SE527727C2 - Värmeväxlare - Google Patents

Description

527 727 Detta åstadkommes genom en värmeväxlare innefattande två tankar, varvid tuber för medium som ska kylas/värnias är anordnade att sträcka sig mellan arrslumíngsytor hos tankarna, mellan vilka tuber kanaler för kylande/värmande medium är anordnade att löpa i en vinkel mot tubernas lângdriktning och där anslumingsytorna år anordnade att konvergerai strömningsriktningen för det kylande/värmande mediet, varvid strömningskanalerna i ett område nära respektive tank är vinklade i förhållande till övriga strömningskarialer för det kylande/värmande mediet, på så sätt att strömningskanalerna i dessa ornråden med ökande närhet till respektive anslutningsyta löper med ökande parallellitet med anslumingsytorna. Härigenom kan bästa möjliga luftsuörrntingsförhållanden genom värrneväxlaren erhållas.

Företrädesvis är anslutningsytorna anordnade att konvergera på så sätt att uppströmspartiet, sett i det kylande/värmande mediets strömningsrikming, av tuberna sträcker sig över huvudsakligen hela värmeväxlarens bredd, och på så sätt att nedströmspartiet, sett i det kylande/värmande mediets strömningsrikming, av tuberna sträcker sig över ett parti av kylarens/värmarens bredd som medger tillräcklig storlek hos tankarna.

Härigenom âstadkommes ett maximalt utnyttjande av värmeväadarens bredd för värmeöverföring, samtidigt som erforderlig tankstorlek säkerställs.

För att undvika spill vid framställningen av värmeväxlare enligt uppfinningen kan anslutningsytoma lämpligen konvergera med huvudsakligen 45 ° vinkel mot tubemas längdriktrririg.

Härigenom kan alla kapade tuber, genom att vändas åt olika håll, enkelt användas, och ingen ytterligare bearbetning, som tar tid och genererar onödigt spill, av kapade tuber behöver utföras. 10 20 25 30 527 727 3 Uppfinningen avser även användningen av en värmeväxlare enligt ovani ett motorfordon. Värmeväxlaren är särskilt lämpad för användning vid fordon, såsom lastbilar, eftersom utrymmet där är begränsat av omgivande komponenter.

Värmeväxlaren kan härvid användas som t.ex. vattenkylare, laddlufilcylare eller som en komponent i lufikonditioneringsanläggningen.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen ska nu beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: - fig. 1 visar schematískt en värmeväxlare enligt en föredragen utiöringsfonn av uppfinningen sedd ovanifrån, - fig. 2 visar sehematiskt en värmeväxlare enligt en föredragen uttöringsform av uppfinningen sedd fianiifrån, - fig. 3 är en schematisk tvärsnittsvy ovanifiåri av en värmeväxlare enligt en iöredragen utfóringsform av uppfinningen, - fig. 4 är en schematisk tvärsnittsvy ovanifiån av en värmeväxlare enligt en töredragen utiöringsforrn av uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Värmeväxlaren l innefattar två tankar 2, 2”. Tuber 3 för medium som ska kylas/värmas är anordnade att sträcka sig mellan anslutningsytor 4, 4' hos tankarna 2, 2', och kanaler 5 för kylande/värmande medium är anordnade att löpa i en vinkel mot tubernas 3 Iängdriktning. Kanalerna 5 är på konventionellt sätt uppbyggda av flärrsar 6 anordnade vid tubema 3. Anslutníngsytoma 4, 4' är anordnade att konvergera i strömningsriktningen för det kylande/värmande mediet.

Strömningsrilclziingen för det kylande/värmande mediet är i fig. 1 markerad med en pil F. 20 25 527 727 4 Såsom fi-atngår av fig. 1 och 2 konvergerar anslutningsytoma 4, 4' på så sätt att uppströnispartiet 7 av tuberna 3, sett i det kylande/värmande mediets strömningsriktning, sträcker sig över huvudsakligen hela värmeväxlarens l bredd, d.v.s. från en tanks 2 hörn 8 till motsvarande hörn 8” hos den andra tanken 2”.

