SE525277C8 - Luftbehandlingsmodul i synnerhet för termisk behandling av luft som skall införas i fordonskupén av ett fordon - Google Patents

Description

Föreliggande uppfinning avser en luftbehandlingsmodul isynnerhet för termisk behandling av luft som skall införas i fordonskupén av ett fordon.

Vid utveckling av nya fordon framtas olika systemkomponenter för ett sådant fordon i olika tidsskeden med avsikt på integrering i det totala systemet. Detta gäller framförallt även uppvärmningsaggregat, som är avsedda som tillsatsvärmare eller parkeringsvärmare i fordonet. En orsak till varför isynnerhet sådana uppvärmningsaggregat ofta framtas först i ett jämförelsevis sent utvecklingsskede förklaras bland annat därav, att det vanligtvis först relativt sent blir känt hur stort drivaggregatets värmeunderskott blir, och vilket uppvärmningsaggregat som därför krävs exempelvis i form av tillsatsvärmare.

Vid dimensionering av dessa system för ett fordon föreligger dessutom krav på att i möjligaste mån hålla de därav beroende systemkostnaderna låga. I synnerhet skall detta systemfält, vilket redan är bestämt i avseende på det till förfogande stående byggnadsutrymmet, inte påverkas av den tillkommande integreringen av ett sådant aggregat i ett fordon. Därav resulterar vanligen förekommande lösningar i att uppvärmningsaggregatet installeras någonstans i ett fritt utrymme i motorrummet. Detta har vidare till följd att jämförelsevis långa slanganslutningar måste tillhandahål-las, och närmare bestämt såväl för den fluid som skall uppvärmas, vanligtvis en blandning av vatten och glykol, som för uppvännningsaggregatets försörjning med bränsle. Dessutom står sällan likartade inbyggnadsutrymmen till förfogande på grund av varierande utbud av drivaggregat för enskilda fordönstyper, så att olika inbyggnadsmöjligheter för kompletterade utrustningar såsom uppvärmningsaggregat måste sökas till och med för samma fordonstyp, på grund av användning av olika drivaggregat.

Från DE 196 37 020 Al är känt ett uppvärmningsaggregat vilket via slangledning-ar är anslutet till det system som skall värmas. Den i uppvärmningsaggregatet alst-rade spillvärmen utnyttjas i en avgasvärmeväxlare för värmning av den luft som inmatas i fordonskupén.

Från DE 39 43 335 Al är känd en fordonsvärmare vari uppvärmningsaggregatets värmeväxlare är direkt ansluten till hetluftsvärmeväxlaren varigenom dessa båda komponenter är sammanfogade till en enhet.

Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en luftbehandlingsmodul isynnerhet för termisk behandling av luft som skall inmatas i fordonskupén av ett motorfordon, vilken genom sin enkla struktur möjliggör en integrering i ett flertal exempelvis genom olika fordonstyper tillhandahållna systernmiljöer.

Enligt föreliggande uppfinning möts detta syfte genom en luftbehandlingsmodul isynnerhet för termisk behandling av luft som skall inmatas i fordonskupén av ett motorfordon, och innefattande en i ett fordon monterbar bäranordning, ett av bäranordningen uppburet fläktaggregat, ett av båranordningen uppburet första värmeväxlaraggregat för termisk behandling av luft som fraxnmatas av fläktaggregatet, vidare innefattande ett uppvärmningsaggregat och ett andra värmeväxlaraggregat som mottar värme från uppvärmningsaggregatet, varvid uppvärmningsaggregatet och det andra värmeväxlaraggregatet är uppburna av bäranordningen.

I den uppfinningsenliga luftbehandlingsmodulen är således alla väsentliga systemkomponenter anordnade i en och samma bäranordning, vilken därefter i form av en sammansatt installationsenhet kan anbringas i ett fordon. Förutom de separata hallarna för olika systemkomponenter bortfaller därigenom även de till känd teknik hörande slanganslutningarna, såväl som elektriska ledningar och bränsleförsörj-ningsledningar.

I en speciellt föredragen utföringsform anvisas att bäranordningen uppvisar ett ändparti vilket i en i fordonet monterad bäranordning väsentligen fullständigt tillsluter en öppning i en brandvägg som separerar fordonskupén från ett motorrum, och att det andra värmeväxlaraggregatet och/eller uppvärmningsaggregatet uppbä res av bäranordningen i närhet av ändpartiet. Genom denna utforrnning säkerställs att uppvärmningsaggregatet, som vanligtvis uppvisar en öppen låga för uppvärmning, kan anordnas med området för denna låga liggande helt och hållet utanför fordonskupén som med hjälp av brandväggen är skild från motorrummet. Isynnerhet förutses därvid att värmeväxlaraggregatet och/eller uppvärmningsaggregatet uppbärs på den sida av ändpartiet som är avsedd att placeras för att vara vänd mot motorrummet.

