SE529134C2

SE529134C2 - Charge air cooler for engine, has charge air and coolant pipes stacked on top of each other

Info

Publication number: SE529134C2
Application number: SE0401724A
Authority: SE
Inventors: Anders Noren; Arnaud Contet; Ingemar Persson
Original assignee: Valeo Engine Cooling Ab
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2007-05-08
Also published as: SE0401724D0; SE0401724L

Abstract

The cooler has a charge air inlet, a charge air outlet and at least one pipe for carrying charge air from the inlet to the outlet, as well as a coolant inlet, a coolant outlet and at least one pipe for carrying coolant from the inlet to the outlet. Both pipes have at least two flat main sides. The charge air and coolant pipes are stacked on top of each other so that one of the main sides of the charge air pipe is in direct contact with one of the main sides of the coolant pipe.

Description

20 25 30 35 529 134 2 Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en laddluftskylare, som är billigare och enklare att framställa än de kända laddluftskylarna. Summary of the Invention An object of the present invention is to provide a charge air cooler which is cheaper and easier to manufacture than the known charge air coolers.

Detta ändamål uppnås med en laddluftskylare, som är av det inledningsvis angivna slaget och kännetecknas därav att förhållandet mellan den korta dimensionen och den långa dimensionen för nämnda åtminstone ett diskret, laddluftsledande rörs invändiga tvärsektion är 1:4 till 1:10, varvid laddluftskylaren vidare innefattar åtmins- tone ett diskret, kylmedelsledande rör, som har två väsentligen plana storsidor, som är förbundna medelst två motstående kortsidor, varvid förhållandet mellan den korta dimensionen och den långa dimensionen för nämnda åtminstone ett diskret, kylmedelsledande rörs invändiga tvärsektion är 1:5 till 1:20, varvid det laddluftsledande röret och det kylmedelsledande röret är staplade ovanpå varandra med det laddluftsledande rörets ena storsida i direkt kontakt med det kylmedelsledande rörets ena storsida.This object is achieved with a charge air cooler, which is of the type indicated in the introduction and is characterized in that the ratio between the short dimension and the long dimension of the at least one discrete, charge air conducting tube inner cross section is 1: 4 to 1:10, the charge air cooler further comprising at least one discrete, refrigerant conducting tube having two substantially planar major sides connected by two opposite short sides, the ratio of the short dimension to the long dimension of said at least one discrete, refrigerant conducting tube inner cross section being 1: 5 to 1 : 20, wherein the charge air conducting tube and the coolant conducting tube are stacked on top of each other with one major side of the charge air conducting tube in direct contact with one major side of the coolant conducting tube.

En fördel med denna laddluftskylare är att den har mycket hög värmeöverföring i förhållande till sin volym, eftersom laddluften och kylmedlet ledes på ett reglerat sätt i respektive rör. En annan fördel är att det faktum att laddluften ledes i diskreta, laddluftsledande rör och kylmedlet ledes i diskreta, kylmedelsledande rör ger ett rör-mot~rör-arrangemang med mycket liten risk för att de båda fluiderna blandas. Diskreta rör motstår tryck bättre än de skiktade rörkonstruktionerna enligt känd teknik och kräver således inget tätt hölje för uppstödning av rören.An advantage of this charge air cooler is that it has a very high heat transfer in relation to its volume, since the charge air and the coolant are conducted in a regulated manner in the respective pipes. Another advantage is that the fact that the charge air is conducted in discrete, charge air conducting tubes and the coolant is conducted in discrete, coolant conducting tubes provides a tube-to-tube arrangement with very little risk of the two fluids being mixed. Discrete pipes withstand pressure better than the layered pipe constructions according to the prior art and thus do not require a tight casing for supporting the pipes.

Laddluftskylaren innefattar företrädesvis åtminstone två diskreta, parallella, laddluftsledande rör och åt- minstone två diskreta, kylmedelsledande rör, varvid de laddluftsledande rören och de kylmedelsledande rören är växelvis staplade ovanpå varandra med de laddluftsledande rörens storsidor i direkt kontakt med de kylmedelsledande rörens storsidor. En fördel med denna utföringsform är 10 15 20 25 30 35 529 134 3 att värmeöverföringen förbättras avsevärt med användning- en av åtminstone två rör av varje typ.The charge air cooler preferably comprises at least two discrete, parallel, charge air conducting pipes and at least two discrete, refrigerant conducting pipes, the charge air conducting pipes and the refrigerant conducting pipes being alternately stacked on top of each other with the large sides of the charge air conducting pipes in direct contact with the refrigerant pipes. An advantage of this embodiment is that the heat transfer is significantly improved with the use of at least two pipes of each type.

Vid en föredragen utföringsform är de laddlufts- ledande rören och de kylmedelsledande rören hoplödda med varandra. En fördel med detta är att värmeöverföringen blir mycket god mellan de rör som är hoplödda med var- andra.In a preferred embodiment, the charge air conducting pipes and the coolant conducting pipes are soldered together. An advantage of this is that the heat transfer is very good between the pipes that are soldered together.

De laddluftsledande rören och de kylmedelsledande rören är företrädesvis staplade på sådant sätt, att stapeln börjar och slutar med ett kylmedelsledande rör.The charge air conducting tubes and the coolant conducting tubes are preferably stacked in such a way that the stack begins and ends with a coolant conducting tube.

En fördel med denna utföringsform är att samtliga ladd- luftsledande rör kyles från båda storsidorna, vilket reducerar risken för att en del av laddluften inte kyles tillräckligt.An advantage of this embodiment is that all charge air conducting pipes are cooled from both major sides, which reduces the risk that some of the charge air is not cooled sufficiently.

Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen sträcker sig varje kylmedelsledande rör i en riktning, som är väsentligen vinkelrät mot den riktning i vilken varje laddluftsledande rör sträcker sig. En fördel med denna laddluftskylare, vid vilken kylmedlet transporteras i ett korsflödesförhållande med laddluften, är att ladd- luftens inlopp och utlopp kan separeras fullständigt från kylmedlets inlopp och utlopp. Dessutom àtskiljes kyl- medlet och laddluften aldrig med mindre än en vägg hos det laddluftsledande röret och en vägg hos det kylmedels- ledande röret. Till följd härav är risken för att ladd- luften och kylmedlet ska blandas minimerad.In a preferred embodiment of the invention, each coolant conducting tube extends in a direction which is substantially perpendicular to the direction in which each charge air conducting tube extends. An advantage of this charge air cooler, in which the coolant is transported in a cross-flow relationship with the charge air, is that the inlet and outlet of the charge air can be completely separated from the inlet and outlet of the coolant. In addition, the coolant and charge air are never separated by less than one wall of the charge air conducting tube and one wall of the coolant conducting tube. As a result, the risk of the charging air and coolant being mixed is minimized.

Företrädesvis är de kylmedelsledande rören anordnade i åtminstone en första och en andra grupp av parallella kylmedelsledande rör, varvid nämnda första grupp av kyl- medelsledande rör är anordnad att mottaga kylmedlet vid kylmedelsinloppet och leda det i en första riktning, som är vinkelrät mot den riktning i vilken laddluften ledes, varvid en vändningstank är anordnad att mottaga det kyl- medel som ledes av nämnda första grupp av kylmedels- ledande rör och leda det vidare till nämnda andra grupp av kylmedelsledande rör, och varvid nämnda andra grupp av kylmedelsledande rör är anordnad att leda kylmedlet mot 10 15 20 25 30 35 529 154 4 kylmedelsutloppet i en andra riktning, som är parallell med men motriktad nämnda första riktning. En fördel med denna utföringsform är att värmeöverföringen förbättras, eftersom kylmedlet kyler laddluften i flera passager.Preferably, the coolant conducting tubes are arranged in at least a first and a second group of parallel coolant conducting tubes, said first group of coolant conducting tubes being arranged to receive the coolant at the coolant inlet and guide it in a first direction perpendicular to the direction in which the charge air is conducted, wherein a reversing tank is arranged to receive the coolant led by said first group of coolant conducting tubes and pass it on to said second group of coolant conducting tubes, and wherein said second group of coolant conducting tubes is arranged to conduct the coolant towards the coolant outlet in a second direction, which is parallel to but opposite said first direction. An advantage of this embodiment is that the heat transfer is improved, since the coolant cools the charge air in several passages.

Nämnda första grupp av kylmedelsledande rör, vilken är anordnad att mottaga kylmedlet vid kylmedelsinloppet, är företrädesvis belägen närmast laddluftsutloppet. På detta sätt transporteras kylmedlet, även om det sker på korsflödesvis, i ett motströmsförhållande med laddluften, varigenom värmeöverföringseffekten förbättras.Said first group of coolant conducting pipes, which is arranged to receive the coolant at the coolant inlet, is preferably located closest to the charge air outlet. In this way, the refrigerant, even if it is cross-flowing, is transported in a countercurrent relationship with the charge air, thereby improving the heat transfer effect.

