SE0802513A1 - Arrangemang för att kyla en hytt i ett fordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 är ofta försedda med en hytt som är fjädrande upphängd så att föraren erhåller en god komfort då fordonet framförs på ett ojämnt underlag. I många fall är hytter för tunga fordon även tippbara för att öka tillgängligheten vid service och motorarbeten. Det är ett problem att dra ledningar i AC-anläggningar från fordonets chassi upp till en rörligt anordnad förarhytt på ett sätt så att ledningama inte utsätts för böjbelastningar då hytten utför relativa rörelser i förhållande till fordonets chassi.

EP 0 488 553 visar ett kylsystem i ett fordon. Kylsystemet innefattar en kompressorkylanläggning som är anordnad i ett motorrum hos fordonet.

Kompressorkylanläggningen innefattar på konventionellt sätt en ledningskrets med ett cirkulerande köldmedium, en kompressor, en kondensor, en expansionsventil och en forångare. Kylsystemet innefattar även ett värmebärande system i vilken en kylvätska cirkuleras i en sluten ledningskrets som sträcker sig mellan motorrummet och en hytt hos fordonet. Kylvätskan kyls i förångaren varefter den leds till en värmeväxlare i förarutrymmet. En fläkt forcerar en lufiström genom värmeväxlaren så att en effektiv kylning av luften i förarutrymmet erhålls. I detta fall är således hela kompressorkylanläggningen anordnad i motorutrymmet, vilket reducerar ledningskretsens längd för det cirkulerande köldmediet. Kompressorkylanläggningens kondensor är emellertid på konventionellt sätt lufckyld och anordnad vid fordonets frontparti framför kylaren. Ledningskretsen erfordrar därför relativt långa ledningar för att leda köldmediet till och från kondensorn. Kompressorn och förångaren är i detta fall även monterade på motsatta sidor om fordonets motor vilket ytterligare ökar ledningarnas längd ledningskretsen.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang för kylning av en hytt i ett fordon vilket innefattar en kompressorkylanläggning som är mycket kompakt och innefattar en mycket kort ledningskrets för det cirkulerande köldmediet.

Dessa syfien uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

Arrangemanget innefattar således en kompressorkylanläggning för att alstra kyla i en hytt i ett fordon som kan vara ett tungt fordon. I en kompressorkylanläggning alstras kyla i en förångare och värme i en kondensor. Hytten i fordonet där luft ska kylas är vanligtvis beläget på ett relativt stort avstånd från ett område av fordonet där det är 10 15 20 25 30 35 lämpligt att avge värme. Enligt uppfinningen svarar det första värmebärande systemet för transporten av kyla från kompressorkylanläggningens förångare till hytten. Det andra värmebärande systemet svarar för transporten av värme från kompressorkylanläggningens kondensor till det området i fordonet där värme ska avges. Kompressorkylanläggningen behöver således varken svara för transporten av kyla till hytten eller för transporten av värme till nämnda område av fordonet utan den har endast till uppgift att svara för själva alstrandet av kyla. Därmed kan kompressorkylanläggningens ingående komponenter, såsom förångare och kondensor, ges en mycket tät placering. Kompressorkylanläggningen kan därmed göras mycket kompakt och förses med korta ledningar mellan de ingående komponenterna. Med en kort ledningskrets för köldmediet minskar risken för läckage av köldmediet.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är kylaren i det andra värmebärande systemet lufckyld. Kylaren kan därvid vara placerad i ett område av fordonet som har en naturlig genomströmning av luft under drift. Kylaren i det andra värmebärande systemet är med fördel anordnad vid en perifer yta hos fordonet. I ett sådant område kommer kylaren i kontakt med luft av omgivningens temperatur.

