SE1450079A1

SE1450079A1 - Värmeskyddsarrangemang

Info

Publication number: SE1450079A1
Application number: SE1450079A
Authority: SE
Inventors: Udo Jahn; Mokhlos Almaliki
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-07-29
Also published as: WO2015115973A1

Abstract

Ett värmeskyddsarrangemang (2) för åtminstone en värmekänslig komponent (4), innefattande ett långsträckt strålningsskydd (6), konfigurerat att åtminstone delvis omsluta nämnda komponent (4) och att skydda komponenten från strålningsvärme, innefattande en avgränsningsvägg (8) definierande ett utrymme (10) för nämnda komponent, och att avgränsningsväggen (8) är konfigurerad att placeras på avstånd från nämnda komponent (4). Strålningsskyddet (8) uppvisar en tillflödesänddel (12) definierande en area A1, och en frånflödesänddel (14), för tillflöde respektive frånflöde av ett kylluftflöde (16), och att värmeskyddsarrangemanget (2) innefattar ett luftflödesmedel (18) konfigurerat att tillföra nämnda kylluftflöde (16) till nämnda tillflödesänddel (12), och att tvärsnittet för kylluftflödet (16) definierar en area A2, varvid förhållandet A1/A2 ligger inom intervallet 0,5-2.(Figur 2)

Description

15 20 25 30 US-2010/0186395 avser en anordning för kylning av överhettad gas i motorrummet för ett fordon. Anordningen innefattar ett rör, en kylarfläkt och en diffuser. Kylarfläkten genererar en Iuftström som blandas med överhettad gas och styrs in i ett rör som gär genom motorrummets hölje.

US-2012/0103711 avser en maskin och ett system för kylning av avgassystem med hjälp av kylfläktar.

Syftet med föreliggande uppfinning är att förbättra värmeskyddet av värmekänsliga komponenter som anordnats till exempel i ett fordon. Mera specifikt är syftet att undanröja risken att temperaturen i anslutning till komponenten eller komponenterna, t.ex. temperaturgivare, överstiger en temperatur där komponentens funktion sätts ur spel vilket i sin tur kan påverka regleringen av andra funktioner för fordonet.

Sammanfattninq av uppfinningen Ovan nämnda syften ästadkommes med värmeskyddsarrangemanget definierat av det självständiga patentkravet.

Föredragna utföringsformer definieras av de osjälvständiga patentkraven.

Värmesträlningen frän olika värmealstrande system i närheten av en värmekänslig komponent, och som har ett gränssnitt till komponenten, förhindras nä denna genom anordnandet av ett strålningsskydd i anslutning till komponenten. Dessutom är ett luftflödesmedel anordnat för transport av kylluft till komponentens närområde. Därmed kyls området kring komponenten sä att temperaturen inte överstiger en temperatur där dess funktion kan sättas ur spel.

Genom arean A1 för till?ödesänddelen för strälningsskyddet och arean A2 för kylluftflödet är i samma storleksordning säkerställs att en väsentlig del av kylluftflödet kommer in och kyler i utrymmet som definieras av strälningsskyddet. 10 15 20 25 30 Genom värmeskyddsarrangemanget enligt uppfinningen skyddas den värmekänsliga komponenten från direkt strålningsvärme. Dessutom tillförs kylluft via luftluftflödesmedlet som kyler komponenten. Företrädesvis används kylluft från motorns kylfläkt som är ”gratis” eftersom även andra komponenter behöver kylas.

Skyddsarrangemanget enligt uppfinningen är i synnerhet tillämpligt i samband med Otto-motorer och för temperaturgivare i anslutning till sådana motorer eftersom denna motortyp har högre avgastemperatur än konventionella förbränningsmotorer.

Genom skyddsarrangemanget enligt uppfinning skyddas komponenten och säkerställer att motorn kan arbeta normalt.

Skyddsarrangemanget innefattar således ett strålningsskydd, konfigurerat att skydda komponenten (t.ex. temperaturgivaren) från strålningsvärme, och ett luftflödesmedel för att tillföra kylluft till givaren.

Enligt en utföringsform utgörs alltså komponenten av en temperaturgivare för mätning av temperaturen i avgaser från en förbränningsmotor.

Temperaturgivaren har en värmekänslig tätning vid övergången från avkänningsdelen till anslutningsledningar. Denna tätning riskerar att förkolnas vid för höga temperaturer, t.ex. överstigande 200 °C, och därmed kortsluta anslutningsledningarna.

Strålningsskyddet skyddar komponenten från strålningsvärme från omkringliggande värmealstrande objekt, t.ex. katalysatorn, avgasröret, mm.