Uppströmspartiet 7 utgör det första parti av tuberna 3 som det kylande/värmande mediet träffar då det når värmeväxlaren l. Beroende bl.a. på viskositet och andra strömningsegertskaper hos det medium som ska kylas/värmas kan mer utrymme behövas vid hömen 8, 8', varvid dessa hörn kan göras mindre skarpa än i fig. 1.

Anslutningsytorna 4, 4' konvergerar vidare på. så sätt att nedströmspartiet 9, sett i det kylande/värmande mediets strömningsriktning, av tuberna 3 sträcker sig över ett parti av värmeväxlarens bredd som medger tillräcklig storlek hos tankarna.

Tillräcklig storlek innebär vanligen att tankarna ska ha samma volym som motsvarande tankar skulle ha vid en värmeväiclare med samma yttre dimensioner, vars tankar har huvudsakligen parallella anslutningsytor.

I figurerna är anslutningsytorna 4, 4” raka. Det kan dock finnas tillämpningar då. dessa ytor lämpligen har en annan utforrrming, såsom konvexa eller konkava.

Tankarnas 2, 2' konstruktion kan också varieras. De har bl.a. till uppgift att fördela medium som ska kylas/värmas järrmt mellan tuberna 3. Storleken på deras tvärsnitt kan därför varieras i höjdled, för att säkerställa bästa möjliga fördelning.

Såsom fi-arngar av fig. 3 kan strömningskanalema 51 i ett orm-ade nära respektive tank 2, 2' vara vinklade i förhållande till övriga strömningskanaler 52 för det kylande/värmande mediet, så att strömningskanalerna 51 i dessa områden löper mer och mer parallellt med respektive tanlß 2, 2' arislutningsyta 4, 4' ju närmare respektive tank 2, 2' kanalerna 51 är anordnade. De övriga strömningskanalerna 52 löper huvudsakligen vinkelrätt mot tubemas 3 längdriktning. 20 25 30 527 727 5 Fig. 4 visar schematiskt en uttöringsfonn där kanalerna 53, i området nära respektive tank, inte gär hela vägen från värmeväxlarens uppströmssida 7 till dess nedströmssida 9, sett i strömningsrikmingen tör det kylande/värmande mediet.

Utiöringsformerna i fig. 3 och 4 visar föredragna utiöringsformer för att möjliggöra för det kylande/värmande mediet att strömma genom värmeväxlaren, d.v.s. in i kanalema 5, 51, 52, 53 vid värmeväxlarens uppströrrissida 7 och ut ur kanalema 5, 51, 52, 53 vid värmeväxlarens nedströmssida 9, med bästa möjliga strömningsförhällanden.

Anslutningsytorna 4, 4' konvergerar iöreträdesvis med huvudsakligen 45° vinkel mot tubernas 3 längdriktning. Härigenom kan, vid tillverkningen av värmeväxlaren 1, tuberna 3 kapas utan att onödigt spill p.g.a. den sneda kapningen uppstår, genom att tubema 3 vars ändar är kapade i 45° vinkel enkelt kan vändas och användas ovantör varandra i värmeväidaren 1.

När värmeväxlaren utgörs av en vattenkylare till ett fordon, såsom en lastbil, är mediet som ska kylas kylarvätska, vanligen vatten/glykol-blandning, och det kylande mediet omgivande lufl, som strömmar in i kanalerna 5 dä fordonet rör sig, eller då fordonets fläkt går. Kylarvätskan strömmar in i den ena tanken 2 genom inloppet 10, och ut från den andra tanken 2' genom utloppet l 1. När värmeväxlaren utgörs av någon arman typ av kylare eller värmare blir de olika medierna de för denna kylares/värrnares fimktion nödvändiga medierna.

Med en konstruktion enligt ovan kan uppströmsarean hos värmeväxlaren göras större utan att värmeväxlarens yttre dimensioner blir större. Uppströmsarean är den area som det kylande/värmande mediet först träfiar, alltså den fi-ärnre arean hos värmeväxlaren då den monteras firamtill bakom grillen t.ex. på en lastbil.