Vid en annan föredragen utföringsform sträcker sig det eller de laddluftsledande rören i en riktning, som är väsentligen parallell med den riktning i vilken det eller de kylmedelsledande rören sträcker sig. En fördel med denna utföringsform är att laddluften och kylmedlet ledes i ett parallellflödesförhållande, vilket ger en effektiv värmeöverföring även med en laddluftskylare av små dimen- sioner. Med än större fördel är laddluftskylaren anordnad att bringa laddluftsflödet att passera genom laddlufts- kylaren i ett motströmsförhållande med kylmedelsflödet.In another preferred embodiment, the charge air conducting tube (s) extends in a direction substantially parallel to the direction in which the refrigerant conducting tube or tubes extend. An advantage of this embodiment is that the charge air and the coolant are conducted in a parallel flow ratio, which provides an efficient heat transfer even with a charge air cooler of small dimensions. With even greater advantage, the charge air cooler is arranged to cause the charge air flow to pass through the charge air cooler in a countercurrent relationship with the coolant flow.

Ett motströmsflödesförhållande ger den högsta värmeöver- föringseffekten.A countercurrent flow ratio gives the highest heat transfer effect.

Varje laddluftsledande rör sträcker sig företrädes- vis i längdriktningen förbi varje kylmedelsledande rör vid båda ändarna. En fördel med detta är att det är möj- ligt att leda laddluften från laddluftsinloppet rakt in i de laddluftsledande rören och sedan rakt ut från ladd- luftsutloppet utan avböjningar eller riktningsändringar.Each charge air conducting tube preferably extends longitudinally past each refrigerant conducting tube at both ends. An advantage of this is that it is possible to direct the charge air from the charge air inlet straight into the charge air conducting pipes and then straight out of the charge air outlet without deflections or changes of direction.

Detta ger ett lågt laddluftstryckfall över kylaren.This gives a low charge air pressure drop across the radiator.

Vid en föredragen utföringsform är förhållandet mellan den korta dimensionen och den långa dimensionen för de laddluftsledande rörens invändiga tvärsektion 1:4 till 1:10. En fördel med ett sådant förhållande är att det ger en god värmeöverföring i förhållande till rördimensionerna och en god mekanisk hållfasthet, så att rören motstàr de tryckstötar som kan uppstå under drift. 10 15 20 25 30 35 529 134 5 Förhållandet mellan den korta dimensionen och den långa dimensionen för de kylmedelsledande rörens in- vändiga tvärsektion är företrädesvis 1:5 till 1:20. Detta förhållande har visat sig ge effektiv värmeöverföring och god mekanisk hållfasthet.In a preferred embodiment, the ratio between the short dimension and the long dimension of the inner cross section of the charge air conducting tubes is 1: 4 to 1:10. An advantage of such a condition is that it provides a good heat transfer in relation to the pipe dimensions and a good mechanical strength, so that the pipes withstand the pressure shocks that can occur during operation. The ratio between the short dimension and the long dimension of the inner cross section of the coolant conducting tubes is preferably 1: 5 to 1:20. This condition has been shown to provide efficient heat transfer and good mechanical strength.

Ett annat ändamål är att åstadkomma ett sätt att framställa laddluftskylare, vilket sätt är mindre komplicerat än tidigare kända sätt att framställa ladd- luftskylare.Another object is to provide a method of manufacturing charge air coolers, which method is less complicated than previously known methods of manufacturing charge air coolers.

Detta ändamål uppnås med ett sätt att framställa laddluftskylare, vilket sätt kännetecknas därav, att åtminstone ett diskret, kylmedelsledande rör, som har två väsentligen plana storsidor, som är förbundna medelst två motstående kortsidor, anordnas, att det laddluftsledande röret och det kylmedels- ledande röret staplas ovanpå varandra med det laddlufts- ledande rörets ena storsida i direkt kontakt med det kyl- medelsledande rörets ena storsida samt att det laddluftsledande rörets storsida fästes på det kylmedelsledande rörets storsida.This object is achieved with a method of manufacturing charge air coolers, which method is characterized in that at least one discrete, coolant-conducting tube, which has two substantially flat large sides, which are connected by means of two opposite short sides, is arranged that the charge-air conducting tube and the coolant-conducting tube stacked on top of each other with one large side of the charge-conducting tube in direct contact with one large side of the coolant-conducting tube and that the large side of the charge-conducting tube is attached to the large side of the coolant-conducting tube.

En fördel med detta sätt är att det ger en enkel framställning av laddluftskylare. Eftersom endast rör och inga lösa turbulatorer behöver hanteras, är risken för att skada delar under framställningen reducerad. Eftersom separata, diskreta rör utnyttjas för laddluften och för kylmedlet är risken för att laddluftskylaren ska bli otät avsevärt reducerad. Detta lättar på noggrannhetskraven i framställningsprocessen och reducerar antalet laddlufts- kylare som måste kasseras.An advantage of this method is that it provides a simple manufacture of charge air coolers. Since only pipes and no loose turbulators need to be handled, the risk of damaging parts during manufacture is reduced. Since separate, discrete pipes are used for the charge air and for the coolant, the risk of the charge air cooler becoming leaky is considerably reduced. This eases the accuracy requirements of the manufacturing process and reduces the number of charge air coolers that must be discarded.

Företrädesvis förses åtminstone några av nämnda storsidors ytterytor med en lodbeläggningskomposition innan staplingssteget genomföras, varvid steget att fästa det laddluftsledande rörets storsida på det kylmedels- ledande rörets storsida innefattar att det laddlufts- ledande röret hoplödes med det kylmedelsledande röret. En fördel med detta sätt är att samtliga komponenter kan fästas vid varandra i ett enda lödningssteg. Vidare ger 10 15 20 25 30 35 529 134 6 lödningen en god mekanisk hållfasthet i laddluftskylaren och en god värmeöverföring mellan de laddluftsledande rören och de kylmedelsledande rören.Preferably, at least some of the outer surfaces of said large sides are provided with a solder coating composition before the stacking step is performed, the step of attaching the large side of the charge air conducting tube to the large side of the coolant conducting tube comprising soldering the charge air conducting tube to the coolant conducting tube. An advantage of this method is that all components can be attached to each other in a single soldering step. Furthermore, the solder gives a good mechanical strength in the charge air cooler and a good heat transfer between the charge air conducting pipes and the coolant conducting pipes.

Dessa och andra aspekter på uppfinningen kommer att framgå och förklaras med hjälp av nedan beskrivna utför- ingsformer.These and other aspects of the invention will become apparent and explained by means of the embodiments described below.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen ska nu beskrivas närmare under hänvis- ning till bifogade ritningar.Brief description of the drawings The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

Fig l är en sidovy och visar en laddluftskylare enligt en första utföringsform av uppfinningen.Fig. 1 is a side view showing a charge air cooler according to a first embodiment of the invention.

Fig 2 är en planvy och visar laddluftskylaren enligt fig 1.Fig. 2 is a plan view showing the charge air cooler according to Fig. 1.

Fig 3 är en partiell tvärsektionsvy och visar ladd- luftskylaren i sektion längs linjen III-III i fig l.Fig. 3 is a partial cross-sectional view showing the charge air cooler in section along the line III-III in Fig. 1.

Fig 4 är en tvärsektionsvy och visar laddlufts- kylaren i sektion längs linjen IV-IV i fig 2.Fig. 4 is a cross-sectional view showing the charge air cooler in section along the line IV-IV in Fig. 2.

Fig 5 är en sprängvy och visar laddluftskylaren enligt fig l.Fig. 5 is an exploded view showing the charge air cooler according to Fig. 1.

Pig 6a är en sidovy och visar en laddluftskylare enligt en andra utföringsform av uppfinningen.Fig. 6a is a side view showing a charge air cooler according to a second embodiment of the invention.

Fig 6b är en planvy och visar laddluftskylaren enligt fig 6a.Fig. 6b is a plan view showing the charge air cooler according to Fig. 6a.

Fig 7 är en tvärsektionsvy och visar laddlufts- kylaren i sektion längs linjen VII-VII i fig 6a.Fig. 7 is a cross-sectional view showing the charge air cooler in section along the line VII-VII in Fig. 6a.

Fig 8 är en tvärsektionsvy och visar laddlufts- kylaren i sektion längs linjen VIII-VIII i fig 6b.Fig. 8 is a cross-sectional view showing the charge air cooler in section along the line VIII-VIII in Fig. 6b.

Fiq 9 är en sidovy och visar en laddluftskylare enligt en tredje utföringsform av uppfinningen.Fig. 9 is a side view showing a charge air cooler according to a third embodiment of the invention.