Vid en tillämpning kan strålningsskyddet sänka temperaturen vid komponenten från ca 300°C till ca 200°C. 10 15 20 25 30 4 För att ytterligare sänka temperaturen har ett luft?ödesmedel anordnats som är konfigurerat att tillföra ett kylluftflöde till det av strålningsskyddet definierade utrymmet där komponenten är anordnad.

Kort ritninqsbeskrivninq Figur 1 visar en schematisk sidovy av ett värmeskyddsarrangemang enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Figur 2 visar en schematisk perspektivvy av ett värmeskyddsarrangemang enligt utföringsformen visad i figur 1.

Figur 3 visar en schematisk sidovy av ett värmeskyddsarrangemang enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning.

Figur 4 visar en schematisk perspektivvy av strålningsskyddet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Figur 5 visar en schematisk perspektivvy av strålningsskyddet enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning.

Detalierad beskrivninq av föredraqna utförinqsformer av uppfinningen Värmeskyddsarrangemanget kommer nu att beskrivas med hänvisning till de bifogade figurerna.

I figurerna har samma eller motsvarande detaljer genomgående erhållit samma hänvisningsbeteckning.

Värmeskyddsarrangemanget är speciellt tillämpligt för fordon, exempelvis bussar, lastbilar, arbetsfordon och personbilar. Emellertid kan det även användas på fartyg och inom industrin, där värmekänsliga komponenter anordnas i miljöer med höga temperaturer.

Med hänvisning först till figurerna 1 och 2 kommer nu värmeskyddsarrangemanget att beskrivas.

Värmeskyddsarrangemanget 2 syftar till att skydda åtminstone en värmekänslig komponent 4 från alltför hög värme. 10 15 20 25 30 5 Den värmekänsliga komponenten 4 kan till exempel vara en temperaturgivare konfigurerad att mäta temperaturen i ett avgasflöde i ett avgasrör 5, exempelvis i en buss eller en lastbil.

Värmeskyddsarrangemanget innefattar ett långsträckt strålningsskydd 6, konfigurerat att åtminstone delvis omsluta komponenten 4 och att skydda komponenten från strålningsvärme.

Strålningsskyddet innefattar en avgränsningsvägg 8 definierande ett utrymme 10 för komponenten, och att avgränsningsväggen 8 är konfigurerad att placeras på avstånd från komponenten 4.

Utrymmet 10 som definieras av strålningsskyddet är sådant att den värmekänsliga komponenten är placerad åtminstone ca 3 cm från innerytan av avgränsningsväggen 8.

Strålningsskyddet 8 uppvisar en till?ödesänddel 12 definierande en area A1 (se figur 2), och en fränflödesänddel 14, för tillflöde respektive frånflöde av ett kylluftflöde 16.

Värmeskyddsarrangemanget 2 innefattar ett luftflödesmedel 18 konfigurerat att tillföra kylluftflödet 16 till tillflödesänddelen 12. Tvärsnittet för kylluftflödet 16 definierar en area A2 (se figur 2), och att förhållandet A1/A2 ligger inom intervallet 0,5-2.

Enligt en annan utföringsform som visas i figur 3 utgörs luftflödesmedlet 18 av ett eller flera luftflödesstyrande organ 17, 19, t.ex. en eller flera flänsar eller avlänkningsplåtar, som är så anordnade att det kylande luftflödet 16 styrs så att luftflödet som skall ledas in i tilluftsänddelen får en tvärsnittsarea A2 som uppfyller det ovan angivna förhållandet med hänsyn till arean A1. För beskrivning av övriga detaljer i figur 3 hänvisas till beskrivningen ovan avseende figurerna 1 och 2.

Strålningsskyddet 6 har en utformning sådan att den skyddar komponenten mot direkt strålningsvärme. Utformningen är anpassad till det utrymme där 10 15 20 25 30 6 komponenten är monterad och kan därför ha många olika former. Gemensamt för alla former är att de uppvisar en tillflödesänddel 12 och en frånflödesänddel 14 sådana att kylluftflödet kan passera genom strålningsskyddet och transportera bort varm luft som samlats i utrymmet 10.

I figurerna 4 och 5 visas två exempel på generella utformningar av strålningsskyddet.

I figur 4 visas en utformning av strålningsskyddet 6 som har ett tvärsnitt som är en väsentligen öppen rektangel bestående av tre väggdelar 11, 13, 15. Väggdelarna bildar en kåpa eller en huv under vilken komponenten är anordnad. Kåpan eller huven uppvisar en öppen undersida där kylluftflödet naturligtvis också kan passera ut från utrymmet 10. Längden för strålningsskyddet är t.ex. 15 cm, höjden 10 cm och bredden 10 cm.

I figur 5 visas en utformning av strålningsskyddet 6 där det har ett tvärsnitt som väsentligen är en halvcirkel. Även denna utformning kan anses bilda en kåpa eller en huv under vilken komponenten är anordnad, också med en öppen undersida.

