NO883577L - Radiator for forbrenningsmotor. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en varmeveksler av det slaget som er angitt i innledningen til patentkrav 1, særlig for bruk som radiator for kjøling av kjølevannet i en forbrenningsmotor.

Radiatorer for forbrenningsmotorer brukt på motorkjøretøyer er vanligvis plassert foran på kjøretøyet, hvor en luftstrøm bringes til å strømme gjennom radiatoren, idet denne luftstrømmen blir forsterket av ei eller flere vifter. Radiatoren omfatter vanligvis en øvre topptank og en nedre bunntank, idet tankene er forbundet med vertikale rør påmontert vinger, hvor vannet, som strømmer fra den øvre til den nedre tanken blir kjølt av luftstrømmen over vingene over rørene.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å forbedre en slik varmeveksler eller radiator ved å gjøre den mindre og fjerne behovet for plassering foran i kjøretøyet, slik at radiatoren ikke i særlig grad begrenser den aerodynamiske formen på kjøretøyets front.

Et formål er derfor å skape en radiator eller varmeveksler som kan plasseres hvor som helst i motorrommet og hvor den utgående luftstrømmen eventuelt kan føres direkte inn i det indre av kjøretøyet for oppvarming av dette.

Dette kan i samsvar med oppfinnelsen oppnås ved å utforme varmeveksleren som angitt i den karakteriserende delen av patentkrav 1.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen er

angitt i de øvrige patentkravene.

Oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene, hvor

fig. 1 viser et planriss av en utførelsesform av oppfinnelsen, idet enkelte deler er skåret bort for å gi bedre klarhet,

fig. 2 viser et skjematisk tverrsnitt gjennom fig. 1, hvilken illustrerer to alternative former av oppfinnelsen, mens

fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen som er vist i fig. 1 og 2, har radiatoren 1 fortrinnsvis sylinderform, idet en ende er forsynt med et par sirkulære manifold 2, 3.

Disse manifoldene er plassert konsentrisk og det ytre manifoldet 2 har form av en hul ring med en vannforbindelse 4 som rager sideveis ut.

På manifoldets 2 flate finnes det ei rekke hull 5 plassert konsentrisk rundt omkretsen.

Det andre manifoldet 3 er plassert innenfor det første og kan enten bære en ytterligere ring eller et sirkelformet manifold, som i begge tilfeller er hult og forsynt med en vannforbindelse 6.

Også flata til manifoldet 3 er forsynt med ei rekke hull 7 som tallmessig tilsvarer hullene 5 i det ytre manifoldet.

Disse indre hullene er fortrinnsvis plassert på en konsentrisk sirkel, men kan også være plassert på to konsentriske sirkler.

Ei rekke radiale plater 8, er plassert for å forbinde disse hullene med hverandre, idet hver plate har et innløpsrør 9 og et utløpsrør 10 for å forbinde de respektive hullen 7 og 5. Platene 8 strekker seg radialt og dessuten aksialt i radiatoren, idet hver av platene er utformet med eller har innesluttet en vannkanal, idet de respektive endene er forbundet med rørene 9 og 10 til de respektive hullene 7 og 5 i manifoldene 3 og 2.

Hver plate 8 kan består av et par metallplater, hvor hver plate er forsynt med en fordypning eller et spor 17 ved pressing, slik at disse sporene danner en slynget bane, og hver av platene er formet med et tilsvarende spor, slik at de sammensatt danner en gjennomløpskanal for vannet.

Platene kan være tilvirket av et hvert egnet materiale, såsom kobber, aluminium, rustfritt stål eller liknende og de er hensiktsmessig sammenføyd ved lodding, sveising eller på annen måte.

For å forbinde platene til hullene i manifoldet, finnes det korte rør eller slanger 9 og 10, hvis ender passer inn i manifoldet og endene av kanalen i plata.

Som nevnte ovenfor kan hullene i det indre manifoldet være plassert i to konsentriske sirkler, og dette skjer for å etterlate tilstrekkelig masse mellom de respektive hullene i det indre manifoldet. Enden av radiatoren kan være forsynt med et sirkelformet deksel 11, med en åpning for gjennomløp av luft, ned forbi platene og deretter ut gjennom en ringformet åpning mellom manifoldene, idet også den sentrale åpningen i det indre manifoldet er ringformet.

