NO142185B - Varmeveksler, saerlig oljekjoeler for biler - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en varmeveksler, særlig olje-kjøler for biler, omfattende en første del for gjennomstrømning av væske som skal avkjøles, såsom olje, og en andre del for gjen-nomstrømning av kjølevæske, såsom vann, hvor den første, gjennom-strømningsdel er dannet av minst to plateformede profilelementer med et antall i hovedsaken parallelle ribber som er lagt mot hverandre med ribbene på den ene del innført i mellomrommene mellom tilsvarende ribber på den andre del, slik at toppen av ribbene hviler mot bunnen av den motstående del.

En kjølerkonstruksjon med det ovenfor angitte ribbe-arrangement er kjent fra DE-PS 873 921. Kjølerkonstruksjonen er nærmere bestemt oppbygget av et antall blokker som hver består av to like profilelementer med parallelle ribber som er innført mellom hverandre på den nevnte måte. Videre er den side av elemen-tene som vender bort fra ribbene, forsynt med et antall parallelle av-standsstykker som avgrenser parallelle gjennomstrømningskanaler mellom innbyrdes tilgrensende blokker. De kjølende hhv. avkjølte media strømmer gjennom de kanaler som er dannet mellom henholdsvis avstandsstykkene og ribbene, dvs. strømningen skjer parallelt med de kanalavgrensende vegger og blir følgelig i hovedsaken av laminær karakter.

Ved konstruksjon av oljekjølere for bruk i biler er det et problem å oppnå god varmeovergang på oljesiden da det her alltid vil være laminær strømning. For å oppnå en kunstig frem-brakt, turbulent strømning må strømmen brytes opp slik at laminær-sjiktet ikke kan bygges ut i nevneverdig grad.

Fra US-PS 1 381 618 og 1 935 332 er det kjent kjøler-konstruks joner hvor det er anordnet et antall i kjølevæskens strøm-ningsretning tverrgående skilleveggelementer med gjennomstrømnings-åpninger som i tilgrensende véggelementer er innbyrdes sideveis forskjøvet. I disse kjente konstruksjoner skjer imidlertid strømningen i hovedsaken opp og ned over skilleveggtoppene eller i hulrom langs skilleveggene, og med olje som gjennomstrømnings-medium ville det ikke oppnås noen effektiv oppbrytning av olje-strømmen.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en oljekjøler av en konstruksjon som gir effektiv oppbrytning av oljestrømmen, og som gir mulighet for styring av strømnings-

bilde og varmeovergang, samtidig som den har en kompakt konstruksjon bestående av et lite antall deier og tillater enkel montering i en bil.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveie-brakt en varmeveksler av den innledningsvis angitte art, som er kjennetegnet ved at hver av ribbene langs sin lengdeutstrekning er forsynt med et antall ved siden av hverandre anordnede gjen-nomstrømningsåpninger som strekker seg over en vesentlig del av ribbenes bredde, idet ribbene er anordnet på tvers av væskens gjennomstrømningsretning og gjennomstrømningsåpningene i tilgrensende ribber er innbyrdes sideveis forskjøvet, og at profilelementene er innkapslet slik at det på hver side av den første gjennomstrømningsdel er dannet gjennomstrømningsdeler som kommuniserer via felles innløps- og utløpsdeler og til sammen danner den andre gjennomstrømningsdel.

Ved hjelp av konstruksjonen ifølge oppfinnelsen oppnås meget effektiv oppbrytning av oljestrømmen og høy varmeovergang ved at oljen plasker mot ribbeveggen bak gjennomstrømnings-åpningene. Strømningskanalene kan varieres med hensyn til antall og totalt tverrsnitt, slik at varierende mediummengde kan varme-veksles med samme basiskjøler, idet man lett kan variere antall og/eller areal av gjennomstrømningsåpningene gjennom ribbeveggene. Både med hensyn til strømningsbilde og varmeovergang muliggjør konstruksjonen ifølge oppfinnelsen en langt større fleksibilitet enn hva som er mulig med anordningene ifølge den foran omtalte, kjente teknikk.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et delvis gjennomskåret riss av en varmeveksler ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 viser et delvis gjennomskåret riss av samme utførelse sett i retning av pilen A på fig. 1.

I det på tegningene viste utførelseseksempel er varmeveksleren tilpasset for anvendelse som oljekjøler i en bil og er således tilpasset for varmeveksling mellom vann og olje. Varmeveksleren består i hovedsaken av to plateformede profilelementer 1 hhv. 4, to stengedeksler 5 hhv. 6 for varmevekslerens indre gjennomstrømningsdel, to tilkoplingsdeler 7 hhv. 8 med innløps-

og utløpsstusser 9 hhv. 10 for vann og to tilkoplingsdeler 11 hhv.

12 med innløps- og utløpsstusser 13 hhv. 14 for olje.

Slik det fremgår av fig. 1, er varmevekslerens profilelementer 1 og 2 lik hverandre og har på begge sider parallelt forløpende ribber. Ribbene på den innadvendende side er betegnet med 15, mens ribbene på den utadvendende side er betegnet med 16. For å oppnå en kompakt enhet er profilelementene lagt i hverandre med ribbene 15 på den ene av de mot hverandre vendende sider inn-ført i mellomrommene eller kanalene mellom ribbene 15 på den andre side. Slik det fremgår av fig. 1, er ribbene 15 på oljesiden ca. dobbelt så høye som ribbene 16 på vannsiden. Vannet strømmer på langs av de korte ribber, mens de lange ribber er gjennomhullet eller slisset opp slik at oljen vil strømme i siksak på tvers av ribbene. Dette gir en stadig oppbrytning og forstyrrelse av olje-strømmen med det resultat at det forhindrer dannelse av laminær strømning og dårlig varmeovergang på oljesiden. Varmen overføres fra oljen til ribbene på oljesiden og ledes gjennom ribbene over til vannsiden for der å overføres til vannet.

