- 10 gelyirányú alsó végei zártak, míg felső végük a gyűrű alakú víz beömlő 11 kamrába torkollik. A víz így a csatornák mentén lefelé áramlik, és lamináris áramlással beömlik a 14 bordák közti horonyszerű csatornákba, mint azt az le. ábra nyilai jelölik. A horonyszerű csatra·- 15 nákból távozó víz az ugyancsak tengelyirányú, elosztó csatornákkal azonos számú gyűjtő 17 csatornákba ömlik, melyek felső vége zárt, alsó végük pedig a gyűrű alakú kiömlő 13 kamrába torkollik. A kerület menti 14 bordákat mindegyik elosztó 16 csatorna és a mellette 20 lévő gyűjtő 17 csatorna között szűk 36 horony töri meg, melyek célját a fent említett nemzetközi szabadalmi bejelentés ismerteti.

A belső 6 kamra kerület menti 15 bordáit hasonló módon több, jelen esetben hat elosztó 18 csatorna töri 25 meg, melyek tengelyirányú felső végei tömhettek, alsó végeik pedig az 1 ház alsó le fenekén belüli gyűrű alakú olaj beömlő 19 kamrába torkollik. Ezen elosztó 18 csatornák közötti tengelyirányú gyűjtő 20 csatornák vannak, melyek mindkét végükön tömhettek. A15 bordákat 30 az elosztó 18 csatornák és a gyűjtő 20 csatornák között szűk 37 hornyok szakítják meg, melyek célja azonos a 14 bordák 36 hornyaival. A15 bordák sugárirányú belső vége és a 2 szűrőelem külső felülete közti gyűrűalakű résben egy az olaj áramlását terelő, lényegében hengeres 35 21 lemez van. A 21 lemez kerületének nagyobbik része ráfekszik a 15 bordák befelé irányuló végfelületére, így fedi a bordák közti csatornákat. A 21 lemez elosztó 18 csatornákkal szembeni része úgy van kialakítva, hogy illeszkedik a 2 szűrőelemek külső felületéhez, így az 40 elosztó 18 csatornák nagyobb átömlő keresztmetszetet biztosítanak az olajnak. A 21 lemezen a tengelyirányú gyűjtő 20 csatornával szemben számos kör alakú 22 nyílás van. A 8 beömlőnyílásokon és beömlő 19 kamrán át beáramló olaj fölfelé áramlik a berendezésben a ten- 45 gelyirányú elosztó 18 csatornákon. Ezekből az olaj kerületi irányban kilép és a horonyszerű, 15 bordák közti csatornákon átfolyik a gyűjtő 20 csatornákba. Innen az olaj a 21 lemez 22 nyílásain a 21 lemez és a szűrőelem külső felülete közti tétbe ömlik, itt egyenletesen eloszol- 50 va átfolyik a szűrőelemen és az olaj 4 kiömlőnyíláson távozik a berendezésből. A vázolt kiviteli alak szerinti szerkezet igen nagy fajlagos hőcserét valósít meg térfogategységenként, ugyanakkor egyenletesen eloszolva átáramolva a 2 szűrőelemen, a szűrési művelet is nagyon 55 hatékony. A találmány szerinti kombinált szűrő és hőcserélő kiküszöböli a két közeg közti átszivárgást és nagyon jól ellenáll nyomásnak, vibrációnak, korróziónak stb.

Az elosztó 18 csatornák felső végei a beömlő olaj 60 számára egy gyűrű alakú rugós 23 lemezzel le vannak zárva, melynek célja egyrészt a 2 szűrőelem pozicionálása, másrészt nagynyomású szelep a hőcserélő olajoldatának és a szűrőelem nyomásesésének kiegyenlítésére, például eltömődéskor, vagy hidegindításkor a meg- 65 növekedett viszkozitás miatt Ebben az esetben a rugós 23 lemez külső kerülete megemelkedik és nyitja a 18 csatornák felső végeit, miáltal a beömlő olaj csak a 18 csatornákon ömlik át, és a 2 szűrőelem feletti résen valamint egy további nagynyomású 24 szelepen át a 2 szűrőelem közepén lévő térbe, és innék a szűrőelemen való áthaladás nélkül a 4 kiömlőnyílásba távozik. A 24 szelep a 2 szűrőelem nyomásesésének egy meghatározott értékénél nyit. így ebben az esetben a 18 csatornákon átáramló olaj nem érintkezik a 2 szűrőelem külső felületével, és nem áll fenn a kockázata annak, hogy a szűrőelem külső felületéről magával sodrat szennyeződés bejusson a motorba, amely veszély igen nagy hagyományos olajszűrőknél hasonló körülmények között. A viszonylag széles, ezért nagy térfogatú rés, ami hagyományos szűrőknél a szűrőclem és a külső ház között van felhasználható a hőcserélő elhelyezésére, ugyanakkor csökkenti a motorba jutó szennyeződés veszélyét. A hőcserélő átfolyó tere egyben a szűrő bevezető pályája, így csökkenthető a szűrő térfogatigénye, és ugyancsak kisebb a hőcserélő helyszükséglete.