For å gi luftstrøm er ei vifte 12 drevet av en elektrisk motor festet til endeplata 11, idet vifta enten er ei aksialvifte, ei sentrifugalvifte eller ei radialvifte.

Vifta drives fortrinnsvis av en elektrisk motor og kan være festet til radiatoren eller uavhengig av denne og forbundet til radiatoren med en kanal. Ei elektromagnetisk kobling 14 er plassert mellom motoren 13 og vifta 12.

Når vannet strømmer fra et manifold, gjennom kanalen i de forskjellige platene og tilbake gjennom manifoldet, dannes et stort kjøleareal, idet platene gir overføring av varme fra vannet til lufta som strømmer forbi platene.

Lufta som kommer ut av radiatoren kan føres tilbake til omgivelsene eller over en del av forbrenningsmotoren, for å kjøle denne. Alternativt kan lufta føres direkte eller gjennom en kanal til det indre av kjøretøyet for å varme opp dette.

Som vist i tegningene, kan ei vannpumpe 16 også drives av den elektriske motoren 13, idet forbindelsene mellom pumpa og manifoldene ikke er vist.

Oppfinnelsen kan også utformes slik at den gir kjøling for gearolje, idet en eller flere av platene kan være koblet til gearoljessystemet, idet de respektive manifoldene er tilpasset for dette formålet, f.eks. med hensiktsmessige indre skillevegger.

Alternativt kan innløpene og utløpene til hver av disse platene være forbundet direkte til gearolje-systemet. Formen på banen for vannstrømmen gjennom platene kan varieres og en annen utførelsesform er vist til venstre i fig. 2, hvor vannbanen dannes av et kopperrør 15 eller liknende, hvor vinger eller plater kan festes for å øke kjølearealet.

Ved en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen som vist i fig. 3, kan en vanntank 20 være plassert i et luftkammer 21, idet vanntanken har et innløpsrør som strekker seg mot en lukket ende 23 av tanken fra en åpen ende 24 av tanken, og har et utløp 25 også fra den åpne enden av tanken 20. Vanntanken er innsatt i luftkammeret 21, idet ei vifte 26 er plassert ved en ende av luftkammeret for å føre luft med overtrykk over vanntanken.

Luftkammeret ved en utførelsesform av oppfinnelsen kan således være utformet med en åpen ende, med ei vifte plassert ved den andre.

Vanntanken 20 er også lukket ved en ende 23 og åpen ved den andre 24, idet den åpne enden har en flens 27 som er beregnet for å ligge tett an mot den åpne enden av luftkammeret 21. Vanntanken er selv lukket med ei dekkplate 28 som i seg selv er festet til vanntankens flens, idet de to flensene til luftkammeret og vanntanken og plata er skrudd sammen.

Gjennom plata er det ført et innløpsrør 22 for varmvann, som går gjennom den lukkete enden av vanntanken, idet utløpsrør 25 for avkjølt vann også er plassert i dekkplata.

Vanntanken kan være tilvirket av ethvert egnet materiale, fortrinnsvis et materiale med høy termisk ledningsevne. For å øke kontaktarealet kan vanntanken være forsynt innvendig og/eller utvendig med vinger 29 eller ha en bølget eller korrugert vegg, idet disse korrugeringene strekker seg aksialt langs tanklengden.

Luftkammeret og luftstrømmen fra begge utførelseseksemplene kan ha ett eller flere utløp, og ved en utførelsesform av oppfinnelsen, kan ett av utløpene være forbundet med forgasseren, for på denne måten å varme lufta før den kommer til forgasseren. Samtidig kan vifta forsyne forgasseren med trykkluft og på den måten gi en form for turbolading.

Dersom et ytterligere utløp er anordnet, kan dette også være forbundet enten til det indre av kjøretøyet for å oppvarme dette eller lufta kan alternativt slippes ut i omgivelsene.

Det varme vannet som stammer fra motorblokka kommer således gjennom den normale termostaten, går gjennom innløpsrøret, gjennom varmeveksleren og føres deretter i resirkulasjon tilbake til motoren.

Ved en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen kan vanntanken være den ytre tanken og et luftkammer kan være plassert i vanntanken, idet vanntanken har en innløpsende ved en ende og en utløpsende ved den andre. Ved en utførelsesform som likner på den beskrevne kan luftkammeret være innsatt i vanntanken, idet dette luftkammeret har vegger som er bølget eller korrugert, med korruger inger som strekker seg langs veggen til luftkammeret og i luftkammeret er der plassert et innløpsrør forbundet med ei vifte som blåser luft ned gjennom innløpsrøret til den lukkete enden av luftkammeret, hvor den blir blåst ut, enten for bruk i motoren, ved tilførsel til forgasseren som en slags superlading, eller ført til det indre av kjøretøyet for oppvarming, eller sluppet ut i omgivelsene, eventuelt i en kombinasjon av disse driftsmåtene.