Kylvätskan kan därmed kylas till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Det andra värmebärande systemet innefattar med fördel en fläkt som är anpassad att alstra en kylande luftström genom kylaren. Därmed erhålls en mycket effektiv kylning av kylvätskan i kylaren. Kylaren i det andra värmebärande systemet är med fördel anordnad framför den ordinarie kylaren i ett område vid fordonets frontparti.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar det andra värmebärande systemet en pump som är anpassad att cirkulera kylvätskan i den andra ledningskretsen. En sådan pump kan starta cirkulationen av kylvätskan i det andra värmebärande systemet då hytten ska kylas och avbryta cirkulationen då hytten inte ska kyls. Det andra värmebärande systemet kan vara ett separat system vars enda uppgift att kyla köldmediet i kondensom. Det andra värmebärande systemet kan alternativt innefatta åtminstone en ytterligare värmeväxlare för att kyla åtminstone ett ytterligare medium i fordonet. En sådan värmeväxlare kan vara en laddluftkylare för kylning av luft som leds till förbränningsmotorn eller en EGR-kylare för kylning av återcirkulerande avgaser som blandas med luft innan den leds till förbränningsmotorn.

I detta fall kan det andra värmebärande systemet betecknas som ett 10 15 20 25 30 35 lågtemperaturkylsystem med en kylvätska som har en avsevärt lägre temperatur än kylvätskans temperatur i ett ordinarie kylsystem för kylning av fordonets motor.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är kompressorkylanläggningen anordnad i ett motorrum i fordonet. Här kan kompressorkylanläggningen erhålla en skyddad placering samtidigt som service av kompressorkylanläggningen underlättas. Kompressorkylanläggningen kan vara monterbar som en enhet i fordonet. Därmed underlättas monteringsarbetet av kompressorkylanläggningen i fordonet då alla ingående komponenter och ledningar mellan komponenterna redan är monterade.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är hytten rörligt anordnad i förhållande till ett chassi hos fordonet. Hos tunga fordon är hytten vanligtvis fjädrande upphängd för att öka komforten för föraren då fordonet framförs på ojämna underlag.

Hytten är många gånger även fällbar för att frilägga komponenterna i motorrummet under service och reparationsarbeten. Det första värmebärande systemet innefattar en ledningskrets som åtminstone i ett överföringsområde mellan chassit och hytten utgörs av ledningar som är utformade i ett flexibelt material. Kylvätskan i det första värmebärande mediet transporteras med ett relativt litet övertryck i ledningskretsen.

Kylvätskans relativt låga övertryck möjliggör en böjning av de flexibla ledningarna med kylvätskan då de utsätts för böjbelastningar. Därmed elimineras risken för ledningsskador och läckage på grund av rörelser av hytten under drift och under tillfällen då hytten falls.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN I det följande beskrivs, såsom exempel, föredragna utföringsforrner av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritning, på vilken: Fig. 1 visar ett arrangemang för kylning av en hytt i ett fordon enligt en första utföringsform av uppfinningen och Fig. 2 visar ett arrangemang för kylning av en hytt i ett fordon enligt en andra utföringsform av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORIVIER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar schematiskt i ett fordon 1. Fordonet innefattar ett motorrum 2 med en forbränningsmotor 3. Fordonet 1 innefattar en forarhytt 4 som är fjädrande upphängd i fordonets chassi via schematiskt visade upphängningsorgan 5. En kylfläkt 6, som drivs av forbränningsmotorn 3, är anpassad att alstra en luftström genom en kylare 7 for att kyla kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem for kylning av forbränningsmotorn 3.

Kylaren 7 är anordnad i ett ornråde A som är beläget vid ett frontparti hos fordonet 1.

Ett arrangemang för att kyla luften i hytten 4 innefattar en kornpressorkylanläggning 8 som är anordnad i motonummet 2. Kompressorkylanläggningen består av en ledningskrets 9 med ett cirkulerande köldmedium, en kompressor 10, en kondensor 11, en expansionsventil 12 och en forångare 13. Koldmediet kan, exempelvis, vara koldioxid.

Arrangemang for att kyla luften i hytten 4 innefattar även ett forsta värmebärande system 14 som innefattar en ledningskrets 15 med en kylvätska som är anpassad att cirkuleras av en pump 16. Ledningskretsen 15 innefattar en värmeväxlare 17 som är anordnad i hytten 4 och en kylfläkt 18 som är anpassad att drivas av en elektrisk motor 19 for att alstra en luftström genom värmeväxlaren 17. Ledningskretsen 15 innefattar ledningar som är utforda i ett flexibelt material. Kylvätskan i det första värmebärande systemet 14 kyls då det leds genom forångaren 13 hos kompressorkylanläggning 8.