Az olaj 8 beömlőnyíláson belül a külső ház alsó le feneként egy gumi 25 gyűrű van, amelyet egy rugóval előfeszített lapos 26 gyűrű feszít lefelé. Ennek célja az, hogy a berendezés leszerelésekor lezárja az olaj beömlőnyílását, hogy az olaj ne folyjon ki a szerkezetből. A gumi 25 gyűrű így visszacsapó szelepként működik, mely az olajnyomás hatására emelkedik és nyit a készülék beépítése után.

A2A-D ábrákon vázolt találmány szerinti kombinált szűrő és hőcserélő pontosan az 1A-C. ábrák szerinti módon van megszerkesztve azzal a különbséggel, hogy az 5 elválasztó fal és a hengeres la köpeny közti hőcserélő kamra áramlási viszonyai nem a fent említett nemzetközi szabadalmi bejelentés szerinti, hanem benne a hagyományos hőcserélőknek megfelelően turbulens áramlás van. így az 5 elválasztó fal külső felülete vagy teljesen sima, mint a 2B és 2D ábrákon látható, vagy kifelé nyúló 27 bordákkal van ellátva a 2C és 2E ábrákon látható módon. Ezek a bordák tengelyirányban helyezkednek el, és a külső 7 kamrát számos tengelyirányú átömlő 20 csatornára bontják, melyekben a 10 beömlőcsövön belépő víz tengelyirányban lefelé folyik a 12 kiömlőcső felé hagyományos, turbulens módon.

A 2. ábra szerinti kombinált szűrő és hőcserélő elsősorban olyan esetekben előnyös, amikor a külső 7 kamrában áramló közeg jó hőcserélő tulajdonságokkal rendelkezik (pl. víz), és megfelelő mennyiségben áll rendelkezésre, hogy nagy térfogatáramlás jöjjön létre. Ezen kiviteli alak szerinti megoldásnak az az előnye az 1. ábrán vázolttal szemben, hogy előnyösen használható a külső kamrában áramló szennyező hatású közegek esetén is, mivel az átáramló keresztmetszet sokkal nagyobb. Másrészt nehéz megakadályozni a hőcserélő hatás csökkenését a 2. ábra szerinti megoldással anélkül, hogy ne növelnénk meg a berendezés méreteit

A 3A és 3B ábrákon vázolt kiviteli alak annyiban különbözik az előbbi kettőtől, hogy a hőcserének kitett közegek mindkét térfélben turbulensen áramlanak. Ebben az esetben a hőcserélő lényegében hengeres 5 elválasztó fala kerület mentén elnyúló barázdákkal van ellátva, így a víz által átáramoltatott külső 7 kamra és az olaj által átáramoltatott belső 6 kamra is ezen kerület menti barázdák közti csatornákkal van kiképezve, melyeken át a közegek turbulensen áramolnak. Az 5 elvá-47