För att därvid på enklaste sätt skapa förbindelse mellan de båda värmeväxlaraggre-gaten föreslås att ett fluidutlopp från det andra värmeväxlaraggregatet är anordnat på den mot fordonskupén vända sidan av ändpartiet, varvid dessutom företrädesvis anvisas, att ett fluidutlopp av det andra värmeväxlaraggregatet är direkt anslutet till ett fluidinlopp av det första värmeväxlaraggregatet, och/eller att ett fluidutlopp av det första värmeväxlaraggregatet är direkt anslutet till ett ledningssystem som leder till ett drivaggregat. För att i en dylik anordning på enklaste sätt även upprätta förbindelse med drivaggregatets kylmediumsystem, föreslås vidare att ett fluidinlopp av det andra värmeväxlaraggregatet ansluts till en motorvärmeväxlare med hjälp av en slangförbindelse.

I den uppfinningsenliga luftbehandlingsmodulen föreslås dessutom att bäranordningen är formad som ett hus och uppvisar ett utloppsområde för genom huset strömmande luft för införing i fordonskupén. För ytterligare systemintegrering anvisas därtill, att en klimatiseringsenhet uppbäres av bäranordningen.

Föreliggande uppfinning kommer nedan att beskrivas närmare i anslutning till bi-lagda ritning, vilken schematiskt visar ett fordonsparti innefattande en modul enligt uppfinningen.

Det i figuren visade partiet av ett fordon 10 är med hjälp av en brandvägg 12 huvudsakligen uppdelat i ett främre motorrum 14 och en med 16 allmänt betecknad fordonskupé 16.1 denna fordonskupé 16 föreligger en instrumentbråda 18, den på en rattstång 20 uppburna ratten 22, samt häri ej närmare beskrivna tillkommande fordonskomponenter. Motorrummet 14 är uppifrån tillslutet med hjälp av en mo-torhuv 24, till vilken vindrutan 26 av fordonet 10 ansluter i riktning bakifrån. I fordonskupén 16 är en luftbehandlingsmodul 28 anordnad med sina huvudsakliga systemkomponenter. Denna luftbehandlingsmodul 28 innefattar ett med 30 allmänt betecknat hus, vilket i princip även bildar en bärare för de olika systemkomponen-terna av modulen 28. Detta hus 30 kan med alla däri anordnade respektive uppburna komponenter vara integrerat anordnat i fordonet 10 för att sträcka sig från sidan av fordonskupén 16. Därvid kommer ett husparti 34 innehållande en fläkt 32 huvudsakligen att ligga framför vindrutan 26 och under motorhuven 24, så att friskluft kan strömma in till fläkten 32 i anslutningsområdet mellan motorhuven 24 och vindrutan 26, såsom visas med hjälp av en pil Pi. Det skall påpekas att brandväggen 12 exempelvis kan uppvisa en huspartiet 34 motsvarande och detta delvis omslutande form. I ett till huspartiet 34 anslutande husparti 36 är en värmeväxlare 38 anordnad eller uppburen. Den med fläkten 32 frammatade luften lämnar denna fläkt 32 i riktning av pilen P2på sådant sätt, att luften förs i riktning mot värmeväxlaren 38 för att strömma genom denna respektive utmed dennas utsida, för att på detta sätt bringas i värmeöverförande kontakt med värmeväxlaren 38.1 ett ut-stiömningsområde 40 av huset 30 lämnar den termiskt behandlade luften värmeväxlaren 38 och utmatas till fordonskupén 16 via olika utloppsställen 42. Dessa utloppsställen 42 kan delvis vara utformade med spjäll, för påverkning av luft-strömmen eller luftfördelningen i fordonskupén 16.

Vidare framgår av figuren att en öppning 44 är formad i brandväggen 12. Ett exempelvis i sin formgivning till geometrin av öppningen 44 anpassat husparti 46 sträcker sig delvis genom denna öppning 44, så att öppningen 44 i brandväggen 12 huvudsakligen fullständigt tillslutes genom detta ändparti 46 av huset 30 när huset är integrerat i fordonet 10. Därvid kan det exempelvis vara av fördel att i ändpartiet 46 anbringa tillkommande anpassningsområden för montering i olika fordonstyper, för att kunna tillhandahålla en anpassning till olika geometrier av öppningen 44.