Fig 10 är en planvy och visar laddluftskylaren enligt fig 9.Fig. 10 is a plan view showing the charge air cooler according to Fig. 9.

Fig ll är en ändvy och visar laddluftskylaren enligt fig 9.Fig. 11 is an end view showing the charge air cooler of Fig. 9.

Fig 12 är en tvärsektionsvy och visar laddlufts- kylaren i sektion längs linjen XII-XII i fig 10.Fig. 12 is a cross-sectional view showing the charge air cooler in section along the line XII-XII in Fig. 10.

Fig 13 är en tvärsektionsvy och visar laddlufts- kylaren i sektion längs linjen XIII-XIII i fig 9. 10 15 20 25 30 35 529 134 7 Fig 14 är en tvärsektionsvy och visar laddlufts- kylaren i sektion längs linjen XIV-XIV i fig 9.Fig. 13 is a cross-sectional view showing the charge air cooler in section along the line XIII-XIII in Fig. 9. Fig. 14 is a cross-sectional view showing the charge air cooler in section along the line XIV-XIV in Fig. 9. .

Fig 15 är en sprängvy och visar laddluftskylaren enligt fig 9.Fig. 15 is an exploded view showing the charge air cooler according to Fig. 9.

Fig l6a är en tvärsektionsvy och visar ett ladd- luftsledande rör.Fig. 16a is a cross-sectional view showing a charge air conducting tube.

Fig l6b är en tvärsektionsvy och visar ett kyl- medelsledande rör.Fig. 16b is a cross-sectional view showing a refrigerant conducting tube.

Fig l7a är en schematisk tvärsektionsvy och visar en laddluftskylare enligt en fjärde utföringsform av uppfin- ningen.Fig. 17a is a schematic cross-sectional view showing a charge air cooler according to a fourth embodiment of the invention.

Fig l7b är en schematisk tvärsektionsvy och visar ett alternativt sätt att leda kylmedel genom laddlufts- kylaren enligt fig l7a.Fig. 17b is a schematic cross-sectional view showing an alternative way of passing coolant through the charge air cooler of Fig. 17a.

Pig l7c är en schematisk tvärsektionsvy och visar ett annat alternativt sätt att leda kylmedel genom ladd- luftskylaren enligt fig l7a.Fig. 17c is a schematic cross-sectional view showing another alternative way of passing coolant through the charge air cooler of Fig. 17a.

Beskrivning av föredragna utföringsformer I fig l visas en laddluftskylare l. Laddluftskylaren 1 innefattar totalt sex laddluftsledande rör 2 och sju kylmedelsledande rör 4, som har staplats ovanpå varandra växelvis, dvs först med ett kylmedelsledande rör 4, där- efter ett laddluftsledande rör 2, därefter ett kylmedels- ledande rör 4 etc. De på varandra staplade laddlufts- ledande rören 2 och kylmedelsledande rören 4 bildar en rörbunt 6. En första tank 8 är placerad vid buntens 6 ena ände, och en andra tank 10 är placerad vid buntens 6 andra ände. Den första tanken 8 innefattar en laddlufts- inloppstank 12, i vilken ett laddluftsinlopp 14 är place- rat, och en kylmedelsutloppstank 16, i vilken ett kyl- medelsutlopp 18 är placerat. Den andra tanken 10 inne- fattar en laddluftsutloppstank 20, i vilken ett ladd- luftsutlopp 22 är placerat, och en kylmedelsinlopps- tank 24, i vilken ett kylmedelsinlopp 26 är placerat.Description of preferred embodiments Fig. 1 shows a charge air cooler 1. The charge air cooler 1 comprises a total of six charge air conducting pipes 2 and seven coolant conducting pipes 4, which have been stacked on top of each other alternately, i.e. first with a coolant conducting pipe 4, then a charge air conducting pipe 2, then a coolant conducting tube 4, etc. The stacked charge air conducting tubes 2 and coolant conducting tubes 4 form a tube bundle 6. A first tank 8 is located at one end of the bundle 6, and a second tank 10 is located at the other end of the bundle 6. . The first tank 8 comprises a charge air inlet tank 12, in which a charge air inlet 14 is located, and a coolant outlet tank 16, in which a coolant outlet 18 is located. The second tank 10 comprises a charge air outlet tank 20, in which a charge air outlet 22 is located, and a coolant inlet tank 24, in which a coolant inlet 26 is located.

Rörbunten 6 uppstödes av en första stödplatta 28 och en andra stödplatta 30, som är belägna på motstàende sidor om rörbunten 6. 10 15 20 25 30 35 529 154 8 I fig 2, som är en planvy av laddluftskylaren 1, visas det inkommande laddluftsflödets CAI inflödesrikt- ning. Det inkommande laddluftsflödet CAI, vilket åstad- kommes av en icke visad kompressor, har typiskt en tempe- ratur av 250-320°C och ett tryck av ca 3-4 bar över om- givningstrycket. Laddluften införes i laddluftskylaren 1 via laddluftsinloppet 14, passerar genom de laddlufts- ledande rören 2, såsom beskrives nedan, och lämnar sedan laddluftskylaren 1 via laddluftsutloppet 22 som ett ut- gående laddluftsflöde CAO. Det utgående laddluftsflödet CAO kan ha en temperatur av 20-200°C i beroende av typen av laddluftskylare 1.The pipe bundle 6 is supported by a first support plate 28 and a second support plate 30, which are located on opposite sides of the pipe bundle 6. Fig. 2, which is a plan view of the charge air cooler 1, shows the incoming charge air flow CAI inflow direction. The incoming charge air flow CAI, which is provided by a compressor (not shown), typically has a temperature of 250-320 ° C and a pressure of about 3-4 bar above the ambient pressure. The charge air is introduced into the charge air cooler 1 via the charge air inlet 14, passes through the charge air conducting pipes 2, as described below, and then leaves the charge air cooler 1 via the charge air outlet 22 as an outgoing charge air flow CAO. The outgoing charge air flow CAO can have a temperature of 20-200 ° C depending on the type of charge air cooler 1.

Ett inkommande kylmedelsflöde COI införes i ladd- luftskylaren 1 via kylmedelsinloppet 26, passerar genom de kylmedelsledande rören 4 i ett motströmsförhållande med avseende på laddluftsflödet, såsom förklaras nedan, och lämnar därefter laddluftskylaren l via kylmedels- utloppet 18 som ett utgående kylmedelsflöde COO. Kyl- medlet är företrädesvis ett flytande kylmedel, som inne- fattar vatten och eventuellt glykol och rostskyddstill- satser. Det är emellertid också möjligt att utnyttja andra flytande kylmedel, såsom olja. Det inkommande kyl- medelsflödet COI kan typiskt ha en temperatur av ca 40-60°C och ett tryck av upp till ca 1,5 bar över omgiv- ningstrycket, och det utgående kylmedelsflödet COO kan typiskt ha en temperatur av upp till ca 95°C.An incoming coolant flow COI is introduced into the charge air cooler 1 via the coolant inlet 26, passes through the coolant conducting tubes 4 in a countercurrent ratio with respect to the charge air flow, as explained below, and then leaves the charge air cooler 1 via the coolant outlet 18 as an outgoing CO medium. The coolant is preferably a liquid coolant, which includes water and possibly glycol and anti-corrosion additives. However, it is also possible to use other liquid coolants, such as oil. The incoming coolant flow COI can typically have a temperature of about 40-60 ° C and a pressure of up to about 1.5 bar above ambient pressure, and the outgoing coolant flow COO can typically have a temperature of up to about 95 ° C.

I fig 3, som är en sektionsvy och visar en del av laddluftskylaren 1 längs linjen III-III i fig 1, illust- reras hur de kylmedelsledande rören 4 och de laddlufts- ledande rören 2 är staplade ovanpå varandra.Fig. 3, which is a sectional view showing a part of the charge air cooler 1 along the line III-III in Fig. 1, illustrates how the coolant conducting pipes 4 and the charge air conducting pipes 2 are stacked on top of each other.

Varje laddluftsledande rör 2 är ett diskret rör, har två motstående storsidor 32 och 34. Storsidorna 32, 34 är förbundna medelst två motstående kortsidor 36, 38, som vid den i fig 3 visade utföringsformen är krökta, men som alternativt kan vara raka sidor. De laddluftsledande rören 2 är försedda med invändiga ytförstoringsorgan i SOITI form av en turbulator 40, som är placerad inuti varje 10 15 20 25 30 35 529 154 9 laddluftsledande rör 2. Turbulatorn 40 ökar blandningen av laddluft inuti röret 2 och förbättrar således värme- överföringen från laddluften till kylmedlet.Each charge air conducting tube 2 is a discrete tube, has two opposite large sides 32 and 34. The large sides 32, 34 are connected by means of two opposite short sides 36, 38, which in the embodiment shown in Fig. 3 are curved, but which may alternatively be straight sides. The charge air conducting tubes 2 are provided with internal surface enlarging means in SOITI form of a turbulator 40, which is placed inside each charge air conducting tube 2. The turbulator 40 increases the mixture of charge air inside the tube 2 and thus improves the heat transfer. from the charge air to the coolant.