HU 202 642 Β lasztó fal belső oldalán lévő olaj átömlő csatornák a turbulencia fokozása céljából tartalmazhatnak szokásos turbulencia generátorokat. A barázdált 5 elválasztó fal a külső ház hengeres la köpenyével a barázdák sugárirányban külső csúcsaival érintkezik, míg a sugárirányban befelé álló barázda csúcsok és a 2 szűrőelem külső felülete között kis hézag van. Az 5 elválasztó fal és a 2 szűrőelem közti térben egy az 1. és 2. ábrán lévő 21 lemezhez hasonló lényegében hengeres 29 lemez van, mely tengelyirányban elnyúló elosztó 30 csatornákat képez. Ezeken a beömlő nyíláson bejövő olaj tengelyirányban fölfelé áramlik, és eloszlik az 5 elválasztó fal sugárirányban és befelé nyitott barázdái között. Az olaj innen a 3B ábrán jelzett nyilak menti kerületi irányban a 29 lemez 31 nyílásaihoz áramlik, ezeken áthaladva a 29 lemez és a 2 szűrőelem közű térbe kerül, ahol szétoszlik a szűrőelem külső felületén. A külső 1 ház tartalmaz egy hűtővíz 32 beömlőcsövet, mely egy a berendezés teljes axiális hosszán végignyúló 33 beömlőkamrába torkollik, és így a beáramló víz szétoszlik az 5 elválasztó fal sugárirányban és kifelé nyitott barázdáiban. A víz kerület mentén ezekben a barázdákban egy megfelelően kialakított 34 kimölőkamrába, és innen egy ezzel öszszekötött 35 kiömlőcsőbe folyik. Belátható, hogy a találmány szerinti berendezés ellátható nagyszámú kerület mentén elosztott víz beömlő- és kiömlőnyílással, és a 29 lemez kialakítható úgy, hogy a beömlő olaj számára kettőnél több elsoztó 30 csatornája legyen.

Mivel a 3. ábrán vázolt kiviteli alakú hőcserélőben mindkét közeg turbulensen áramlik, térfogategységenként sokkal kisebb hőátvitelt érhetünk el mint az 1. és 2. ábrán vázolt kiviteli alaknál, ezért ez a berendezés nagyobb súlyú, és ezáltal drágább. Következésképp a 3. ábra szerinti kombinált szűrő és hőcserélő nem veheti fel a versenyt az 1. és 2. ábrákon ismertetett kiviteli alakkal pl. motoros járművek motorolajának egyidejű hűtésére és szűrésére, de ugyanakkor kedvezőbb a hagyományos sorba kapcsolt külön szűrős és hőcserélős megoldásnál.

A találmány szerinti elrendezés vázolt kiviteli alakjainak közös sajátossága, hogy a hőcserélő mindegyiknél egy olyan tétben van elhelyezve, amely a szűrendő közeg szűrőre való adagolásához okvetlenül szükséges, és a hőcserélő segíti a szűrő külső felületén a közeg egyenletes elosztását. Továbbá a külső ház, amely elengedhetetlenül szükséges a szűrőelem befogadásához szintén része a hőcserélőnek, és annak hengeres fala, valamint a belső elválasztó fal együttműködve felveszik a két közeg nyomásából ébredő erőket. Következésképp a találmány szerinti kombinált szűrő és hőcserélő rendkívül gazdaságos mind az anyagfelhasználást, mind a helyigényt illetően. Továbbá, ha a berendezés hőcserélő része a hivatkozott nemzetközi szabadalmi bejelentésben ismertetett hőcsere elveknek megfelelően készül, úgy térfogategységenként nagyon magas hőátviteli hatékonyságot érünk el, és így továbbá megtakarítást nyerünk helyigényben, súlyban és költségben.

Claims (9)