Arrangemang for att kyla luften i hytten 4 innefattar även ett andra värmebärande system 20 som är anordnat i motorrummet 2. Det andra värmebärande systemet 20 innefattar en andra ledningskrets 21 med en kylvätska som är anpassad att cirkuleras av en pump 22. Ledningskretsen 21 innefattar en kylare 23 som är anordnad i området A i en position framfor den ordinarie kylaren 7. Kylvätskan i det andra värmebärande systemet 20 kyler köldmediet i kompressorkylanläggning 8 då den leds genom kondensom 10.

Under drift av fordonet 1 kan en förare, vid behov, aktivera arrangemanget och kyla luften i hytten 4. Då foraren aktiverar ett manöverorgan 24, som kan vara ett knapporgan eller liknande, sänds en signal till en styrenhet 25 som startar kompressorn 10 i kompressorkylanläggningen 8. Styrenheten 25 aktivera samtidigt pumpen 16 så att kylvätskan cirkuleras i det första värmebärande systemet 14, elmotorn 19 som driver fläkten 18 och pumpen 22 så att kylvätskan cirkuleras i det andra värmebärande 10 15 20 25 30 35 systemet 20. Kompressorn 10 komprimerar och driver köldmediet i ledningskretsen 9.

Det komprimerade köldmediet leds i en kort ledning i ledningskretsen 9 till kondensor 11. Den cirkulerande kylvåtskan i det andra värmebärande systemet 20 kyler köldmediet i kondensor 11 så att köldmediet kondenserar. Köldmediet, som nu är i vätskeform, leds därefter till expansionsventilen 12 där det erhåller en trycksänkning.

Köldmediet leds därefter i en kort ledning i ledningskretsen 9 till förångaren 13 där köldmediet kyler kylvätskan i det första värmebärande systemet 14. Köldmediet övergår i gasform i förångaren 13 varefter köldmediet leds tillbaka till kompressorn 10 för förnyad komprimering.

Kylvätskan som cirkulerar i det första vårmebärande systemet 14 kyls således i förångaren 13. Den kylda kylvätskan leds genom en ledning i ledningskretsen 15 som sträcker sig från förångaren 13 i motorrummet 2 till värmeväxlaren 17 i hytten 4.

Luften i hytten 4, som forceras av fläkten 18 genom värmeväxlaren 17, kyls av den kalla kylvätskan. Kylvätskan i det första värmebärande systemetl4 leds därefter tillbaka till förångaren 13 i motorrummet 2 genom en ledning i ledningskretsen 15 för förnyad kylning. Eftersom förarhytten 4 är rörligt anordnad i förhållande till motorrummet 2 som är fast förbundet med fordonets chassi utsätts ledningarna som sträcker sig mellan motorrummet 2 och förarhytten 4 ofrånkomligt för böjbelastningar under drift. Pumpen 16 i det första värrnebärande systemet 14 ger kylvätskan ett tryck av cirka 1,5 - 2 bar för att möjliggöra en cirkulation av kylvätskan i ledningskretsen 15.

Detta tryck är dock så lågt att de ledningar som leder kylvätskan i ledningskretsen 15 mellan motorrummet 2 och förarhytten 4 är böjbara varför de böjbelastningar som verkar på ledningarna under drift inte är något problem.

Kylvätskan som cirkuleras i det andra värmebärande systemet 20 kyler således köldmediet i kondensom 11. Den varma kylvätskan från kondensom 11 leds i en ledning i ledningskretsen 21 till kylaren 23 i området A vid fordonets 1 frontparti. Luft med omgivningens temperatur forceras av fläkten 6 först genom kylaren 23 varefter den leds genom den ordinarie kylaren 7. Kylvätskan i det andra värmebärande systemet 20 tillhandahåller därmed en effektiv kylning och den kan kylas till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Kylvätskan i det andra värmebärande systemet 20 leds därefter åter till kondensom 11. Det andra värmebärande systemet 20 svarar således för transporten av värme från kompressorkylanläggningen 8 till fordonets frontparti. Det första värmebärande systemet 14 svarar för transporten av kyla från kompressorkylanläggningen 8 till 10 15 20 25 förarhytten 4. Kompressorkylanläggningen 8 behöver således inte själv svara för transporten av kyla till hytten 4 eller värme till området A utan har endast som uppgifi att svara för alstrandet av kyla. En sådan kompressorkylanläggning 8 kan ges en väsentligen godtycklig placering i fordonet 1. Kondensorn 11 och förångaren 13 kan med fördel placeras tätt tillsammans. I och med det kan kompressorkylanläggningen 8 göras mycket kompakt och förses med en ledningskrets 9 med optimalt korta ledningar.

