SE503146C2 - Fläktring med värmeväxlare för en förbränningsmotor - Google Patents

Description

15 20 25 30 -d i*',~3 2 förbränningsmotorns kylsystem.

Detta åstadkommes genom en anordning enligt patentkravets 1 ingress med de i nämnda kravs kännetecknande del angivna särdragen.

I enlighet med detta innefattar anordningen en fläkt omgiven av en fläktring innefattande åtminstone en kylkanal, företrädesvis periferiellt anordnad. Fläkten är en redan tillgänglig fläkt, företrädesvis den fläkt som används för att åstadkomma tillräckligt luftflöde genom motorns kylare. Fläktringen används självfallet också på sedvanligt sätt för att höja fläktens effektivitet. Fläkten åstadkommer ett radiellt riktat luftflöde mot kanalen i fläktringen varmed en stor luftväxling uppstår.

När den uppñnningsenliga anordningen tillämpas vid en fordonsmotor är det fördelaktigt att den utformas med de särdrag som anges i patentkravets 2 kännetecknande del, där kanalen är anordnad inuti fläktringen för kylning av en fluid, annan än motorns kylvätska. Fluiden utgörs lämpligen av tryckluft till bromskretsama och luftfjädringssystemet eller andra enheter. Med detta arrangemang kan fluiden kylas på en plats med hög värmeväxling med en utrymmessnål anordning.

Enligt en annan fördragen utföringsform utgör kanalen en sluten ändlös krets längs hela fläktringens periferi. En inlopps- och en utloppsförbindelse är anordnade ungefär 180” från varandra i syfte att uppnå maximal kyleffekt.

En dräneringsventil kan också anordnas vid kanalens lägsta punkt i syfte att möjliggöra dränering av vattenlås som kan uppstå på grund av fuktig luft.

Fläktringen kan innefatta ett flertal kanaler för kylning av olika fluider, vilka självfallet kan utgöras av andra media än luft, såväl som ett flertal inlopps- och utloppsförbindelser.

Fluidema kan utgöras av så väl gaser som vätskor.

Uppñnningens övriga särdrag och fördelar framgår av den efterföljande beskrivningen av ett utföringsexempel. 10 15 20 25 30 F igurfórteckning.

Figur 1 visar en schematisk vy över komponenter i en lastbils kylsystem och bromskrets.

Figur 2 visar en vy av kylaren och fläktarrangemanget.

Figur 3 visar ett snitt III-III enligt figur 2 av fläktringen.

Figur 4 visar ett snitt IV-IV enligt figur 2 av fläktringen.

Beskrivning av ett föredraget utföringsexempel.

I figur 1 visas en schematisk vy över komponenter i en lastbils kylsystem och bromskrets.

Kylsystemet innefattar en kylare 2 där kylmediet, företrädesvis en vattenbaserad vätska, kyls.

En inloppsledning 4 leder kylmediet till en förbränningsrnotor 6 och en utloppsledning 8 leder det uppvärmda vattnet åter till kylaren 2 där det kyls av att luftflöde genom kylaren 2.

Inloppsluftens temperatur ökar när den passerar turbons kompressor 10. En laddluftskylare 12 är därför anordnad på en inloppsledning 14 för att kyla luften innan den leds in i cylindrama 15 (endast en visas i figur 1). Detta är fördelaktigt för motorns funktion. Laddluftskylaren 12 är vanligen placerad framför den ordinarie kylaren 2.

En mekaniskt eller elektriskt driven fläkt 16 är anordnad vid motom och den används när luftflödet genom kylaren 2 och laddluftskylaren 12 är otillräckligt på grund av för låg fartvind.

För att erhålla maximal effekt från fläkten 16 är en fläktkåpa 18 anordnad vid kylaren 2 samtidigt som fläkten 16 är omgiven av en fläktring 20, vilket således ger en påtvingad luftströmning genom kylaren 2. En viss relativrörelse mellan fläktkåpan 18 och fläktringen 20 måste tillåtas eftersom fläktkåpan 18 är monterad vid kylaren 2 och fläktringen 20 vid motom 6. En elastisk tätning 22 är anordnad att eliminera spalten mellan fläktringen 20 och fläktkåpan 18.