Varje kylmedelsledande rör 4 är ett diskret rör, har två motstående storsidor 42 och 44. som Storsidorna 42, 44 är förbundna medelst två motstående kortsidor 46, 48, som vid den i fig 3 visade utföringsformen är krökta, men som alternativt kan vara raka sidor. De kylmedelsledande rören 4 är försedda med invändiga ytförstoringsorgan i form av skiljeväggar 50, som är belägna inuti varje kyl- medelsledande rör 4. Skiljeväggarna 50 bildar smala celler 52, genom vilka kylmedlet ledes. Cellerna 52 be- främjar turbulensen inuti röret 4 och ökar således den värmemängd som kan upptagas av kylmedlet.Each coolant conducting tube 4 is a discrete tube, has two opposite major sides 42 and 44. The major sides 42, 44 are connected by means of two opposite short sides 46, 48, which in the embodiment shown in Fig. 3 are curved, but which may alternatively be straight sides . The coolant conducting tubes 4 are provided with internal surface enlarging means in the form of partitions 50, which are located inside each coolant conducting tube 4. The partitions 50 form narrow cells 52, through which the coolant is passed. The cells 52 promote the turbulence inside the tube 4 and thus increase the amount of heat that can be absorbed by the coolant.

Såsom framgår av fig 3, är de laddluftsledande rören 2 och de kylmedelsledande rören 4 staplade pâ varandra med de laddluftsledande rörens 2 storsidor 32 och 34 i direkt kontakt med de kylmedelsledande rörens 4 respek- tive storsida 44 resp 42. Rören 2, 4, vilka från början är försedda med en lodbeläggningskomposition 54, som visas i fig 3, har lötts ihop, såsom beskrives nedan.As shown in Fig. 3, the charge air conducting tubes 2 and the coolant conducting tubes 4 are stacked on each other with the major sides 32 and 34 of the charge air conductive tubes 2 in direct contact with the major side 44 and 42, respectively, of the coolant conductive tubes 4 and tubes 2, 4, which initially provided with a solder coating composition 54, as shown in Fig. 3, have been soldered together, as described below.

Tack vare hoplödningen hålles rören 2, 4 ordentligt ihop och kan värme lätt överföras mellan storsidorna 32 och 44 och mellan storsidorna 34 och 42. Eftersom rören 2, diskreta rör, är risken för att kylmedel och laddluft ska blandas mycket begränsad, eftersom de båda fluiderna åt- skiljes av två separata väggar, dvs storsidorna 32 och 44 respektive 34 och 42, utmed större delen av rörens 2, 4 längd. Kortsidorna 36, 38 och 46, 48 är tillräckligt korta för att motstå trycken. De laddluftsledande rörens 2 storsidor 32, 34 uppstödes av, och uppstöder själva, de kylmedelsledande rörens 4 storsidor 44, 42. Således er- fordras inget hölje, eftersom rörbunten 6 själv motstår trycken och rören 2 och 4 pà ett läckagesäkert sätt inne- sluter laddluften resp kylmedlet. Storsidan 42 pà det övre, kylmedelsledande röret 4, ovanför vilket inget laddluftsledande rör är placerat, anligger mot stödplat- 4 är lO 15 20 25 30 35 529 134 10 tan 30, som kan fastlödas mot denna storsída 42 för att åstadkomma tillräckligt tryckmotstànd.Thanks to the solder, the pipes 2, 4 are held together properly and heat can be easily transferred between the large sides 32 and 44 and between the large sides 34 and 42. Since the pipes 2, discrete pipes, the risk of mixing coolant and charge air is very limited, as the two fluids separated by two separate walls, ie the large sides 32 and 44 and 34 and 42, respectively, along most of the length of the pipes 2, 4. The short sides 36, 38 and 46, 48 are short enough to withstand the pressures. The large sides 32, 34 of the charge air conducting tubes 2 are supported by, and support themselves, the large sides 44, 42 of the coolant conducting tubes 4. resp the coolant. The large side 42 of the upper, coolant conducting tube 4, above which no charge air conducting tube is located, abuts against the support plate 4 which can be soldered to this large side 42 to provide sufficient pressure resistance.

I fig 4, kylaren l längs linjen IV-IV i fig 2, illustreras hur kylmedlet och laddluften ledes till respektive rör.Fig. 4, the cooler 1 along the line IV-IV in Fig. 2, illustrates how the coolant and the charging air are led to the respective pipes.

En första inloppssamlingsdel 56 är anordnad kring de laddluftsledande rörens 2 första ändar 58. Den första in- loppssamlingsdelen 56 avgränsar tillsammans med ladd- luftsinloppstanken 12 en första fördelningslåda 60 för fördelning av inloppsladdluftsflödet CAI till de ladd- luftsledande rören 2. En första utloppssamlingsdel 62 är anordnad kring de laddluftsledande rörens 64 och avgränsar tillsammans med laddluftsutloppstanken som är en sektionsvy och visar laddlufts- 2 andra ändar 20 en första samlingslåda 66 för uppsamling av den ut- gående laddluften från de laddluftsledande rören 2 och avgivning av det utgående laddluftsflödet CAO via ut- loppet 22.A first inlet collection part 56 is arranged around the first ends 58 of the charge air conducting pipes 2. arranged around the charge air conducting pipes 64 and delimits together with the charge air outlet tank which is a sectional view and shows the charge air 2 ends 20 a first collecting box 66 for collecting the outgoing charge air from the charge air conducting pipes 2 and discharging the outgoing charge air flow CAO race 22.

En andra inloppssamlingsdel 68 är anordnad kring de kylmedelsledande rörens 4 första ändar 70 och avgränsar tillsammans med kylmedelsinloppstanken 24 och den första utloppssamlingsdelen 62 en andra fördelningslåda 72 för fördelning av det inkommande kylmedelsflödet till de kyl- medelsledande rören 4. En andra utloppssamlingsdel 74 är anordnad kring de kylmedelsledande rörens 4 andra ändar 76 och avgränsar tillsammans med kylmedelsutloppstanken 16 och den första inloppssamlingsdelen 56 en andra sam- lingslåda 78 för uppsamling av det utgående kylmedels- flödet från de kylmedelsledande rören 4 och avgivning av detta flöde via utloppet 18.A second inlet collection portion 68 is disposed around the first ends 70 of the coolant conducting tubes 4 and defines together with the coolant inlet tank 24 and the first outlet collection portion 62 a second distribution box 72 for distributing the incoming coolant flow to the refrigerant conducting tubes 4. A second outlet assembly portion 74 is the other ends 76 of the refrigerant conducting tubes 4 and defining together with the refrigerant outlet tank 16 and the first inlet collecting part 56 a second collecting box 78 for collecting the outgoing refrigerant flow from the refrigerant conducting pipes 4 and discharging this flow via the outlet 18.

Såsom tydligt visas i fig 4, sträcker sig de ladd- luftsledande rören 2 i längdriktningen förbi de kyl- medelsledande rören 4 vid sina båda ändar 58, 64. Detta gör det möjligt att bringa det inkommande laddlufts- flödet CAI att strömma rakt in i rören 2 utan avböjningar och det utgående laddluftsflödet CAO att lämna rören 2 och utloppet 22 i ett rakt flöde utan avböjningar. Kyl- medelsflödet, vilket införes via kylmedelsinloppet 26, 10 15 20 25 30 35 529 134 ll avböjes däremot ca 90° och bringas att fördelas i det mellan de laddluftsledande rören 2, samlingsdelarna 62, 68 och kylmedelsinloppstanken 24 bildade utrymmet för att sedan strömma in i respektive kylmedelsledande rör 4. På liknande sätt lämnar sedan kylmedlet de kylmedelsledande rören 4 via kylmedelsutloppet 18. Eftersom laddluftens volymflöde typiskt är 50-300 gånger större än kylmedlets volymflöde, är denna konstruktion fördelaktig, eftersom den leder till ett lågt tryckfall i laddluften. Kyl- medelsflödet, vilket är mycket lägre vad avser volym- flöde, är mindre känsligt för avböjningar och riktnings- omkastningar.As clearly shown in Fig. 4, the charge air conducting tubes 2 extend longitudinally past the coolant conducting tubes 4 at their two ends 58, 64. This makes it possible to cause the incoming charge air flow CAI to flow straight into the tubes. 2 without deflections and the outgoing charge air flow CAO to leave the pipes 2 and the outlet 22 in a straight flow without deflections. The coolant flow, which is introduced via the coolant inlet 26, on the other hand, is deflected by about 90 ° and is caused to be distributed in the space formed between the charge air conducting pipes 2, the collecting parts 62, 68 and the coolant inlet tank 24 and then flow in. in the respective coolant conducting tube 4. Similarly, the coolant then leaves the coolant conducting tubes 4 via the coolant outlet 18. Since the volume flow of the charge air is typically 50-300 times greater than the volume flow of the coolant, this construction is advantageous as it leads to a low pressure drop in the charge air. The coolant flow, which is much lower in terms of volume flow, is less sensitive to deflections and directional reversals.