Fig. 2 visar en alternativ utformning av arrangemanget. I detta fall är kompressorkylanläggningen 8 monterad som en enhet 26 i fordonet. Hela kompressorkylanläggningen 8 med ingående komponenter och ledningar kan därmed monteras som ett sammanhängande stycke i motorrummet 2. Ledningskretsen 9 kan även vara trycktestad och fylld med köldmedium innan kompressorkylanläggningen 8 monteras i fordonet 1. Eftersom köldmedium såsom koldioxid uppvisar mycket höga arbetstryck kan en sådan törmontering många gånger vara att föredra. Det andra värmebärande systemet 20 utgörs här av ett lågtemperaturkylsystem i fordonet som även utnyttjas för att kyla andra medier i fordonet som behöver kylas till en relativt låg temperatur. Ett sådant lågtemperatiirkylsystem innefattar därmed åtminstone en ytterligare värmeväxlare 27 för kylning av ett ytterligare medium. Värmeväxlaren 27 kan, exempelvis, vara en laddlufckylare där komprimerad luft kyls innan den leds till förbränningsmotorn. Värrneväxlaren 27 kan även vara en EGR-kylare där återcirkulerande avgaser kyls innan de blandas med luft och leds till förbränningsmotorn 1. En eller flera sådana extra värmeväxlare 27 kan vara anordnade i serie eller parallellt i det andra värmebärande systemet 20.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de på ritningen beskrivna utföringsformerna utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Arrangemang for att kyla en hytt (4) i ett fordon (1), varvid arrangemanget innefattar en kompressorkylanläggning (8) som är anordnad utvändigt om hytten (4) och ett forsta värmebärande system (14), varvid kompressorkylanläggning (8) innefattar en ledningskrets (9) med ett cirkulerande köldmedium, en fórångare (13) där köldmediet är anpassat att forångas och en kondensor (11) där köldmediet är anpassat att kondensera, och varvid det forsta värmebärande systemet (14) innefattar en ledningskrets (15) med en cirkulerande kylvätska som är anpassad att kylas av köldmediet i fiirångaren (13) och avge kyla i en värmeväxlare (17) som är anordnad i hytten (4), kännetecknat av att arrangemanget innefattar ett andra värmebärande system (20) som innefattar en andra ledningskrets (21) med en cirkulerande kylvätska som är anpassad att uppta värme från köldmediet i kondensorn (11) och att avge värme i en kylare (23) som är anordnad i ett område (A) i fordonet (l).

2. Arrangemang enligt krav 1, kärmetecknat av att kylaren (23) i det andra värmebärande systemet (20) är lufikyld.

3. Arrangemang enligt krav 2, kännetecknat av att kylaren (23) i det andra värmebärande systemet (20) är anordnad i området (A) vid en perifer yta hos fordonet (i).

4. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det andra värmebärande systemet (20) innefattar en fläkt (6) som är anpassad att alstra en kylande luftström genom kylaren (23).

5. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det andra värmebärande systemet (20) innefattar en pump (22) som är anpassad att cirkulera kylvätskan i den andra ledningskretsen (21).

6. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det andra värmebärande systemet (20) innefattar åtminstone en ytterligare värmeväxlare (27) för att kyla ett ytterligare medium i fordonet (1).

7. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kompressorkylanläggningen (8) är anordnad i ett motormm (2) i fordonet (1). 10

8. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kompressorkylanläggningen (8) är monterbar som en enhet i fordonet (1).

9. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att hytten (4) är rörligt anordnad i förhållande till ett chassi hos fordonet (1).

10. Arrangemang enligt krav 9, kärmetecknat av att det första värmebärande systemet (14) innefattar en ledningskrets (15) som åtminstone i ett överfóringsområde mellan chassit (2) och hytten (4) utgörs av ledningar som är utformade av ett flexibelt material.