Tryckluftskretsen till bromsarna, luftfjädringen och andra enheter innefattar ett inlopp och ett filter (ej visat i figurerna) och en ledning 24 till en kompressor 26. Luften leds från i kompressorn 26 genom en första ledning i form av en slang eller ett rör till in inloppsförbindelse 30 och in i en uppfinningsenlig kylkanal 32 i fläktringen 20. Fläktringen utsätts för ett luftflöde varigenom den kyls. Kylkapaciteten ökar när fläkten är igång. Eftersom 10 15 20 25 30 t; I. 1 å- l-I 4 kanalen 32 utgör en integrerad del av fläktringen 20 kyls även det medium som strömmar genom kanalen 32. Kanalen 32 beskrivs mer ingående senare. Luften leds från kanalen 32 till en lufttorkare 34 via en utloppsförbindelse 36 och en andra ledning 38. En tredje ledning 39 förbinder lufttorkaren 34 med ett antal tryckluftstankar 40. Bromsning sker på känt sätt genom att föraren trycker ner bromspedalen varvid en ventil öppnar och bromscylindrarna tryckevakueras och bromsarna manövreras.

Backventiler 51,52 är anordnade på den andra och tredje ledningen 38,39 för att förhindra luftläckage.

Anledningen till att kyla luften före den leds in i lufttorkaren 34 är att för att uppnå maximal effekt hos lufttorkaren 34 måste lufttemperaturen vara nära den omgivande luftens temperatur.

I figur 2 visas att den första ledningen 28 från kompressom är ansluten till kylkanalen 32 i fläktringen 20 genom en inloppsförbindelse 30. Fläktringen 20 är företrädesvis extruderad i aluminium eller liknande där kanalen utgör en integrerad del. Kanalen 32 utgör en sluten ändlös krets längs hela fläktringens 20 periferi. Inloppsförbindelsen 30 utgörs lämpligen av en passande koppling av känd typ och är anordnad i närheten av fläktringens 20 högsta punkt.

Utloppsförbindelsen 36 är företrädesvis av samma typ som inloppsförbindelsen 30 och anordnad i närheten av fläktringens 20 lägsta punkt. Utloppsförbindelsen 36 förbinder kanalen 32 med den andra ledningen 38 till lufttorkaren 34.

Eftersom luften är fuktig finns det en risk att vätskelås kan uppstå vid kylkanalens 32 och ledningarnas 28,38 lägsta punkter. Den ovan beskrivna utföringsformen är lämplig om lufttorkaren 34 är anordnad under fläktringens 20 lägsta punkt eftersom ledningama 28,38 och kanalen 32 kan anordnas kontinuerligt fallande i luftflödesriktningen.

Om, å andra sidan, både kompressom 26 och lufttorkaren 34 är placerade ovanför fläktringens 20 lägsta punkt kan inlopps- och utloppsförbindelsen 30,36 anordnas vid samma höjd men omkring 180° ifrån varandra. Således kommer första ledningen 28 att vara fallande och den andra ledningen 38 vara stigande. Risken för vätskelås i kanalens 32 lägsta punkt blir då relativt hög. Eftersom kanalens 32 övre del fortfarande är öppen finns det dock fortfarande en öppen passage mellan inlopps- och utloppsförbindelsen 30,36. Vidare är en dräneringsventil lO 15 20 25 30 5 (ej visad i figurerna) anordnad vid lägsta punkten vilken ventil kan öppnas vid fordonsservice för att tömma kanalen 32 från vätska. Om så önskas kan ventilen styras automatiskt, exempelvis att öppnas när kompressorn 26 eller motorn 6 stannar.

Eftersom inlopps- och utloppsförbindelsen 30,36 enligt de beskrivna utföringsformema är anordnade så långt ifrån varandra som möjligt kommer luften att passera längsta möjliga kylsträcka.

Om det finns nackdelar med en placering av inlopps- och utloppsförbindelsen 30,36 enligt ovan, exempelvis på grund av packningsproblem, kan de självfallet placeras på andra ställen längs fläktringen.

I figurerna 3 och 4 visas snitt av fläktringen 20. Kylkanalen 32 är integrerad med fläktringen 20 eftersom den är extruderad eller gjuten i ett stycke. Fläktringen 20 är monterad vid fästen 41 fixerade vid motorn med ett antal skruvar eller bultar (ej visade) genom ett flänsparti 42.

Vid tunt flänsparti 42 kan en tjock bricka 43 användas för att underlätta montering. Den elastiska tätningen 22 är fastpressad vid fläktringen 20 mellan ett bakre stödparti 44, som också utgör kanalens 32 främre vägg, och ett främre stödparti 46 i form av en böjd del av ringen 20 som omgriper ett flänsparti 48 hos tätningen 22 varmed tätningen 22 säkras vid fläktringen 20. Tätningens främre del 50 pressar mot bakre kanten av fläktkåpan 18.

