SE511803C2 - Värmelagringsanordning vid en vätskekyld förbränningsmotor - Google Patents

Description

ål Will 10 15 20 25 30 511 803 2 Ett ändamål med föreliggande uppfinning är följaktligen att åstadkomma en värmelagringsanordning av inledningsvis angivet slag där antalet rörliga delar i lagerbehållaren nedbringats till ett minimum, men som trots detta är väl fungerande.

Detta ändamål med uppfinningen löses genom en värmelagringsanordning som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 1. Andra särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av underkraven.

I ett något modifierat utförande av uppfinningen är det tänkvärt att exempelvis ersätta den axiellt förlöpande kanal som, i den här nedan beskrivna föredragna utföringsforrnen av uppfinningen bildar del av ihåligheten hos ett genom lagerbehållaren sig sträckande rörformigt element, med en kanal bildad på insidan av den vägg som avgränsar lagerbehållarens inre utrymme. Alternativt skulle det rörfonniga elementet vara ersatt av ett stångforrnigt element och kanalen vara utbildad på utsidan av nämnda stång.

Vid ytterligare ett utförande är det tänkvärt att åtminstone en ytterligare kanal skulle kunna vara anordnad i lagerbehållaren. Denna kanal skulle i så fall lärnpligen vara belägen i anslutning till den ände av lagerbehållaren från vilken den lagrade vätska leds ut när lagerbehållaren töms på sitt innehåll. Denna kanal skulle med andra ord kunna bilda en flödesförbindning mellan kamrarna som gör det möjligt att inte bara tömma den mängd vätska som finns lagrad i lagerbehållarens kammare, utan även den mängd vätska som finns lagrad i det ringformiga elementets ihålighet.

I det följande beskrivs uppfinningen närmare under hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken fig. 1 visar schematiskt en vätskekyld förbränningsmotor, delvis i snitt, till vilken en värmelagringsanordning enligt förliggande uppfinning är ansluten, fig. 2 visar en längssnittsvy genom en värmelagringsanordning som genompasseras av cirkulerande kylarvätska under mótoms drift, fig. 3 visar en vy motsvarande ñg. 2 varvid lagrad kylarvätska leds från anordningen till förbränningsmotom, fig. 4 visar den uppfinningsenliga värmelagringsanordningen i ett något modifierat utförande och fig. 5 visar en vy motsvarande fig. 4 varvid lagrad kylarvätska leds från anordningen till törbränningsmotorn.

Med hänvisning till figurema betecknar l en vätskekyld förbränningsmotor vars motorblock 2 på känt sätt innehåller en kylarvattenpump 3 samt ej närmare visade kanaler för en cirkulerande kylarvätska samt en till motorn anordnad luftkyld värrneväxlare 4 - en s k kylare.

Den ena änden av motorblockets 2 kylarkanaler är via en ledning 5 ansluten till en första kammare 6 av en i den uppfinningsenliga värmelagringsanordningen ingående värmeisolerande lagerbehållare 7. Nämnda första kammare 6 bildar del av ett i \\SKEA\SYS\USERS\LEG\dok\arkiv\110003200 SE.doc 10 15 20 25 30 3 511 803 lagerbehållaren 7 definierat inre utrymme som via ett däri upptaget fram- och âtergående rörligt kolvorgan 8 även avgränsar utrymmet i en andra kammare 9 som i sin tur via en pump 10 och ledningen 1 1 är ansluten till en andra ände av motorblockets 2 kylarkanaler.

Som framgår av frg. 2 och 3 är den värrneisolerande lagerbehållaren 7 försedd med inlopps- ochgtrilfivggjšgippéningarfišggåáílß som är förlagda till dennas ena gavelände 14 och till vilka, för att undvika värmeledning ut från lagerbehållaren 7, är anordnade värmeisolerande avspärmings- eller ventilorgan 15, 16. För manövrering är de värmeisolerande avspärmings- eller ventilorganen 15, 16 påverkade av i figuren ej visade och här ej närmare beskrivna ställ- och manöverdon, vilka i figurema symboliseras med dubbelriktade pilar. Nämnda ställ- och manöverdon är lämpligen av den typ vars rörelsepåverkan sker elektromagnetiskt och vidare med fördel så utformade att den i varje ventil ingående käglan bringas i öppet läge när elektromagneten aktiveras och i stängt läge under påverkan av dragkraften från en till varje don ingående returfj äder varvid elektromagneten är inaktiverad.

