SE445027B

SE445027B - Punktvermare for fordonshytter

Info

Publication number: SE445027B
Application number: SE8102902A
Authority: SE
Inventors: T Endo
Original assignee: Nissan Motor
Priority date: 1980-05-13
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1986-05-26
Also published as: US4415118A; JPS56160208A; SE8102902L; CA1169398A

Description

81Û29Û2-7f 2 För att lösa ett dylikt problem har en elektrisk punktvärmare före- slagits. Denna värmare är en anordning, som innefattar ett värme- element av elektriskt motstândsmaterial och en elektrisk fläkt och fungerar för att värma luft genom elektrisk strömsättning av värme- elementet och tillförsel av den värmda luften till ett specifikt område, såsom ett område, som omger förarens fötter, genom verkan av den elektriska fläkten. Härmed ges passagerarna i fordonet en känsla av värme.

I denna typ av konventionell punktvärmare förbrukas emellertid stor elektrisk effekt på grund av dess konstruktion. I ett kallt orâde, där en dylik punktvärmare erfordras, är ett batteri med stor kapa- citet nödvändigt med hänsyn till dessuteffekt och den elektriska tillförseln till batteriet genom den motordrivna generatorn måste göras genom ökning av motorns uteffekt i en högre grad än som verk- ligen erfordras för körning av fordonet. Detta medför icke blott för stor bränsleförbrukning utan även bullrande drift av motorn.

.För att avhjälpa de ovan nämnda nackdelarna och i synnerhet åstad- komma en snabb uppvärmning föreslâs enligt uppfinningen en punkt- värmare med de i kravet 1 angivna kännetecknenw Andra ändamål och fördelar hos föreliggande uppfinning framgår av följande beskrivning i förbindelse med bifogade ritningar, på vilka figur 1 visar en bild av ett motorfordon för passagerare i vilket en punktvärmare med snabb uppvärmning enligt föreliggande uppfinn- ing är monterad, figur 2A;visar en sektion av punktvärmaren i en.första utförings- form av föreliggande uppfinning, figur 28 visar en sektion längs linjen IIB-IIB i figur 2A, 'figur 3A visar en bild liknande~figur ZA men av en andra utförings- 'form enligt uppfinningen, Samt r figur 3B visar en sektion längs linjen IIÉB-IIIB i figur 3A. 3 8102902-7 I figur l på rltningarna visas ett motorfordon för passagerare vil- ket allmänt innefattar ett fordonskarosseri 10, en motor 12, som är monterad på en främre sektion av karosseriet 10, att avgasrör 14, som sträcker sig via ett avgasgrenrör 16 från motorn 12 till en ba- kre sektion av karosseriet 10. Karosseriet 10 har en fordonshytt eller passageraravdelning 18, som skall uppvärmas av punktvärmaren 20 med snabb uppvärmning enligt uppfinningen. värmaren 20 enligt uppfinningen innefattar allmänt en regenerator eller värmeackumulator 22, som är monterad på avgasröret l4 nära avgasgrenröret 16, en luftfördelarenhet 24, som är förbunden med regeneratorn 22 genom en ledning 26, samt luftledningar 28, vilka är förbundna med luftfördelarenheten 24 och ligger kring fordonets hytt 18. Ledningarna 28 har utblåsningsöppningar 30, vilka är öppna mot vissa areor av hytten 18. Såsun framgår senare av beskrivningen, införs den luft som uppvärmts av regeneratorn 22 genom ledningen 26 in i fläktenheten 24 och utblåses från luftutloppsöppningarna 30 in i fordonets hytt 18.

Punktvännaren för snabb uppvärmning enligt den första utföringsfor- men kommer att beskrivas i detalj i det följande med hänvisning till figur 2A och 2B.