Begreppen frärnre och bakre relateras till fordonets normala färdriktning.

Enligt ovan beskrivna utföringsexempel leds en första fluid genom kanalen och en andra fluid genom motorns kylsystem, där den första utgörs av tryckluft och den andra av en vattenbaserad vätska. Fluiderna kan självfallet ersättas av andra media, eller båda utgöras av samma medium.

Kylkanalen 32 kräver inget extra utrymme och den påverkar inte den totala kylkapaciteten inkluderande kylaren 2 och laddluftskylaren 12. Konstruktionen är relativt billig och kräver endast två kopplingar och ändrad utformning av fläktringen jämfört med tidigare kända lösningar. Vidare krävs ingen extra kylslinga.

Det finns flera ytterligare utföringsformer av uppfinningen. Exempelvis kan flera kanaler användas när kylning av flera fluider krävs. Fluiderna kan utgöras av olika media, såsom l0 -' ,; It. .' ^ , g.- ; ~.~ _; 5 vatten och luft. Det kan också förekomma fler än en respektive inlopps- och utlopps förbindelse till varje kanal. Kanalens form kan också varieras. Den behöver ej nödvändigtvis vara rak och ändlös. Kanalen kan täcka endast en del av fläktringen och den kan ha en annan utformning, exempelvis korrugerad, för att erhålla större kylarea.

Kylarens fläkt behöver nödvändigtvis ej användas. Det är möjligt att använda en annan tillgänglig fläkt innefattande en kanal i fläktringen. Uppfinningen kan också tillämpas vid stationära motorer som ej är anordnade vid fordon.

Kanalen kan också utgöra en del av en separat tillverkad del monterad vid fläktringen i samband med sammansättningen av fordonet.

Claims (10)

10 15 20 25 30 Patentkrav.

1. Anordning vid en förbränningsmotor (6) innefattande en fläkt ( 16) anordnad att skapa ett luftflöde, en fläktring (20) anordnad att styra luftflödet genom fläkten (16), kännetecknad av att fläktringen (20) innefattar åtminstone en kanal (32), företrädesvis periferiellt riktad längs fläktringen (20), med åtminstone en inloppsförbindelse (30) och åtminstone en utloppsförbindelse (36), vilken kanal (32) är anordnad att kyla en genom kanalen (32) strömmande fluid.

2. Anordning enligt kravet l, kännetecknad av att kanalen (32) är anordnad att kyla en första fluid, och att förbränningsmotorn (6) utgör en del av ett motorfordon innefattande en kylare (2) anordnad att kyla en andra fluid, där fläkten (16) är anordnad att skapa ett luftflöde genom kylaren (2).

3. Anordning enligt kravet l eller 2, kännetecknad av att fläktringen (20) och kanalen (32) utgör en extruderad eller gjuten del.

4. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknar! av att kanalen (32) är ändlös och anordnad längs hela fläktringens periferi (20), där kanalen har väsentligen samma tvärsnitt längs hela sin längd, en inloppsförbindelse (30) och en utloppsförbindelse (36), vilka förbindelser är anordnade väsentligen 180” ifrån varandra längs fläktringens (20) periferi.

5. Anordning enligt kravet 4, kännetecknad av att inloppsförbindelsen (30) är anordnad i närheten av kanalens (32) högsta punkt och utloppsförbindelsen (36) är anordnad i närheten av kanalens (32) lägsta punkt.

6. Anordning enligt kravet 4, kännetecknad av att kanalen har en inloppsförbindelse (30) och en utloppsförbindelse (36) anordnade på väsentligen samma höjd, och att en dräneringsventil är anordnad i närheten av kanalens (32) lägsta punkt.

7. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den första fluiden utgörs av luft, företrädesvis tryckluft. ._ v,. t: ~ f -..f | .J 8

8. Anordning enligt kravet 7, kännetecknad av att inloppsförbindelsen (30) är förbunden med en kompressor (26) och utloppsförbindelsen (36) är förbunden med lufttankar (40).

9. Anordning enligt kravet 8, kännetecknad av att en lufttorkare (34) är anordnad mellan utloppsförbindelsen (36) och lufttankarna (40), och att kanalen (32) är en del av fordonets tryckluftskrets för dess bromsar och kylaren är en del av fordonets motors kylsystem.

10. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kanalen (32)är anordnad i en separat enhet monterad vid fläktringen (20).