I huspartiet 46 av huset 30 uppbärs ett uppvärmningsaggregat 48 med en tillkommande värmeväxlare 50. Det inses att värmeväxlaren 50 respektive ett utloppsområde av denna sträcker sig genom huset 30 i partiet 46, på sådant sätt att den är belägen med en utloppsöppning 52 på var sida av huspartiet 46 och som skall monteras respektive är monterad för att vara vänd mot fordonskupén 16. Ett inlopps-område 56 av den för uppvärmning av luften avsedda värmeväxlaren 38 står i direkt förbindelse med detta utloppsområde 52 av värmeväxlaren 50. På motsvarande sätt är ett utloppsområde 58 av värmeväxlaren 38 förbundet med ett till drivaggregatet förande ledningsområde 60.

Vid förbränning överförs således värme från uppvärmningsaggregatet 48, vilket företrädesvis drivs med samma bränsle som drivaggregatet av fordonet 10, till värmeväxlaren 50. Den däri lagrade fluiden leds med hjälp av en ej visad matningspump till utloppsöppningen 52, och strömmar där in i värmeväxlaren 38. Efter att denna fluid eller denna vätska har genomströmmat värmeväxlaren 38 under överföring av värme till den över värmeväxlaren strömmande luften, lämnar fluiden värmeväxlaren 38 i området av utloppsöppningen 58 i riktning mot drivaggregatet, varifrån den därefter återförs till en inloppsöppning 62 av värmeväxlaren 50. På detta sätt an-vänds mycket effektivt den med hjälp av det bränsledrivna uppvärmningsaggregatet 48 framställda värmen, varvid ett utnyttjande kan ske såväl för värmning av fordonskupén 16 som för värmning av drivaggregatet. Det är även möjligt att medelst lämplig ledningsdragning valfritt värma endast fordonskupén 16 eller drivaggregatet.

Anordnandet av uppvärmningsaggregatet 48 såväl som den till aggregatet hörande värmeväxlaren 50 i huset 30 kan exempelvis ske på sådant sätt, att uppvärmningsaggregatet 48 uppbärs indirekt av huset 30 genom att vara monterat på värmeväxlaren 50, vilken i sin tur är uppburen av huset 30. Härvid kan utformningen av det genom uppvärmningsaggregatet 48 och värmeväxlaren bildade systemet exempelvis vara av sådan art, att värmeväxlaren 50 huvudsakligen är formad som ett dubbel-väggigt kärl med ett yttre värmeväxlarhus och ett inre värmeväxlarhus varigenom den fluid som skall värmas kan strömma genom en mellan de två värmeväxlarhu-sen innesluten volym. Uppvärmningsaggregatet 48, huvudsakligen innefattande en brännare med brännkarnmaare, flamrör, bränsletillförsel och förbränningsluftfläkt, kan därvid såsom schematiskt antyds i figuren vara monterat i den väsentligen kärlformade värmeväxlaren 50, och uppbäras av denna. Följaktligen är därvid uppvärmningsaggregatet 48, såsom redan nämnts, indirekt uppburet av huset 30 eller huspartiet 46 genom att den uppvärmningsaggregatet 48 bärande värmeväxlaren 50 är monterad därpå, exempelvis fastskruvad. Självfallet är därvid även möjligt att integrera värmeväxlaren 50, exempelvis det ovan nämnda yttre värmeväxlarhuset, i huset 30 eller huspartiet 46, så att värmeväxlaren 50 eller ett område av denna genom en sådan integrerad utformning uppbäres av huset 30. Även då kan uppvärm ningsaggregatet 48 vara indirekt uppburen av huset 30 via värmeväxlaren 50. Självfallet är det dessutom även möjligt att separat eller som komplement fixera uppvärmningsaggregatet 48 direkt på huset 30. Det är självfallet även möjligt att i likhet med ovan nämnda husparti av värmeväxlaren 50 anordna andra partier av huset 30 som integrerade beståndsdelar av ett gemensamt hus, såsom huspartier-na 34,36 vilka mottager fläkten 32 och värmeväxlaren 38.1 samtliga fall erbjuds den fördelen, att alla väsentliga systemkomponenter av luftbehandlingsmodulen 28 enligt uppfinningen uppbärs av ett enstaka, exempelvis av flera husdelar sammansatt eller huvudsakligen i ett stycke format hus 30, för att tillsammans med detta vara integrerbart i fordonet 10. Företrädesvis erfordras inte några som helst slang-förbindelser mellan de två värmeväxlarna 50 och 38, vilket exempelvis skulle vara fallet om uppvärmningsaggregatet 48 med tillhörande värmeväxlare 50 skulle monteras i annat område av motorrummet 14. Likväl sörjs för att uppvärmningsaggregatet 48 i sin helhet är anordnat på den sida av brandväggen 12 respektive huspartiet 46, som är vänd in mot motorrummet 14 eller som befinner sig i detta. Uppvärmningsaggregatet 48 ligger därmed helt och hållet utanför fordonskupén 16. Den direkta förbindelsen mellan de båda värmeväxlarorganen kan exempelvis ske på sådant sätt, att dessa eller deras respektive hus är direkt inbördes anliggande och förbundna med hjälp av mellanlagrade tätningsorgan. För detta ändamål kan en rörledning eller motsvarande vara anordnad på åtminstone den ena värmeväxlaren eller på dennas hus. Likaledes är det möjligt att den ena av värmeväxlarna 50,38 eller tillhörande hus uppvisar separat formade jämförelsevis korta rörstycken för en förbindelse, exempelvis om huset av värmeväxlaren 50 är format fristående från huspartiet 46 och huspartiet 46 skall överbryggas med hjälp av en sådan rör-förbindelse. Eftersom sådana rörledningar kan uppvisa en jämförelsevis kort längd i storleksordningen några centimeter, kan också därigenom alstras en i uppfinning-ens mening direkt förbindelse.