Såsom visas i fig 4, ledes laddluftsflödet och kyl- medelsflödet parallellt men i motsatta riktningar, varvid således laddluftsflödet avkyles av kylmedelsflödet i ett motströmsförhàllande, vilket ger en hög termisk verk- ningsgrad.As shown in Fig. 4, the charge air flow and the coolant flow are conducted in parallel but in opposite directions, thus the charge air flow is cooled by the coolant flow in a countercurrent ratio, which gives a high thermal efficiency.

Fiq 5 är en sprängvy och visar stegen vid framställ- ning av en laddluftskylare 1. I ett första steg förses rören 2, 4, plattorna 28, 30 och samlingsdelarna 56, 62, 68, 74 med en lodbeläggningskomposition på sina ytter- ytor. I ett andra steg staplas diskreta laddluftsledande rör 2 och diskreta kylmedelsledande rör 4 växelvis ovanpå varandra och hålles ihop för att bilda en rörbunt 6.Fig. 5 is an exploded view showing the steps in the manufacture of a charge air cooler 1. In a first step, the pipes 2, 4, the plates 28, 30 and the collecting parts 56, 62, 68, 74 are provided with a solder coating composition on their outer surfaces. In a second step, discrete charge air conducting pipes 2 and discrete coolant conducting pipes 4 are stacked alternately on top of each other and held together to form a pipe bundle 6.

Rören 2 och 4 är företrädesvis elektrosvetsade aluminium- rör med däri anordnade turbulatorer 40 resp skiljeväggar 52. Som alternativ till elektrosvetsade rör 2, 4 kan ex- truderade rör eller lödda rör också utnyttjas. När det gäller lödda rör, lödes dessa företrädesvis, innan stap- lingssteget genomföres, men de kan också lödas under nedan beskrivna hoplödningssteg. Den första stödplattan 28 och den andra stödplattan 30 anlägges sedan mot det översta resp det understa kylmedelsledande röret 4. I ett tredje steg monteras den andra inloppssamlingsdelen 68 och den andra utloppssamlingsdelen 74 på rörbuntens 6 respektive ände. Såsom framgår av fig 5 och även av fig 4, är samlingsdelarna 68, 74 utformade för att täta 10 15 20 25 30 35 529 134 12 4 kortsidor 36, 38; 46, 48 och mot det översta och det understa kylmedelsledande rörets 4 yttre storsidor 42, 44. I ett fjärde steg monteras den första inloppssamlingsdelen 56 och den första utlopps- samlingsdelen 62 på de första resp andra ändarna 58, 64 av buntens 6 laddluftsledande rör 2. Såsom framgår av mot respektive rörs 2, fig 5 och även av fig 4, är samlingsdelarna 56, 62 ut- formade för att täta mot de laddluftsledande rörens 2 storsidor 32, 34 och kortsidor 36, 38. I ett femte steg monteras den första tanken 8 och den andra tanken 10 på respektive samlingsdelar 56, 74 och 62, 68. Såsom visas i fig 5 och även i fig 4, är samlingsdelarna 56, 74 utfor- made för att täta mot den första tankens 8 insida och är samlingsdelarna 62, 68 utformade för att täta mot den andra tankens 10 insida. I ett sjätte steg införes den monterade laddluftskylaren 1 i en ugn och uppvärmes tills lödning sker. Efter avkylning och testning är laddlufts- kylaren 1 klar för användning. Såsom torde inses, är mon- teringen enkel, eftersom den består i att stapla diskreta rör ovanpå varandra utan risk för att inre konstruktio- ner, såsom turbulatorer 40, skadas. Vidare är risken för fluidumläckage minimal, eftersom rören 2 och 4 är täta, diskreta rör 2, 4 redan från start. Lödningen genomföres i endast ett steg, vilket reducerar produktionstid och -kostnad.The pipes 2 and 4 are preferably electro-welded aluminum pipes with turbulators 40 and partitions 52 arranged therein, respectively. As an alternative to electros-welded pipes 2, 4, extruded pipes or brazed pipes can also be used. In the case of soldered pipes, these are preferably soldered before the stacking step is performed, but they can also be soldered during the soldering steps described below. The first support plate 28 and the second support plate 30 are then abutted against the upper and lower coolant conducting pipes 4. In a third step, the second inlet collecting part 68 and the second outlet collecting part 74 are mounted on the respective end of the pipe bundle 6. As can be seen from Fig. 5 and also from Fig. 4, the collecting parts 68, 74 are designed to seal short sides 36, 38; 46, 48 and towards the outer large sides 42, 44 of the upper and lower coolant conducting pipe 4. In a fourth step, the first inlet collecting part 56 and the first outlet collecting part 62 are mounted on the first and second ends 58, 64 of the charge air conducting pipe 2 of the bundle 6, respectively. As can be seen from the respective pipes 2, Fig. 5 and also from Fig. 4, the collecting parts 56, 62 are designed to seal against the large sides 32, 34 and short sides 36, 38 of the charge air conducting pipes 2. In a fifth step the first the tank 8 and the second tank 10 on the respective collecting parts 56, 74 and 62, 68. As shown in Fig. 5 and also in Fig. 4, the collecting parts 56, 74 are designed to seal against the inside of the first tank 8 and are the collecting parts 62 , 68 designed to seal against the inside of the second tank 10. In a sixth step, the mounted charge air cooler 1 is introduced into an oven and heated until soldering takes place. After cooling and testing, the charge air cooler 1 is ready for use. As will be appreciated, the assembly is simple, since it consists in stacking discrete pipes on top of each other without risk of damaging internal structures, such as turbulators 40. Furthermore, the risk of fluid leakage is minimal, since pipes 2 and 4 are tight, discrete pipes 2, 4 right from the start. The soldering is carried out in only one step, which reduces production time and cost.

Fig 6a är en sidovy och visar en laddluftskylare 100 enligt en andra utföringsform av uppfinningen. Laddlufts- kylaren 100 innefattar totalt fem laddluftsledande rör 102 och fem kylmedelsledande rör 104, som växelvis har staplats ovanpå varandra. De på varandra staplade ladd- luftsledande rören 102 och kylmedelsledande rören 104 har samma konstruktion som de ovan beskrivna rören 2 och 4.Fig. 6a is a side view showing a charge air cooler 100 according to a second embodiment of the invention. The charge air cooler 100 comprises a total of five charge air conducting tubes 102 and five coolant conducting tubes 104, which have been alternately stacked on top of each other. The stacked charge-conducting tubes 102 and coolant-conducting tubes 104 have the same construction as the tubes 2 and 4 described above.

Rören 102, 104 bildar en rörbunt 106. En första tank 108 är placerad vid buntens 106 ena ände, och en andra tank 110 är placerad vid buntens 106 andra ände. Den första tanken 108 innefattar en laddluftsinloppstank 112, i vil- ken ett laddluftsinlopp 114 är placerat, och en kyl- 10 15 20 25 30 35 529 134 13 medelsutloppstank 116, i vilken ett kylmedelsutlopp 118 är placerat. Den andra tanken 110 innefattar en ladd- luftsutloppstank 120, i vilken ett laddluftsutlopp 122 är placerat, och en kylmedelsinloppstank 124, i vilken ett kylmedelsinlopp 126 är placerat.The tubes 102, 104 form a tube bundle 106. A first tank 108 is located at one end of the bundle 106, and a second tank 110 is located at the other end of the bundle 106. The first tank 108 comprises a charge air inlet tank 112, in which a charge air inlet 114 is located, and a refrigerant outlet tank 116, in which a coolant outlet 118 is located. The second tank 110 includes a charge air outlet tank 120, in which a charge air outlet 122 is located, and a coolant inlet tank 124, in which a coolant inlet 126 is located.