Slik det fremgår av fig. 2, er hver av de i hverandre inngripende ribber 15 forsynt med et antall åpninger eller slisser 17 med ensartet innbyrdes avstand eller deling. Som vist på fig.

1, strekker slissens seg fra toppen av ribbene og inn til disses fotparti. Profilribbenes slisser dannes før profilelementene legges sammen og på en slik måte at hullene eller slissene i en ribbe i montert tilstand ligger forskjøvet en halv deling i forhold til slissene i de tilgrensende ribber.

De i hverandre inngripende ribber 15 er innkapslet ved hjelp av stengedekslene 5 og 6 ved ribbe-endene og ved hjelp av til-koplingsdelene 11 og 12 med stussene 13 og 14, slik at gjennom-strømningsdelen for olje er helt adskilt fra vanngjennomstrømnings-delene. Sistnevnte deler er dannet mellom profilplatene og ytter-dekslene 3 og 4, idet disse deler står i forbindelse med hverandre via vanntilkoplingsdelene eller endestykkene 7 og 8 med stussene 9 og 10.

Som vist på fig. 1, er ribbene 15 og 16 på begge sider av profilelementene parallelle med hverandre, og profilelementene er således velegnet for fremstilling ved strengpressing, f.eks.

av aluminium. Dersom det er ønskelig, kan det varmevekslende element med profilelementene fremstilles i metervis og etter svei-sing kappes til ønskede lengder. Når det gjelder oljekjølerens endestykker med tilkoplingsåpninger, kan disse fremstilles ved presstøpning, med sikte på tilpasning til de forskjellige typer av bilmerker der oljekjøleren kan komme til anvendelse.

For å øke oljekjølerens evne til å motstå indre over-trykk kan profilelementene forankres til hverandre ved hjelp av en gjennomgående bolt (ikke vist).

For å oppnå riktig væskefordeling på vannsiden kan

det ved innløpet anordnes en anslagsbrikke (ikke vist) for å unngå at mesteparten av vannet strømmer gjennom kjølerens midtparti. For å unngå for mye vann i de ytre partier kan fordelingskanalens tverrsnitt økes eller en heldekkende plate kan anordnes foran hele vannkanaltversnittet med borede hull inn til hver kanal.

I den viste utførelse er innløps- og utløpsstussene for vann hhv. olje anordnet vinkelrett på hverandre. Som et alternativ kan oljetilkoplingsstussene anordnes på samme side som vanntilkoplingene ved å foreta en passende modifikasjon av vann-tilkoplingsendestykkene.

Det skal bemerkes at man ved fremstilling av profilelementene ved strengpressing oppnår den vesentlige fordel at man lett kaiv velge både innbyrdes ribbeavstand og dimensjoner på deling mellom åpningene eller slissene i de i hverandre inngripende ribber, og derved kan styre hele strømningsbildet. Hydrauliske diametre, strømningshastigheter, strømningslengder, ribbehøyder og -tykkelser kan optimeres i forhold til trykkfallet for å få en maksimal ut-nyttelse av varmeveksleren og det benyttede materiale.

Claims (3)

1. Varmeveksler, særlig oljekjøler for biler, omfattende en første del for gjennomstrømning av væske som skal avkjøles, såsom olje, og en andre del for gjennomstrømning av kjølevæske, såsom vann, hvor den første gjennomstrømningsdel er dannet av minst to plateformede profilelementer (1, 2) med et antall i hovedsaken parallelle ribber (15) som er lagt mot hverandre med ribbene (15) på den ene del (1) innført i mellomrommene mellom tilsvarende ribber på den andre del (2), slik at toppen av ribbene hviler mot bunnen av den motstående del, karakterisert ved at hver av ribbene (15) langs sin lengdeutstrekning er forsynt med et antall ved siden av hverandre anordnede gjennomstrømningsåpninger (17) som strekker seg over en vesentlig del av ribbenes (15) bredde, idet ribbene er anordnet på tvers av væskens gjennomstrømningsretning og gjennomstrømningsåpningene i tilgrensende ribber er innbyrdes sideveis forskjøvet, og at profilelementene (1, 2) er innkapslet slik at det på hver side av den første gjennomstrømningsdel er dannet gjennomstrømningsdeler som kommuniserer via felles innløps- og utløpsdeler (7, 9 hhv.

8, 10) og til sammen danner den andre gjennomstrømningsdel.

2. Varmeveksler ifølge krav 1, karakterisert ved at den består av to profilelementer (1, 2) med mellom hverandre innførte ribber (15), og at de fra hverandre vendende sider av profilelementene er forsynt med et antall ytterligere, innbyrdes parallelle ribber (16) som strekker seg mellom de nevnte innløps- og utløpsdeler (7, 9 hhv. 8, 10).

3. Varmeveksler ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at gjennomstrømningsåpningene har form av slisser (17) som strekker seg fra toppen mot foten av ribbene, og som har ensartet innbyrdes avstand og er forskjøvet en halv deling i forhold til slissene (17) i de tilgrensende ribber (15) på det samvirkende profilelement.

4- Varmeveksler ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at ribbene (15 hhv. 16) på begge sider av profilelementene (1, 2) er parallelle med hverandre.