I centrum av lagerbehållarens 7 gavelände 14 är anordnat det ena ventilorganet 16 och utgående från detsamma sträcker sig ett rörformigt element 17 axiellt genom centrum av lagerbehållaren 7 inre utrymme. Nämnda rörforrniga element 17 är vid den ände som är vänd från ventilorganet 16 försett med en första och andra uppsättning radiellt genom hålväggen sig sträckande öppningar 18 respektive 19, fördelade på lika inbördes avstånd utefter Omkretsen av nämnda rörformiga element 17. Som framgår av figurerna är varje uppsättning av öppningar 18, 19 arrangerade inom ett respektive plan som i rät vinkel skär det rörformiga elementets 17 huvudaxel där nämnda plan är parallella och belägna på ett avstånd från varandra, samt på ett avstånd från insidan av den i figuren sett övre gaveländen 20 hos lagerbehållaren 7, som bestäms av parametrar som tydligare kommer att framgå av beskrivningen här nedan.

Kolvorganet 8 är axiellt glidbart styrt på det rörfonniga elementet 17 genom samverkan med ett med bussning 21 försett hål 22 sträckande sig axiell genom kolvorganets 8. Ett fjädrande organ 23 är anordnat i den ände av lagerbehållaren 7 som är vänd från ventilorganen 15, 16. Detta fjädrande organ 23 är verksamt mellan kolvorganet 8 och ändgavelväggens 20 insida och har en fjäderkarakteristik som är så vald att kolvorganets 8 rörelse i riktning mot gavelväggen begränsas samt att kolvorganet 8 drivs ut från nämnda ändgavelvägg 20.

För att under motoms 1 drift möjliggöra för uppvärmd kylarvätska att strömma in och ut ur lagerbehållaren 7 samt inför start av motom göra det möjligt för lagrad varm kylarvätska att ledas ut från lagerbehållarens 7 ena kammare 6 till motorblocket 2 samtidigt \\SKEA\SYS\USERS\LEG\dok\arkiv\1 10003200 SE.doc 10 15 20 25 30 511 803 4 som den andra kammaren 9 i lagerbehållaren fylls upp med motsvarande mängd avkyld kylarvätska från motorblocket 2, måste den första och andra kammaren i lagerbehâllaren kunna sättas i och ur förbindelse med varandra beroende på kolvorganets läge i lagerbehållarens inre utrymme.

Detta sker vid den här beskrivna utföringsforrnen av uppfinningen genom att den ena förbindelsens mellan lagerbehållaren 7 och motorblocket 2 är i sin i lagerbehållaren anordnade utmynning utformad som en kanal 24 som sträcker sig axiellt genom lagerbehållaren 7. Närmare bestämt är kanalen 24 så placerad i lagerbehållaren att den bildar en flödesförbindning mellan karnrarna 6, 9 när kolvorganet 8 har intagit ett läge framför kanalen 24 så att öppningarna 18, 19 på var sida om kolvorganet lämnas fria. Detta framgår särskilt tydligt om den partiella i förstoring visade delsnittsvyn från tig. 2 studeras närmare varvid den bildade kanalen 24 illustreras med en dubbelpil. I den här beskrivna föredragna utföringsformen av uppfinningen bildar närmare bestämt kanalen 24 del av det rörformiga elementets 17 ihålighet 25 och sträcker sig med andra ord mellan de båda uppsättningarna av öppningar 18, 19 som är anordnade i nämnda rörfonniga element 17.

I tig. 4 och 5 visas den uppfinningsenliga värmelagringsanordningen i ett något modifierat utförande och på ritningen har siffran 100 tillförts detaljer som i allt väsentligt överensstämmer med detaljer hos det ovan beskrivna utförandet av uppfinningen. Nya detaljer har emellertid angivits med ett löpande nummer och de skillnader som trots allt föreligger mellan detta alternativa utförande och det tidigare beskrivna utförandet framgår tydligast om den ur tig. 4 tagna delförstoringen studeras mer i detalj. Som framgår härvid har de förutvarande första och den andra uppsättningen av radiellt genom det rörforrniga elementets hålvägg sig sträckande öppningarna 18 respektive 19, ersatts av två axiellt förlöpande diarnetralt mitt emot varandra belägna spår 26. För att den mängd kylarvätska som kan lagras i lagerbehållarens 107 ena kammare 106 skall vara så stor som möjligt samtidigt som utrymmet i den andra kammaren 109 nedbringas till ett minimum har spåren 26 givits sådan placering att fria öppningar 118 , 119 erbjuds på var sida om kolvorganet 108 när detsamma kommer till anliggning mot insidan av lagerbehållarens 107 ändgavel 120. Via öppningarna 118, 119 och det rörformiga elementets ihålighet 125 bildas härvid en kanal 124 som tillåter lagerbehållarens 107 första och andra kammare 106 respektive 109 att fritt kommunicera med varandra. Kolvorganets 108 ena ändyta är försett med ett ringforrnigt urtag 27 som tillsammans med ändgavelns 120 insida avgränsar den andra kammaren 109 när kolvorganet befinner sig i anliggning mot nämnda ändgavel 120.