Fig 6b är en planvy av laddluftskylaren 100 och visar riktningen för det inkommande laddluftsflödets CAI inströmning via laddluftsinloppet 114 och riktningen för det utgående laddluftsflödets CAO utströmning via ladd- luftsutloppet 122. I fig 6b visas också riktningen för det inkommande kylmedelsflödets COI inströmning via kyl- medelsinloppet 126 och riktningen för det utgående kyl- medelsflödets COO utströmning via kylmedelsutloppet 118.Fig. 6b is a plan view of the charge air cooler 100 showing the direction of the inlet of the incoming charge air flow CAI via the charge air inlet 114 and the direction of the outflow of the outgoing charge air flow CAO via the charge air outlet 122. Fig. 6b also shows the direction of the incoming coolant inflow CO 126 and the direction of the outflow of the outgoing coolant flow COO via the coolant outlet 118.

I fig 7, som visar en del av laddluftskylaren 100 i sektion längs linjen VII-VII i fig 6a, visas hur de kyl- medelsledande rören 104 och de laddluftsledande rören 102 är staplade ovanpå varandra med direkt kontakt mellan respektive storsidor på samma sätt som beskrivits ovan under hänvisning till fig 3.Fig. 7, which shows a part of the charge air cooler 100 in section along the line VII-VII in Fig. 6a, shows how the coolant conducting tubes 104 and the charge air conducting tubes 102 are stacked on top of each other with direct contact between respective major sides in the same manner as described. above with reference to Fig. 3.

I fig 8, som visar laddluftskylaren 100 i sektion längs linjen VIII-VIII i fig 6b, visas hur kylmedlet och laddluften ledes till respektive rör.Fig. 8, which shows the charge air cooler 100 in section along the line VIII-VIII in Fig. 6b, shows how the coolant and the charge air are led to the respective pipes.

En första inloppssamlingsdel 156 är anordnad kring de laddluftsledande rörens 102 första ändar 158 och av- gränsar tillsammans med laddluftsinloppstanken 112 en första fördelningslåda 160 för fördelning av det inkom- mande laddluftsflödet CAI till de laddluftsledande rören 102. En andra inloppssamlingsdel 168 är anordnad kring de kylmedelsledande rörens 104 första ändar 170 och avgrän- sar tillsammans med kylmedelsinloppstanken 124 en andra fördelningslåda 172 för fördelning av det inkommande kyl- medelsflödet COI till de kylmedelsledande rören 104.A first inlet manifold 156 is disposed around the first ends 158 of the charge air conducting tubes 102 and defines, together with the charge air inlet tank 112, a first distribution box 160 for distributing the incoming charge air flow CAI to the charge air conducting tubes 102. A second inlet collecting means 168 the first ends 170 of the tubes 104 and defines together with the coolant inlet tank 124 a second distribution box 172 for distributing the incoming coolant flow COI to the coolant conducting tubes 104.

En första utloppssamlingsdel 162 är anordnad kring de laddluftsledande rörens 102 andra ändar 164 och av- gränsar tillsammans med laddluftsutloppstanken 120 och den andra inloppssamlingsdelen 168 en första samlingslåda 166 för uppsamling av den utgående laddluften från de 10 15 20 25 30 35 529 134 14 laddluftsledande rören 102 och avgivning därav via ut- loppet 122. En andra utloppssamlingsdel 174 är anordnad kring de kylmedelsledande rörens 104 andra ändar 176 och avgränsar tillsammans med kylmedelsutloppstanken 116 och den första inloppssamlingsdelen 156 en andra samlingslåda 178 för uppsamling av det utgående kylmedlet från de kylmedelsledande rören 104 och avgivning därav via ut- loppet 118.A first outlet collection portion 162 is disposed about the second ends 164 of the charge air conducting tubes 102 and defines together with the charge air outlet tank 120 and the second inlet collection portion 168 a first collection box 166 for collecting the outgoing charge air from the charge air tubes. 102 and dispensing thereof via the outlet 122. A second outlet collection portion 174 is disposed around the second ends 176 of the coolant conducting tubes 104 and defines together with the coolant outlet tank 116 and the first inlet collection portion 156 a second collection box 178 for collecting the outgoing coolant pipe from the 104 coolant conducting tubes. and delivery thereof via the outlet 118.

Såsom tydligt visas i fig 8, sträcker sig de ladd- luftsledande rören 102 i längdriktningen förbi de kyl- medelsledande rören 104 vid den första tanken 108, medan de kylmedelsledande rören 104 sträcker sig i längdrikt- ningen förbi de laddluftsledande rören 102 vid den andra tanken 110. Genom denna konstruktion kan det inkommande laddluftsflödet CAI strömma rakt in i rören 102 utan av- böjningar, men tvingas laddluftsflödet, då det lämnar rören 102, till skillnad från förhållandet vid den ovan beskrivna laddluftskylaren 1, att avböjas ca 90° för införing i utloppet 122. Detta leder till ett något högre tryckfall på luftsidan i jämförelse med laddluftskylaren 1 enligt den första utföringsformen. Å andra sidan är det ofta nödvändigt att kasta om riktningen för laddlufts- flödet inuti motorrummet, varvid denna riktning exempel- vis kan behöva kastas om då laddluftsflödet ledes från kompressorn till motorn. Vid laddluftskylaren 100 enligt denna andra utföringsform sker denna riktningsomkastning här, inuti laddluftskylaren 100, varigenom det utrymme som er- fordras under huven reduceras.As clearly shown in Fig. 8, the charge air conducting tubes 102 extend longitudinally past the coolant conducting tubes 104 at the first tank 108, while the coolant conducting tubes 104 extend longitudinally past the charge air conducting tubes 102 at the second tank. 110. By this construction, the incoming charge air flow CAI can flow straight into the tubes 102 without deflections, but the charge air flow, as it leaves the tubes 102, is forced, unlike the relationship with the above-described charge air cooler 1, to be deflected about 90 ° for insertion into the outlet 122. This leads to a slightly higher pressure drop on the air side in comparison with the charge air cooler 1 according to the first embodiment. On the other hand, it is often necessary to reverse the direction of the charge air flow inside the engine compartment, whereby this direction may, for example, need to be reversed when the charge air flow is led from the compressor to the engine. At the charge air cooler 100 according to this second embodiment, this reversal of direction takes place here, inside the charge air cooler 100, whereby the space required under the hood is reduced.

Fig 9, fig 10 och fig 11 är en sidovy, en planvy resp en ändvy och visar en laddluftskylare 200 enligt en tredje utföringsform av uppfinningen. Huvudskillnaden mellan laddluftskylaren 200 och de ovan beskrivna ladd- luftskylarna 1, 100 är att kylmedelsflödet i laddlufts- kylaren 200 ledes i en riktning, som är vinkelrät mot laddluftsflödets riktning, varvid laddluftskylaren 200 således är en korsflödeskylare. Laddluftskylaren 200 innefattar totalt sex laddluftsledande rör 202, som 10 15 20 25 30 35 529 134 15 sträcker sig i en första riktning, och fjorton kylmedels~ ledande rör 204, som sträcker sig i en andra riktning, som är vinkelrät mot denna första riktning, vilka rör har staplats ovanpå varandra för att bilda en rörbunt 206. De kylmedelsledande rören 204 har delats in i en första grupp 203 av kylmedelsledande rör 204 och en andra grupp 205 av kylmedelsledande rör 204, såsom beskrives nedan.Fig. 9, Fig. 10 and Fig. 11 are a side view, a plan view and an end view, respectively, showing a charge air cooler 200 according to a third embodiment of the invention. The main difference between the charge air cooler 200 and the above-described charge air coolers 1, 100 is that the coolant flow in the charge air cooler 200 is conducted in a direction perpendicular to the direction of the charge air flow, the charge air cooler 200 thus being a cross flow cooler. The charge air cooler 200 comprises a total of six charge air conducting tubes 202 extending in a first direction, and fourteen coolant conducting tubes 204 extending in a second direction perpendicular to this first direction. which tubes have been stacked on top of each other to form a bundle of tubes 206. The coolant conducting tubes 204 have been divided into a first group 203 of coolant conducting tubes 204 and a second group 205 of coolant conducting tubes 204, as described below.

En laddluftsinloppstank 212, som har ett laddlufts- inlopp 2l4, är placerad vid de laddluftsledande rörens 202 första ände. En laddluftsutloppstank 220, som har ett laddluftsutlopp 222, är placerad vid de laddluftsledande rörens 202 andra ände. En kylmedelstank 208 är placerad vid de kylmedelsledande rörens 204 första ände. Kyl- medelstanken 208 innefattar en kylmedelsinloppstank 224, i vilken ett kylmedelsinlopp 226 är placerat, och en kyl- medelsutloppstank 216, i vilken ett kylmedelsutlopp 218 är placerat. En kylmedelsvändningstank 209 är placerad vid de kylmedelsledande rörens 204 andra ände.A charge air inlet tank 212, which has a charge air inlet 214, is located at the first end of the charge air conducting tubes 202. A charge air outlet tank 220, which has a charge air outlet 222, is located at the other end of the charge air conducting tubes 202. A coolant tank 208 is located at the first end of the coolant conducting tubes 204. The coolant tank 208 includes a coolant inlet tank 224 in which a coolant inlet 226 is located, and a coolant outlet tank 216 in which a coolant outlet 218 is located. A coolant reversing tank 209 is located at the other end of the coolant conducting tubes 204.