Enligt denna utformning med ett halvcirkulärt tvärsnitt har strålningsskyddet en radie på ca 10 cm och en längd som är ca 15 cm.

Avgränsningsväggen 8 för strålningsskyddet utgörs företrädesvis av en jämntjock skiva, med en tjocklek i intervallet 1-3 mm. Avgränsningsväggen 8 utgörs vidare av ett material som klarar värme upptill 350 °C. Materialet är enligt en utformning en metall, exempelvis rostfritt stål eller aluminium. Dessutom skall utsidan vara så beskaffad att den reflekterar värmestrålningen.

Strålningsskyddet är fastsatt, exempelvis på motorblocket, med en eller flera svetsfogar, ett eller flera skruvförband, eller något annat fästmedel.

Företrädesvis består luftflödesmedlet 18 av åtminstone ett kylluftsrör (se figur 2) som är anslutet i en ände till en avlänkningskåpa vid en fläkt (ej visade). Den 10 15 7 ändra änden av röret mynnar i anslutning till tilluftsänddelen 12 av strålningsskyddet för tillförsel av det kylande Iuftflödet till utrymmet där komponenten är anordnad. Vid en temperatur för det kylande Iuftflödet pä ca 20- 50°C sänks temperaturen i utrymmet till ca 150°C.

Luftflödesmedlet är konfigurerat så att det kylande Iuftflödet styrs in i tilluftsänddelen av strälningsskyddet 6.

För utföringsformen där luftflödesmedlet är ett rör ästadkommes detta genom att mynningen för röret är placerat nära tilluftsänddelen så att Iuftflödet riktas mot änddelen.

Storleken på kylluftflödet 16 är beroende på var värmeskyddsarrangemanget är monterat. Vid montering i ett fordon är Iuftflödet i storleksordningen 10-50 liter per minut.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan-beskrivna föredragna utföringsformer. Olika alternativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas.

Utföringsformerna ovan skall därför inte betraktas som begränsande uppfinningens skyddsomfång vilket definieras av de bifogade patentkraven.

Claims

10 15 20 25 30 Patentkrav

1. Ett värmeskyddsarrangemang (2) för åtminstone en värmekänslig komponent (4), innefattande ett långsträckt strålningsskydd (6), konfigurerat att åtminstone delvis omsluta nämnda komponent (4) och att skydda komponenten från strålningsvärme, innefattande en avgränsningsvägg (8) definierande ett utrymme (10) för nämnda komponent, och att avgränsningsväggen (8) är konfigurerad att placeras på avstånd från nämnda komponent (4), k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda strålningsskydd (8) uppvisar en tillflödesänddel (12) definierande en area A1, och en frånflödesänddel (14), för tillflöde respektive från?öde av ett kyiluftflöde (16), och att värmeskyddsarrangemanget (2) innefattar ett Iuftflödesmedel (18) konfigurerat att tillföra nämnda kyiluftflöde (16) till nämnda tillflödesänddel (12), och att tvärsnittet för kylluftflödet (16) definierar en area A2, varvid förhållandet A1/A2 ligger inom intervallet O,5-2.

2. Värmeskyddsarrangemanget (2) enligt krav 1, varvid nämnda strålningsskydd (6) har ett tvärsnitt som är en väsentligen öppen rektangel bestående av tre väggdelar.

3. Värmeskyddsarrangemanget (2) enligt krav 1, varvid nämnda strålningsskydd (6) har ett tvärsnitt som väsentligen är en halvcirkel.

4. Värmeskyddsarrangemanget (2) enligt något av kraven 1-3, varvid nämnda avgränsningsvägg (8) utgörs av en jämntjock skiva, med en tjocklek i intervallet 1-3 mm.

5. Värmeskyddsarrangemanget (2) enligt något av kraven 1-4, varvid nämnda avgränsningsvägg (8) utgörs av ett material som klarar värme upptill 350 °C.

6. Värmeskyddsarrangemanget (2) enligt något av kraven 1-5, varvid nämnda avgränsningsvägg (8) är tillverkad av en metall. 10

7. Värmeskyddsarrangemanget (2) enligt något av kraven 1-6, varvid nämnda avgränsningsvägg (8) är tillverkad av rostfritt stål.

8. Värmeskyddsarrangemanget (2) enligt något av kraven 1-7, varvid nämnda luftflödesmedel (18) innefattar åtminstone ett kylluftsrör.

9. Värmeskyddsarrangemanget (2) enligt något av kraven 1-7, varvid nämnda luftflödesmedel (18) innefattar ett eller flera luftflödesstyrande organ.

10. Värmeskyddsarrangemang (2) enligt något av kraven 1-9, varvid nämnda komponent (4) är en temperaturgivare för ett fordon konfigurerad att mäta temperaturen i ett avgasflöde.