\\SKEA\SYS\USERS\LEG\dok\arkiv\l 10003200 SE.doc lO 15 20 25 30 5 511 803 Med hänvisning till fig. 1 till 3 beskrivs i det följande funktionen hos den föreliggande värmelagringsanordningen: Medan motom 1 är i drift uppvänns den kylarvätska som leds genom motorblockets 2 kanaler. Genom inverkan av motorns kylarvätskepump 3 bringas den uppvärmda kylarvätska att cirkulera genom motorns block 2, värmeväxlaren 4, den på ritningen ej visade sgciella vänneväxlare som har till uppgift att värma till fordonskupén inledd friskluft samt genom den föreliggande vämielagringsanordningens lagerbehållare 7.

Med hänvisning till fig. 2 visas antytt med punkt- streckad linje kolvorganets 8 läge i lagerbehållaren 7 inför start av forbränningsmotom varvid båda ventilorganen 15, 16 befinner sig i öppet läge och kolvorganet 8 befinner sig i sitt antydda nedre ändläge. Genom inverkan av motorns kylarvätskepump 3 drivs vätskan i den riktning som anges med pilen 26 och således in i lagerbehållarens första kammare 6 varvid kolvorganet 8 rör sig i figuren sett uppåt samtidigt som vätskan i den andra, i figuren sett, övre kammaren 9 töms på sitt vätskeinnehåll. Tömningen av den andra kammaren 9 sker genom att den däri upptagna vätska under passerande av öppningama 18, 19 leds in i det rörformiga elementets 17 ihålighet 25 för att därefter, passerande ventilorganet 16, pumpen 10, slutligen återledas till motorblockets 2 kylkanaler via ledningen 11.

När kolvorganet 8 rört sig till det läge som med heldragen konturlinje visas i fig. 2, alltså till ett läge mitt emellan det rörformiga elementets 17 övre 19 respektive nedre 18 uppsättningar av öppningar är en flödesförbindelse upprättad mellan lagerbehållarens 7 båda kamrat 6, 9. Genom den fria kommunikation som härvid uppstår kommer, såsom bör inses, trycket i karnrama att vara väsentligen lika. På grund av flödesverkan men också på grund av tryckfallet efter kolvorganet 8 sett i vätskans strömningsriktning kommer emellertid trycket att vara något lägre i den andra kammaren 9 varvid kolvorganet 8 följaktligen kommer att sträva efter att förflytta sig uppåt i figuren, dvs i riktning mot fjäderorganet 23. Fjäderorganet 23 har som nänmts här ovan en fjäderkonstant och/eller utformning i övrigt som är så vald att kolvorganet 8 befinner sig mellan den i figuren sett nedre och övre uppsättningama av öppningar 18, 19 när kylarvätskan strömmar in och ut ur behållaren 7.

I fig. 3 visas medheldrañgen konturlinje kolvorganets 8 läge efter det att motorn stoppats. Som framgår av figuren har fjäderorganet 23 drivit kolvorganet i en riktning ut från den i figuren sett övre gavelväggen 20 till ett läge där den nedre uppsättningen öppningar 18 blockeras av kolvorganet, varvid flödesförbindningen mellan karnrarna 6 respektive 9 är bruten. Ventilorganen 15, 16 befinner sig härvid i stängt läge varvid den i lagerbehållarens första kammare 6 upptagna kylarvätskan lagras för kommande bruk.