I fig 12, fig 13 och fig 14 visas laddluftskylaren 200 i sektion längs linjen XII-XII i fig 10, längs linjen XIII-XIII i fig 9 resp längs linjen XIV-XIV i fig 9 och illustreras hur kylmedlet och laddluften ledes genom res- pektive rör 202, 204. De laddluftsledande rören 202 har samma konstruktion som de ovan beskrivna rören 2, bort- sett från att deras ändar har omformats till fyrkantig form, så att varandra närbelägna, laddluftsledande rör 202 tätar mot varandra vid sina ändar 258, 264 men lämnar utrymme för de kylmedelsledande rören 204 mellan ändarna 258, 264, vilket bäst visas i fig 13 och vilket också visas i fig ll. De kylmedelsledande rören 204 är av en annan typ än de ovan beskrivna rören 4, 104. De kyl- medelsledande rören 204 har en mycket tunn konstruktion på samma sätt som de kylmedelsledande rör som utnyttjas i luftkylda kylare av standardtyp och ger en ordentlig värmeöverföring även vid frånvaro av ytförstoringsorgan.In Fig. 12, Fig. 13 and Fig. 14, the charge air cooler 200 is shown in section along the line XII-XII in Fig. 10, along the line XIII-XIII in Fig. 9 and along the line XIV-XIV in Fig. 9, respectively, and illustrated how the coolant and charge air are passed through respective tubes 202, 204. The charge air conducting tubes 202 have the same construction as the tubes 2 described above, except that their ends have been transformed into a square shape, so that adjacent, charge air conducting tubes 202 seal against each other at their ends 258, 264. but leaves space for the coolant conducting tubes 204 between the ends 258, 264, which is best shown in Fig. 13 and which is also shown in Fig. 11. The coolant conductive tubes 204 are of a different type than the tubes 4, 104 described above. The coolant conductive tubes 204 have a very thin construction in the same way as the coolant conductive tubes used in standard air-cooled coolers and provide a proper heat transfer even at absence of surface enlarging means.

Rören 202 och 204 har växelvis staplats ovanpå varandra med två parallella kylmedelsledande rör 204 följda av ett 10 15 20 25 30 35 529 154 16 laddluftsledande rör 202 osv för bildande av en rörbunt 206, som också visas i fig 15. Rörbunten 206 uppstödes av en första stödplatta 228 och en andra stödplatta 230, vilka är placerade på motstående sidor om rörbunten 206.The tubes 202 and 204 are alternately stacked on top of each other with two parallel coolant conducting tubes 204 followed by a charge air conducting tubes 202, etc. to form a tubular bundle 206, also shown in Fig. 15. The tubular bundle 206 is supported by a first support plate 228 and a second support plate 230, which are located on opposite sides of the pipe bundle 206.

Nu hänvisas åter till fig 12 och fig 13. En första inloppssamlingsdel 256 är anordnad kring de laddlufts- ledande rörens 202 första ändar 258 och avgränsar till- sammans med laddluftsinloppstanken 212 en första fördel- ningslåda 260 för fördelning av det inkommande laddlufts- flödet CAI till de laddluftsledande rören 202. En första utloppssamlingsdel 262 är anordnad kring de laddlufts- ledande rörens 202 andra ändar 264 och avgränsar till- sammans med laddluftsutloppstanken 220 en första sam- lingslåda 266 för uppsamling av det utgående laddlufts- flödet CAO från de laddluftsledande rören 202 och av- givning därav via utloppet 222.Referring again to Figs. 12 and 13, a first inlet manifold portion 256 is disposed around the first ends 258 of the charge air conducting tubes 202 and defines together with the charge air inlet tank 212 a first distribution box 260 for distributing the incoming charge air flow CAI to the charge air conducting tubes 202. A first outlet collection portion 262 is disposed around the second ends 264 of the charge air conducting tubes 202 and defines together with the charge air outlet tank 220 a first collection box 266 for collecting the outgoing charge air flow CAO from the charge air conduit 2 delivery thereof via the outlet 222.

En kombinerad inlopps- och utloppssamlingsdel 267, som visas i fig 12 och fig 15, men av tydlighetsskäl inte visas i fig 13, är anordnad kring de kylmedelsledande rörens 204 första ändar 270. Kylmedelstanken 208 är för- sedd med en mellanvägg 211, som sträcker sig från kyl- medelstankens 208 övre del till samlingsdelen 267. Mel- lanväggen 211 indelar samlingsdelen 267 i en andra in- loppssamlingsdel 268 och en andra utloppssamlingsdel 274 och indelar kylmedelstanken 208 i kylmedelsinloppstanken 224 och kylmedelsutloppstanken 216. Den andra inlopps- samlingsdelen 268, kylmedelsinloppstanken 224 och mellan- väggen 211 avgränsar, såsom bäst visas i fig 12 och fig 14, en andra fördelningslåda 272 för fördelning av det inkommande kylmedlet COI till den första gruppen 203 av kylmedelsledande rör 204. Den andra utloppssamlings- delen 274, kylmedelsutloppstanken 216 och mellanväg- gen 211 avgränsar, såsom bäst visas i fig 12, en andra samlingslåda 278 för uppsamling av det utgående kylmedlet från den andra gruppen 205 av kylmedelsledande rör 204 och avgivning av det utgående kylmedelsflödet C00 via utloppet 218. 10 15 20 25 30 35 529 134 17 Såsom bäst visas i fig 12, är en vändningssamlings- del 275 anordnad kring de kylmedelsledande rörens 204 andra ändar 276. Vändningssamlingsdelen 275 avgränsar tillsammans med vändningstanken 209 en vändningslåda 279.A combined inlet and outlet manifold portion 267, shown in Fig. 12 and Fig. 15, but not shown in Fig. 13 for clarity, is disposed around the first ends 270 of the coolant conducting tubes 204. The coolant tank 208 is provided with a partition wall 211 which extends from the upper part of the coolant tank 208 to the collecting part 267. The partition wall 211 divides the collecting part 267 into a second inlet collecting part 268 and a second outlet collecting part 274 and divides the coolant tank 208 into the coolant inlet tank 224 and the coolant outlet tank 216. 224 and the partition wall 211, as best shown in Figs. 12 and 14, define a second distribution box 272 for distributing the incoming coolant COI to the first group 203 of coolant conducting tubes 204. The second outlet collection portion 274, the coolant outlet tank 216 and the intermediate path gene 211 defines, as best shown in Fig. 12, a second collection box 278 for collecting the outgoing coolant f robbery of the second group 205 of coolant conducting tubes 204 and discharging the outgoing coolant flow C00 via the outlet 218. As best shown in Fig. 12, a reversing manifold 275 is disposed around the other ends of the coolant conducting tubes 204. 276. The turning collection part 275, together with the turning tank 209, delimits a turning box 279.

Det inkommande kylmedelsflödet COI matas till den första gruppen 203 av kylmedelsledande rör 204 via den andra fördelningslådan 272. Kylmedelsflödet ledes sedan nedåt, med avseende på fig 12, genom rören 204 under värmeväx- ling med laddluftsflödet, som ledes genom de laddlufts- ledande rören 202, till vändningslådan 279. I vändnings- lådan 279 omkastas kylmedelsflödets riktning l80° och ledes kylmedlet in i den andra gruppen 205 av kylmedels- ledande rör 204. Kylmedelsflödet ledes sedan uppåt, med avseende på fig 12, genom rören 204 mot den andra sam- lingslådan 278 under värmeväxling med laddluftsflödet, som ledes genom de laddluftsledande rören 202. Kylmedels- flödet COO lämnar sedan laddluftskylaren 200 via kyl- medelsutloppet 218. ladd- luftsflödet CAI strömma rakt in i rören 202 utan avböj- ningar och också lämna laddluftskylaren 200 utan avböj- ningar eller riktningsomkastningar, vilket leder till ett lågt laddluftstryckfall. Kylmedelsflödet ledes i ett korsströmningsförhållande med laddluften i en första passage genom den första gruppen 203 av kylmedelsledande rör 204 och sedan i en andra passage i motsatt riktning genom den andra gruppen 205 av kylmedelsledande rör 204.The incoming coolant flow COI is fed to the first group 203 of coolant conducting tubes 204 via the second distribution box 272. The coolant flow is then directed downward, with respect to Fig. 12, through the tubes 204 during heat exchange with the charge air flow, which is passed through the charge air conducting tubes 202. , to the turn box 279. In the turn box 279, the direction of the coolant flow is reversed 180 ° and the coolant is led into the second group 205 of coolant conducting tubes 204. The coolant flow is then directed upward, with respect to Fig. 12, through the tubes 204 toward the second joint. the exchange box 278 during heat exchange with the charge air flow, which is passed through the charge air conducting pipes 202. The coolant flow COO then leaves the charge air cooler 200 via the coolant outlet 218. the charge air flow CAI flows straight into the pipes 202 without deflection bends 200. reversals or reversals of direction, which leads to a low charge air pressure drop. The coolant flow is conducted in a cross-flow relationship with the charge air in a first passage through the first group 203 of coolant conducting tubes 204 and then in a second passage in the opposite direction through the second group 205 of coolant conducting tubes 204.