Det skall nämnas att olika modifieringar av modulen 28 enligt uppfinningen självfallet kan göras utan att avvika från huvudprincipen, att samtliga i modulen viktiga systemkomponenter är anbringade i själva modulen. Därvid är självfallet möjligt att formge huset 30 på andra sätt. Likaledes är det möjligt att på huset 30 även anbringa ytterligare en klimatiseringsenhet, vilken i förekommande fall med hjälp av värmeväxlaren 38 kan utvinna värme ur den över fläkten 32 matade luften för att därmed inmata kyld luft i fordonskupén 16. Vidare är det självklart att huset 30 kan uppvisa olika formgivning i anpassning till lägena av de olika luftutsläppen 42. Det säger sig även självt att fläkten 32 genom koppling till lämpliga flödessryrningar exempelvis i instrumentbrädan 18 också kan omställas för en luftcirkulation vari den luft som skall behandlas termiskt ej tas utifrån utan från fordonskupén 16, behandlas termiskt och i förekommande fall även filtreras, för att därefter åter inmatas i fordonskupén 16. Vidare är det självfallet möjligt att på den uppfinningsenliga modulen 28 samtidigt även anbringa en styrenhet för de olika systemkompo-nenterna, vilken därvid via en anslutning kan kopplas till fordonets egna elektro-niska system.

Claims (7)

1. Luftbehandlingsmodul isynnerhet för termisk behandling av luft som skall införas i fordonskupén (16) av ett fordon (10), innefattande en i ett fordon (10) monterbar bäranordning (30), ett av bäranordningen uppburet fläktorgan (32), ett av bäranordningen uppburet första värmeväxlarorgan (38) for termisk behandling av via fläkten (32) inmatad luft, samt ett i bäranordningen (30) uppburet uppvännnings-aggregat (48),kännetecknadav, att bäranordningen (30) uppvisar ett ändparti (46) vilket i bäranordningens (30) monterade läge i ett fordon (10) väsentligen fullständigt tillsluter en öppning (44) formad i en brandvägg (12) anordnad att separera fordonskupén (16) från ett motorrum (14), och vari uppvärmningsaggregatet (48) med ett andra värmeväxlarorgan (50) uppbäres på den mot motorrummet (14) vända sidan av bäranordningens ändparti (46), varvid en fluid for överföring av värme till den med fläktorganet (32) transporterade luften är anordnad att strömma genom det andra värmeväxlarorganet (50) för att ledas till det första värmeväxlarorganet (38).

2. Luftbehandlingsmodul enligt krav 1,kännetecknadav att ett fluidutlopp (52) av det andra värmeväxlarorganet (50) är anordnat på den sida av ändpartiet (46) som skall monteras för att vara vänd mot fordonskupén (16).

3. Luftbehandlingsmodul enligt något av kraven 1 till 2,kännetecknadav att ett fluidutlopp (52) av det andra värmeväxlarorganet (50) är direkt anslutet till ett fluidinlopp (56) av det första värmeväxlarorganet (38).

4. Luftbehandlingsmodul enligt något av kraven 1 till 3,kännetecknadav att ett fluidutlopp (58) av det första värmeväxlarorganet (38) är direkt anslutet till ett ledningssystem (60) som leder till ett drivaggregat.

5. Luftbehandlingsmodul enligt något av kraven 1 till 4,kännetecknadav att ett fluidinlopp (62) av det andra värmeväxlarorganet (50) är via en slangförbindelse anslutet till en motorvärmeväxlare.

6. Luftbehandlingsmodul enligt något av kraven 1 till 5,kännetecknadav att bäranordningen (30) är formad som ett hus och uppvisar ett utloppsområde (40) för införing av genom huset strömmande luft till fordonskupén (16).

7. Luftbehandlingsmodul enligt något av kraven 1 till 6,kännetecknadav en av bäranordningen (30) uppburen klimatiseringsenhet.