\\SKEA\SYS\USERS\LEG\dok\arkiv\110003200 SE.doc 511 803 6 Innan motom 1 på nytt startas manövreras ventilorganen 15, 16 till öppet läge samt aktiveras härefter pumpen 10 så att från motorn avkyld kylarvätska, genom pumpverkan och via ledningen l l, leds från motorblockets 2 andra ände in i lagerbehållarens 7 andra kammare à 9 via det rörformiga elementets 17 ihålighet 25, vilket visas med pilen 27 i fig. 3. Genom 5 kylarvätskans flödesverkan och den relativa tryckökningen på kolvorganets 8 mot den andra kammaren 9 verksamma sida förskjuts kolvorganet 8 i en i figuren sett riktning nedåt så att i den första kammaren 6 lagrad varm kylarvätska leds in till motorblockets 2 ena ände via ledningen 5, samtidigt som avkyld kylarvätska från motorblocket leds in och fyller upp lagerbehållarens 7 andra kammare 9. Härigenom ersätts motorblockets 2 avkylda kylarvatten 10 med varmt lagrat kylarvatten från den isolerande lagerbehållaren 7, varefter motom 1 följaktligen är klar att startas.

Efter start av motom 1 leds via motoms vätskepump 3 kylarvätska i motsatt riktning, dvs till lagerbehållarens 7 första kammare 6 varvid det rörliga kolvorganet 8 genom flödesverkan ånyo förskjuts till ett läge över kanalen 24 dvs till det övre läge som visas i fig. 15 2. Härigenom kan lagerbehållarens första 6 och andra kammare 9 åter fritt kommunicera med varandra via den bildade flödesförbindningen 24 och kylarvätska tillåts cirkulera in och ut från lagerbehållaren 7. i Den föreliggande uppfinningen är inte begränsad till det ovan beskrivna och det på ritningama visade utan kan ändras och modifieras på en rad olika sätt inom ramen för den i 20 efterföljande patentkrav angivna uppfmningstanken.

\\SKEA\SYS\USERS\LEG\dok\arkiv\l10003200 SE.doc

Claims (6)

10 15 20 25 230 511 803 7 PATENTKRAV

1. Värmelagringsanordning vid en vätskekyld förbränningsmotor (2) avsedd för uppvärmning av motom eller andra i dess kretslopp för kylarvätska ingående delar före start av motom, innefattande en värrneisolerande lagerbehållare (7) med ett inre utrymme avsett för lagring av uppvärmd kylarvätska, ett i det inre utrymmet förskjutbart rörligt upptaget kolvorgan (8) avgränsande utrymmet i en första (6) och en andra kammare (9) vilka kan sättas i och ur förbindelse med ett inlopp respektive ett utlopp hos motorblockets kylkanaler, en pump (10) med vilken kylarvätska kan ledas från motorblockets kylkanaler till lagerbehållaren, varvid under motoms drift uppvärmd kylarvätska bringas att strömma in och ut ur lagerbehållaren, k ä n n e t e c k n a d av att förbindelsens, i lagerbehållaren (7) anordnade utmynning är utformad som en kanal (24) tillåtande den första och den andra kammaren (6, 9) att kommunicera med varandra när kolvorganet (8) befinner sig i ett bestämt läge i lagerbehållaren, varvid nämnda kanal är anordnad att blockeras när motom stoppas.

2. Värmelagringsanordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att lagerbehållaren (7) innefattar åtminstone ett fjädrande element (23) som, när motom stoppas, har till uppgift att driva kolvorganet (8) bort från utmynningen till ett läge där förbindelsen mellan den första och den andra kammaren (6, 9) avbryts.

3. Värmelagringsanordning enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k - n a d av att utmynningen innefattar två på axiellt avstånd från varandra i lagerbehållaren (7) anordnade öppningar (18, 19), eller ett sammanhängande axiellt i lagerbehållaren förlöpande spår (26).

4. Värmelagringsanordning enligt krav 3, k ä n n e te c k n a d av att kolvorganet (8) har en öppning (22) med vilken det är glidbart styrt upptaget på ett element (17) sträckande sig axiellt genom centrum av lagerbehållarens (7) inre utrymme, varvid öppningarna (18, 19) eller det axiellt förlöpande spåret (26) är bildade i nämnda element (17).

5. Värmelagringsanordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att elementet ( 17) är rörformigt och att den första och den andra kammaren (6, 9) kommunicerar med varandra via det rörformiga elementets (17) ihålighet (25).

6. Värmelagringsanordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att den kylarvätska som leds in och ut från lagerbehållaren (7) passerar genom det rörformiga elementet (17). A:\ll0003200 SE.d0c