Uppströmsarean är den för värmeövertöring mest effektiva eftersom temperaturskillnaden mellan medium som ska kylas/värmas och kylande/värmande 10 527 727 6 medium där är störst. För ett givet inbyggnadsmàtt på en värmeväxlare får man således med uppfirmingen en effektivare värmeöverlöring.

Vad som har angivits ovan är endast angivet som illustrerande exempel, och är inte begränsande för uppfinningens omfång. Skyddsomfånget begränsas endast av de efterföljande patentkraven. Således kan värmevåxlaren utgöras av andra värmeväxlare än en vattenkylare till ett fordon, såsom av en laddlufikylare eller av en värmeväxlare i fordonets lufikonditioneringsanläggning. Uppfmningen är inte heller begränsad till lastbilar, utan kan appliceras även i t.ex. personbilar, byggmaskiner och vilken annan typ av fordon som helst, och även utanför fordonssektorn, såsom t.ex. i luftkonditioneringsanläggningar.

Claims (7)

10 20 25 30 527 727 I*- PATENTKRAV

1. l. Värmeväxlare (1) innefattande två tankar (2, 2°), varvid tuber (3) för medium som ska kylas/värmas är anordnade att sträcka sig mellan anslutningsytor (4, 4') hos tan- karna (2, 2'), mellan vilka tuber (3) kanaler (5) för kylande/värmande medium är anordnade att löpa i en vinkel mot tubemas (3) längdriktning, och där anslutnings- ytoma (4, 4') är anordnade att konvergera i strömningsriktrririgen för det kylan- de/värmande mediet 4, känneteeknad av att strömningskanalerna (51) i ett om- råde nära respektive tank är vinklade i förhållande till övriga strömningskanaler (52) för det kylande/värmande mediet, på så sätt att strömningskanalerna (51) i dessa områden med ökande närhet till respektive anslutningsyta (4, 4”) löper med ökande parallellitet med anslutningsytoma (4, 4°).

2. Värmeväxlare (1) enligt krav 1, kännetecknad av att anslutningsytorna (4, 4*) är anordnade att konvergera på så sätt att uppströmspartiet (7), sett i det kylan- de/värmande mediets strönniingsriktning, av tubema (3) sträcker sig över huvudsak- ligen hela värmeväxlarens (1) bredd.

3. Värmeväxlare (1) enligt krav 2, kännetecknar! av att anslutningsytorna (4, 4”) är anordnade att konvergera på så sätt att nedströmspartiet (9), sett i det kylan- de/värmande mediets strömningsriktning, av tubema (3) sträcker sig över ett parti av värmeväxlarens (1) bredd som medger tillräcklig storlek hos tankarna (2, 2°).

4. Värmeväxlare (1) enligt något av ovanstående krav, känneteeknad av att an- slutningsytorna (4, 4°) konvergerar med huvudsakligen 45° vinkel mot tubernas (3) längdrikming.

5. Förfarande för effektiviserad värmeväxling vid värmeväærlare innefattande två tankar (2, 2'), där tuber (3) för medium som ska kylas/värmas är anordnade att 10 15 527 727 SV sträcka sig mellan anslumingsytor (4, 4°) hos tankarna (2, 2'), mellan vilka tuber (3) kanaler (5) för kylande/värmande medium är anordnade att löpa i en vinkel mot tu- bernas (3) längdriktning, och där anslutningsytorna (4, 4') är anordnade att konver- gera i strömningsrikmingen for det kylande/värmande mediet, känneteeknat av steget att anordna kanaler (53) löpande från värmeväxlarens uppströrnssida i rikt- ning mot sagda anslutningsytor vilka kanaler slutar uppströms innan respektive an- slutningsyta.

6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att sagda innan respektive anslut- ningsyta slutande kanaler (53) bringas mynna i en gemensam, väsentligen parallellt med respektive anslutningsyta löpande kanal, löpande från värmeväxlarens upp- strömssida till dess nedströmssida.

7. Användning av en värmeväxlare enligt något av ovanstående krav i ett motorfor- don, exempelvis som en kylare.