Regeneratorn 22 innefattar ett cylindriskt inre metallorgan 32, som är koaxiellt monterat kring ett parti av avgasröret 14, ett cylind- riskt yttre metallorgan 34, som är koaxiellt anbragt kring det inre organet 32 till bildande av ett cylindriskt spelrum 36 mellan detta och det cylindriska inre organet 32, samt två cirkulära metallgav- lar 38 och 40, vilka täcker de axiellt motställda öppna ändarna av de inre och yttre cylindriska organen 32 och 34. Det cylindriska yttre organet 34 är vid sina axiellt motställda ändpartier försett med in- och utloppsrör för luft 42 och 44, vilka kommunicerar med det cylindriska spelrumet 36. Ett värmeackumulerande material 46 är packat i ett cylindriskt gap (ingen siffra), som bildas mellan avgasröret 14 och det cylindriska inre organet. För att förbättra värmeövergångcn från avgasen i avgasröret 14 till det värmcackumu- lerande materialet 46 är ett flertal metallfenor 48 fästa vid den 8102902-7 I 4 inre ytan av avgasröret l4 så att de sträcker sig längs rörets l4 centrumaxel. Med fördel är fenorna 48 åtskilda med väsentligen lika avstånd, såsom visas i figur 2B. Det cylindriska yttre organet 34 är täckt med ett värmeisolerande material 50, såsom glasull, keram- fibrer eller liknande.

Luftfördelarenheten 24 innefattar ett hus 52 med in- och utlopps- rör för luft 54 och 56. En elektrisk fläkt 58 är anordnad för drift i huset 52 för att alstra ett luftflöde i den riktning som visas av pilarna 60 och 62. En inloppsöppning 64 för frisk luft är utformad i huset 52 vid ett läge nära inloppsröret 54. En dämplucka 66 är svängbart förbunden med huset 52 för att selektivt öppna och stänga öppningen 64.

Ledningen 26, som förbinder luftfördelarenheten 24 med regeneratorn 22 är gjord av värmebeständigt flexibelt material. Såsom visas, förbinder ledningen 26 regeneratorns 22 luftutloppsrör 44 med en- hetens 24 luftinloppsrör 54 för att åstadkomma fluidkommunikation mellan dessa.

Luftledningarna 28 är vid sina ena ändar förbundna med enhetens 24 luftutloppsrör 56.

Såsom det värmeackumulerande materialet 46 används enligt uppfinn- ingen ett material av typ med kännbar värme, vilket ackumulerar värme huvudsakligen i form av värmerörelse, och ett material av en typ med latent värme, som ackumulerar värme som alstras vid fas- ändringar hos ett ämne.

Typiska värmeackumuleringsmaterial, som är användbara enligt upp- finningen visas i följande tabell. __: hour! vill' 5 e1o29o2-7 Tabell (1) Värmeackumulerande material Material av typ med o aluminiumoxid (AJZO3) kännbar vânne o magnesia (Mgül o eldfast tegel Material av typ med o litiumförening (LiF-LÅOH: latent värme litiumfluorid-litiumhydroxid) o klorid (LiCl-KCl: litiumklorid-kaliumklorid) o fluorid (LiF-MQF2: litiumfluorid-magnesiumfluorid) o hydroxid (NaOH: natriumhydroxid) Bland de ovan nämnda, värmeackumulerande materialen är LiF-LiOH, LiF-MgF2 och LiCl-KCl speciellt lämpliga för det värmeackumuler- ande materialet, emedan vart och ett av dessa har en smältpunkt i området från 350°C till 750°C, till vilket motorns avgaser upp- värms.

I det följande kommer funktionen av punktvärmaren enligt föreligg- ande uppfinning att beskrivas.

Vid körning av fordonet sker en s k värmeväxling mellan motorns avgaser och det värmeackumulerande materialet 46 med följd att en avsevärd värmemängd ackumuleras i det värmeackumulerande materialet 46 i form av latent eller kännbar värme. Under antagande av att ett uuokLlnkL null av liLLumlluolld och líLiumhydxuxíd används lör doL värmeackumulerande materialet 46 och har volymen 2,5 l och värms s1o29og-7g 6 till 500°C av motorns avgaser, beräknas den värmemängd som ackumu- leras av saltet till omkring 2 000 kcal med beaktande av att den lnedre gränsen för användbar temperatur för uppvärmning är l0O°C.

Under antagande av att regeneratorn 22, som sålunda ackumulerar värme lämnas i fria luften med en temperatur av -l0°C hela natten (10 h), kan det förväntas att det värmeackumulerande materialet 46 fortfarande hållsyarmt vid omkring 220°C även nästföljande morgon.