1. Berendezés első közeg második közeggel való hőcsere közbeni egyidejű szűrésére, melynek szűrő része és hőcserélő része van, a szűrő rész hengeres csőszerű szűrőelem, a hőcserélő rész szintén hengeres csőszerű kialakítású, és a szűrő rész valamint a hőcserélő rész hengeres köpenyből és két fenékből álló külső házban egytengelyűén van elhelyezve, a két fenék megfelelő peremei ahengeres köpeny peremeihez vannak erősítve, és a külső háznak az első közeg áramlására szolgáló első beömlőnyílása és kiömlőnyílása, valamint a második közeg áramlására szolgáló beömlőcsöve és kiömlőcsöve van azzal jellemezve, hogy a hőcserélő rész koaxiálisán, a szűrőelemen (2) kívül, a szűrőelem és a hengeres köpeny (la) közti gyűrű alakú térben van, mely térnek két elkülönített kamrára (6,7) felosztó lényegében hengeres, folyadékot át nem eresztő elválasztó fala (5) van, a kamrák közül az elválasztó fal (5) és a szűrőelem (2) közötti első kamra (6) az első közeg, míg az elválasztó fal (5) és a hengeres köpeny (la) közti második kamra (7) a második közeg átáramolására szolgál, az első kamrában (6) az elválasztó falhoz (5) kapcsolt, az első közeg áramlását biztosító kerület menti átfolyócsatomák és tengelyirányú, a kerület mentén váltakozva elosztott első és második csatornák (18,20) vannak, a tengelyirányú csatornák (18,20) a kerület menti átfolyócsatomákkal közlekedő kapcsolatban vannak, de egymástól a kerület menti átfolyócsatomák és a szűrőelem (2) külső felülete közti térbe behelyezett, a szűrőelemet (2) körülvevő lényegében hengeres hüvelyszerű lemezzel (21) el vannak választva; az első tengelyirányú csatornák (18) a szűrőelem (2) külső felületétől elválasztva hengeres lemez (21) külső oldalán, a második tengelyirányú csatornák (20) pedig a lemez (21) belső oldalán a szűrőelem (2) külső felülete mentén vannak és a lemezen (21) kialakított nyílásokon (22) keresztül a kerület menti átfolyócsatomákkal közlekedő kapcsolatban vannak, a csőszerű szűrőelem (2) egyik tengelyirányú végén a szűrőelem által közbezárt tér és az első tengelyirányú csatornák (18) között lemezzel (23) és szeleppel (24) ellátott átfolyócsatoma van, továbbá a szűrőelem (2) ellenkező axiális végén lévő fenéken (le) az első tengelyirányú csatornák (18) és a szűrőelem (2) által közbezárt tér valamelyikével csatlakozó beömlőnyflás (8) a másikával csatlakozó kiömlőnyílás (4) van.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az első közeg beömlőnyílása (8) az első tengelyirányú csatornákkal (18), kiömlőnyflása (4) pedig a szűrőelem (2) által körbezárt térrel van összekötve.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az elválasztó fal (5) első kamra (6) felőli belső fala az elválasztó fallal egybeépített, befelé álló, kerületirányú bordákkal (15) van ellátva, melyek között horonyszerű kerület menti átfolyócsatomák vannak.

4. A 3. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a kerület menti bordák (15) a kerület mentén egymástól távolságtartóan váltakozva elhelyezett tengelyirányú elosztó csatornákkal és gyűjtő csatornákkal meg vannak törve, melyek az első tengelyirányú csatornáknak (18) és a második tengelyirányú csatornáknak (20) legalább részei.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az elválasztó fal (5) második kamra (7) felőli külső fala az elválasztó fallal egybeépített, kifelé álló, kerületirányú bordákkal (14) van ellátva, melyek között horonyszerű kerület menti átfolyócsatornák vannak és a bordák (14) a kerület mentén egymástól távolságtartóan váltakozva elhelyezett tengelyirányú elosztó csatornákkal (16) és gyűjtő csatornákkal (17) meg

HU 202 642 Β vannak törve, melyek kölcsönösen a második közeg beömlőcsövéhez (10) és kiömlőcsövéhez (12) vannak hozzákapcsolva.

6. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az elválasztó fal (5) második 5 kamra (7) felőli külső felületén az elválasztó fallal egybeépített kiálló bordák (27) vannak, melyekkel a második kamra tengelyirányú átfolyó csatornákra (28) van osztva, s ezek első tengelyirányú végei a második közeg beömlőcsövével (10), második tengelyirányú végei pe- 10 dig kiömlőcsövével (12) vannak összekötve.

7. Az 1. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az elválasztó fal (5) kerület menti bordázattal van ellátva úgy, hogy a sugárirányban kifelé álló bordák csúcsai neki vannak támasztva a hengeres köpeny (la) 15 belső felületének, a sugárirányban befelé álló bordák csúcsai pedig sugárirányú térközzel vannak elválasztva a szűiűelem (2) külső felületétől és a lemezek (29) vannak nekitámasztva, a sugárirányban kifelé álló bordák által számos kerület menti áramlócsatoma van kiképezve a második kamrát (7) alkotva, mely áramlócsatornák mindegyike csatlakoztatva van a második közeg beömlőcsövéhez (32) és kiömlőcsövéhez (35) a kerület legalább egy helyén, továbbá az első kamra (6) kerület menti áramlócsatomái az elválasztó fal (5) sugárirányban befelé álló bordáiból vannak kialakítva.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az elválasztó fal (5) toldásmentesen, egy darabból van.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az elválasztó fial (5) egymással szemben fekvő tengelyirányú végei a külső házhoz (1) kizárólag az első kamra (6) és a ház (1) külső oldala közti kapcsolóelemmel vagy a második kamra (7) és a ház (1) külső oldala közti kapcsolóelemmel van csatlakoztatva.