Ved en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen har tanken kanaler anordnet for å bli gjennomblåst luft, og disse kanalene kan ha form av U-formete rør eller liknende, som strekker seg langs radiatortanken, men somer innrettet for å ha en gjennomgående luftstrøm, idet tanken ved en ende av radiatoren fortrinnsvis har en innløpskanal utformet slik at den tillater luft å bli trukket inn i kanalene i radiatortanken og med en andre kanal tilknyttet de andre endene av røret, slik at luft kan strømme gjennom et luftinnløp, gjennom rørene og ut igjen gjennom luftutløpet, idet luftutløpet imidlertid er tilknyttet ei motordrevet vifte, slik at det presses en luftstrøm gjennom rørene i radiatortanken og ut, hvilket utløp fortrinnsvis er koblet til forgassersystemet for å forvarme lufta som strømmer inn i motorens innløpsmanifold, men også for å ha en rest for superlading, idet vifta kan være flertrinns, for å virke som en effektiv superlader for motoren, og samtidig sørge for luftgjennomgang gjennom rørene i radiatortanken, slik at det hentes varme ut fra kjølemiddelet som pumpes gjennom tanken.

Virkningsgraden kan forbedres ved å ordne luftstrømmens retning gjennom rørene i radiatortanken i forhold til vannstrømmens retning, for å gi høyest mulig varmeoverfør ing.

Vifta kan reguleres med en termostat eller liknende organ og kan drives med en hastighet hvor kjølemiddelet som sirkulerer gjennom radiatortanken holdes ved optimal temperatur. En slik utforming tillater hurtig oppvarming av kjølemiddelet ved start av motoren, Dersom dette kreves, og fordi luftstrømmen lett kan reguleres, og når lufta trekkes gjennom radiatorrørene av ei styrt vifte, kan maksimale betingelser oppnås under alle motortemperaturer og omgivelsesforhold.

Claims (6)

1. Varmeveksler, særlig for bruk til forbrenningsmotorer på kjøretøy, karakterisert ved at den er sylinderformet og en ende av sylinderen forsynt med et par konsentriske manifold, idet det indre manifoldet er plassert radialt innenfor det ytre manifoldet, idet et vanninnløp er forbundet med det ene og et vannutløp forbundet med det andre manifoldet, og hvor manifoldene er koblet til ei rekke langsgående varmevekslerorgan, hvor hvert organ er forsynt med en bane for vannstrøm, slik at vannet strømmer fra det ene manifoldet gjennom strømningsbanen til det andre, og at den andre enden av det sylinderformete organet er tilkoblet eller er forsynt med ei vifte som blåser luft over organene og ut gjennom en eller flere åpninger opptil de to manifoldene.

2. Varmeveksler i samsvar med krav 1, karakterisert ved at varmevekslerorganene omfatter to sammenpassende plater, hver med et spor utformet og hvor sporene i de to platene passer mot hverandre slik at platene sammensatt danner en kontinuerlig kanal, idet hver ende av kanalen åpner mot en ende av platene.

3. Varmeveksler i samsvar med krav 2, karakterisert ved at enden til kanalen er koblet til et manifold og den andre enden av kanalen er koblet til det andre manifoldet.

4. Varmeveksler i samsvar med krav 1, karakterisert ved at varmevekslerorganene hvert omfatter et kobberrør festet til ei varmeledende plate.

5. Varmeveksler i samsvar med krav 1, karakterisert ved at varmevekslerorganene er arrangert i ei sirkulær rekke, idet en elektrisk motor er plassert sentralt i forhold til denne rekka og driver ei vifte plassert opptil den andre enden av varmeveksleren.

6. Varmeveksler i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved en sylinderformet vanntank med et innløpsrør som strekker seg fra en første ende til den opptilliggende motstående ende av tanken, et utløpsrør opptil innløpsrøret ved den første enden, indre og ytre finner på tankflata, et luftkammer som omgir tanken og et luftinnløp ved en ende av kammeret samt et luftutløp ved den andre enden.