Medan det värmeackumulerande materialet kyls från temperaturen 220°C till l00°C, uppskattas det att omkrng 270 kcal av värme har urladd- ats från materialet för uppvärmning. Även när temperaturen hos motorns kylvatten är låg vid tidpunkten för motorns start, vilket medför att vattnet är otillräckligt för uppvärmning, bringar tillslag av punktvärmaren, som åstadkommer rotationsrörelse av fläkten 58 att varm luft, som har värmts av regeneratorn 22 att blåsas från luftutloppsöppningarna 30 till vissa areor av fordonets hytt 18 såsom areor vid passagerarnas fötter och förarens händer, som fattar ratten. Härmed ges passagerarna åtmin- stone en känsla av uppvärmning.

Temperaturen hos den uppvärmda luft som tillförs hytten 18 styrs enkelt genom manövrering av dämpluckan 66. När den värmda luftens temperatur är högre än som uppfattas såsom behaglig för passager- arna, öppnas dämpluckan 66~i lämplig grad för att bringa sval omgiv- ningsluft att matas in i fördelarenheten 24 och kyla den uppvärmda luft som skall tillföras fordonets hytt l8.

Figur 3A och 3B visar en andra utföringsform av föreliggande uppfinn- ing, vilken har samma konstruktion som den ovan beskrivna första ut- föringsformen enligt figur 2A och 2B, med undantag av regeneratorn.

Regeneratorn 22' i den andra utföringsformen innefattar ett flertal metallrör 68, vilka är spända mellan två metallkamarorgan 70 och 72 så att deras inre är förbundna. Kammarorganet 70 är förbundet med själva motorn l2=genom avgasröret 14. Metallrören 68 är inbädd- ade i ett cylinderformigt värmeackumulerande material 46, vilket är ett av de material som anges i tabell (1) ovan. Ett cylindriskt vär- meisolerande yttre organ 74 är koaxiellt anbragt kring det cylind- s1o29ø2-9 riska värmeackumulerande materialet 46 till bildande av ett mellan- liggande, cylindriskt spelrum 76. Det yttre organet 74 är vid sina axiellt motställda ändpartier utformat med in- och utloppspartier 78 och 80. Ütloppspartiet 80 är förbundet med luftfördelarenheten 24 genom ledningen 26, liksom i fallet med den första utförings- formen.

Såsom förklarats i beskrivningen ovan, är punktvärmaren enligt före- liggande uppfinning konstruerad så att värmen ﬂör_att fullborda punktuppvärmningen av fordonets hytt är given av en värme, som har ackumulerats i en regenerator genom utförande av värmeväxling mel- lan det värmeackumulerande materialet i regeneratorn och de avgas- er som avges av själva motorn. Enligt föreliggande uppfinning är sålunda snabb (men punktartad) uppvärmning av fordonets hytt till- gänglig, även när temperaturen hos motorns kylvatten icke är till- räckligt hög för att värma motorns hytt, såsom i ett fall, när mo- torn just startas.

Claims

.a1o29o2-7st Patentkrav

1. I. Punktvärmare, avsedd för montage på ett motorförsett fordon för att värma en fordonshytt (18), k ä n n e t e c k n a d av en regenerator (22,22'), vilken är monterad på ett avgasrör (lä) från fordonets motor (12), vilken rege- nerator innefattar ett värmeackumulerande material (H6), vilket väsentligen fullständigt omger och är anordnat direkt omkring en del av avgasröret (lä) och vilket är avsett att ackumulera den värme som avges av de avgaser som passerar genom avgasröret (lb), och ett husorgan (3Å,38,ü0,7ü) anordnat koaxiellt omkring det värmeackumulerande materialet (Å6) och delen av avgasröret (lä), vil- ket organ är anordnat på avstånd från och utan beröring med materialet (Å6), så att ett luftgenomsläppligt spelrum (36,76) erhålls omkring och.omedelbart an- gränsande det värmeackumulerande materialet (H6), in- och utloppsrör (h2,äh,78,80) i förbindelse med det kontinuerliga spelrummet (35,76) avgränsat inom husorganet (34;7h), varvid in- och utloppsrören (#2,ﬁß) ligger på atiellt avstånd frân“ husorganet (3h,74), en luftfördelarenhet (ZÄ), innefattande ett hus (52) med in- och utloppsöppningar (5Å,56) för luft, en förbindelseledning (26), som förbinder re9enerat0fﬂS utloppsrör med husets (52) luftinloppsöppning (SÅ) och en luft- förande ledning (28), som har en ände i förbindelse med husets (521 luftutlopps- öppning (56) och den andra öppna änden (30) exponerad för en viss area av for- donets hytt (18), samt organ (58) för att alstra ett luftflöde (60,62) från regeneratorns utloppsrör (åh) till den andra änden (30) av den luftförande led- ningen (28) genom spelrummet, förbindelseledningen (26) och den luftförande ledningen (28).

2. Punktvärmare enligt krav.l, k ä n n e t e c k n a d av att luftför- delarenhetens hus (52) har en ytterligare öppning (6ä)¿ som är tillslutbar med en dämplucka (66), så att omgivningsluft införs i huset, när dämpluckan öppnas.

3. Punktvärmare enligt krav 1, k ä n ne t e c k n a d av att regeneratorn ytterligare innefattar ett cylindriskt inre organ (32), som är koaxiellt monterat kring delen av avgasröret (14), varvid husorganet är ett cylindriskt yttre organ

4. (BÅ), två cirkulära gavelplattor (38,h0), som täcker de motställda öppna ändarna av de inre och yttre organen (32,3ß), varvid in- och utloppsöppningarna (42,hh) för luft är utformade i det cylindriska yttre organet, och luftinloppsöppningen (#2) är öppen till fria luften och luftutloppsöppningen (hå) är förbunden med förbindelseledningen (26), samt värmeisolerande material (50), som täcker den yttre ytan av det cylindriska yttre organet (BH), varvid det värmeackumulerande materialet är packat i det cylindriska utrymmet som definieras mellan nämnda del av avgasröret (lä) och det cylindriska inre organet (32). \ a1o29o2-i Å. Punktvärmare enligt krav 3; k ä n n e t e c k n a d av att regene- ratorn vidare innefattar ett flertal fenor (#8), som är fästa vid den inre ytan av nämnda del av avgasröret (ih), så att de sträcker sig längs rörets (lä) centrumaxel.

5. Punktvärmare enligt krav H, k ä n n e t e c k n,a d _av att fenorna (48) är åtskilda av väsentligen lika avstånd. :"lf-V

6. Punktvärmare enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att regene- ratorn vidare innefattar ett flertal rör (68), vilka är parallellt inbäddade i det värmeackumulerande material (Å6), som är format till cylindrisk form, två kammarorgan (70,72) mellan vilka rören är inspända för att förbinda det inre av kammarorganen (70,72), varvid enheten av rören (68) och kammarorganen (70,72) är anbragt i nämnda del av avgasröret (ih) för att tillåta avgaser från motorn (12) att passera genom rören, ett cylindriskt värmeisolerande organ (74), som utgör husorganet, som är koaxiellt anbragt kring det cylinder- formiga värmeackumulerande materialet till bildande av att det mellanliggande cylindriska spelrummet (76), samt att av in- och utloppsöppningarna (78,80) för luft, som kommunicerar med det cylindriska spelrummet (76), är luftinlopps- öppningen (78) öppen mot den fria luften och iuftutloppsöppningen (80) förbunden med förbindelseledningen (26).

7. Punktvärmare enligt krav i, k ä n n e t e c k n a d av att det värme- ackumulerande material (#6) i regeneratorn (22,22') är valt ur den grupp som består av aluminiumoxid (AIZO3), magnesia (H90) och eldfast tegel.

8. Punktvärmare enligt krav l, k ä n n e t e c k n a.d av att det värme- ackumulerande materialet (ü6) i regeneratorn (22,22') är valt ur den grupp av material som består av litiumfluorid-litiumhydroxid (LiF-LiOH), litiumklorid- kaliumklorid (Lißl-KCI), litiumfluorid-magnesiumfluorid (LiF-MgF2) och natrium- hydroxíd (Na0H).