Det torde inses, att laddluftsflödet har sin högsta tem- peratur vid de laddluftsledande rörens 202 första ändar 258 och en lägre temperatur vid deras andra ändar 264.It will be appreciated that the charge air flow has its highest temperature at the first ends 258 of the charge air conducting tubes 202 and a lower temperature at their second ends 264.

Vidare framgår, att kylmedelsflödet har sin lägsta tempe- ratur i den första gruppen 203 av rör 204 och en högre Genom denna konstruktion kan det inkommande temperatur i den andra gruppen 205 av rör 204. Eftersom det redan partiellt avkylda laddluftsflödet, dvs i när- heten av de andra ändarna 264, kyles av det kallaste kyl- medelsflödet, rör 204, som ledes genom den första gruppen 203 av och det varma, inkommande laddluftsflödet, i 10 15 20 25 30 35 529 134 18 närheten av de första ändarna 258, kyles av det varmaste kylmedelsflödet, som ledes genom den andra gruppen 205 av rör 204, erhålles vid denna utföringsform också en viss motströmskylningseffekt till följd av kylmedlets båda passager. Kylmedelsflödets båda passager sker således i ett motströmsförhållande med laddluftsflödet och detta ger en förbättrad kyleffekt.Furthermore, it can be seen that the coolant flow has its lowest temperature in the first group 203 of pipes 204 and a higher Through this construction, the incoming temperature in the second group 205 of pipes 204. Since the already partially cooled charge air flow, i.e. in the vicinity of the second ends 264, is cooled by the coldest coolant flow, tube 204, which is passed through the first group 203 of and the hot, incoming charge air flow, in the vicinity of the first ends 258, is cooled. of the hottest coolant flow, which is passed through the second group 205 of tubes 204, in this embodiment a certain countercurrent cooling effect is also obtained due to the two passages of the coolant. The two passages of the coolant flow thus take place in a countercurrent relationship with the charge air flow and this gives an improved cooling effect.

Såsom anges med streckade pilar i fig 12, kan kyl- medlet alternativt matas i motsatt riktning, dvs först till den andra gruppen 205 av rör 204 och sedan till den första gruppen 203 av rör 204. Ett sådant arrangemang skulle ge en lägre kyleffekt än den ovan beskrivna mot- strömsutföringsformen enligt fig 12 men skulle ge en snabb, initial reducering av det inkommande laddlufts- flödets CAI höga temperatur. Detta är fördelaktigt i vissa speciella fall, eftersom det reducerar risken för att kylmedlet ska koka i den andra gruppen 205 av rör.As indicated by dashed arrows in Fig. 12, the coolant may alternatively be fed in the opposite direction, i.e. first to the second group 205 of tubes 204 and then to the first group 203 of tubes 204. Such an arrangement would give a lower cooling effect than the the countercurrent embodiment described above according to Fig. 12 but would give a rapid, initial reduction of the high temperature CAI of the incoming charge air flow. This is advantageous in some special cases, as it reduces the risk of the refrigerant boiling in the second group 205 of pipes.

Såsom tydligt visas i fig 12, 13 och 14, är de ladd- luftsledande rören 202 inte i kontakt med de kylmedels- ledande rören 204 vid respektive ändar 258, 264 och 270, 276. Ett eventuellt kylmedelsläckage från exempelvis den andra fördelningslådan 272, vändningslàdan 279 eller den andra samlingslådan 278 kan således inte blandas med laddluftsflödet. Ett eventuellt läckage av laddluft från exempelvis den första fördelningslàdan 260 eller den första samlingslådan 266 kan vidare inte blandas med kyl- medlet. En blandning av laddluft och kylmedel måste för- hindras, eftersom den skulle kunna leda till kostsamma motorskador. Det enda ställe där laddluften och kylmedlet skulle kunna blandas är där de laddluftsledande rörens 202 storsidor är i kontakt med de kylmedelsledande rörens 204 storsidor. Vid detta ställe är emellertid fluiderna åtskilda av dubbla väggar, dvs rörets 202 storsida och rörets 204 storsida, varvid en blandning skulle kräva att båda rören 202, 204 skulle skadas på exakt samma ställe, vilket är högst osannolikt. Laddluftskylaren 200 ger så- ledes en mycket god säkerhet mot läckageproblem. 10 15 20 25 30 35 529 134 19 Fig 15 är en sprängvy och visar stegen vid fram- ställning av en laddluftskylare 200. Framställningsstegen är desamma som de med hänvisning till fig 5 ovan beskriv- na. I ett första steg förses således rören 202, 204, plattorna 228, 230 och samlingsdelarna 256, 262, 267 och 275 med en lodbeläggningskomposition på sina ytterytor. I ett andra steg indelas diskreta, kylmedelsledande rör 204 i den första och den andra gruppen 203, 205. De kyl- medelsledande rören 204 staplas sedan växelvis med de diskreta, laddluftsledande rören 202 och hàlles ihop för att bilda en rörbunt 206. Den första och den andra stöd- plattan 228, 230 anbringas sedan på respektive yttre, kylmedelsledande rör 204. I ett tredje steg monteras sam- lingsdelarna 256, 262, 267 och 275 på rörbuntens 206 res- pektive ände. Såsom framgår av fig 15, utgör samlings- delarna 256, 262 ramar, som är utformade för att täta mot rörens 202 kortsidor och mot de yttre rörens 202 yttre Eftersom rören 202 har ändar 258, 264, som formats om till rektangulär tvärsektion, tätar de mot varandras storsidor vid ändarna 258, 264. I ett fjärde steg monteras tankarna 208, 209, 212 och 220 på respek- tive samlingsdel 267, 275, 256 och 262. I ett femte steg införes den monterade laddluftskylaren 200 i en ugn och uppvärmes tills lödning sker. Efter avkylning och test- ning är laddluftskylaren 200 klar för användning.As clearly shown in Figs. 12, 13 and 14, the charge air conducting tubes 202 are not in contact with the coolant conducting tubes 204 at respective ends 258, 264 and 270, 276. A possible coolant leakage from, for example, the second distribution box 272, the reversing drawer 279 or the second collection box 278 can thus not be mixed with the charge air flow. Furthermore, any leakage of charge air from, for example, the first distribution box 260 or the first collection box 266 cannot be mixed with the coolant. A mixture of charge air and coolant must be prevented, as it could lead to costly engine damage. The only place where the charge air and the coolant could be mixed is where the large sides of the charge air conducting tubes 202 are in contact with the large sides of the coolant conducting tubes 204. At this point, however, the fluids are separated by double walls, i.e., the large side of the tube 202 and the large side of the tube 204, a mixture requiring that both tubes 202, 204 be damaged at the exact same location, which is highly unlikely. The charge air cooler 200 thus provides very good safety against leakage problems. Fig. 15 is an exploded view showing the steps in manufacturing an charge air cooler 200. The manufacturing steps are the same as those described with reference to Fig. 5 above. In a first step, the tubes 202, 204, the plates 228, 230 and the collecting parts 256, 262, 267 and 275 are thus provided with a solder coating composition on their outer surfaces. In a second step, discrete refrigerant tubes 204 are divided into the first and second groups 203, 205. The refrigerant tubes 204 are then alternately stacked with the discrete charge air conductors 202 and held together to form a tube bundle 206. The first and the second support plate 228, 230 is then applied to the respective outer, coolant conducting tubes 204. In a third step, the manifolds 256, 262, 267 and 275 are mounted on the respective ends of the tube bundle 206. As shown in Fig. 15, the manifolds 256, 262 form frames which are designed to seal against the short sides of the tubes 202 and against the exterior of the outer tubes 202. towards each other's large sides at the ends 258, 264. In a fourth step the tanks 208, 209, 212 and 220 are mounted on respective collecting parts 267, 275, 256 and 262. In a fifth step the mounted charge air cooler 200 is introduced into an oven and heated until soldering takes place. After cooling and testing, the charge air cooler 200 is ready for use.

Fiq l6a är en tvärsektionsvy och visar det ladd- luftsledande röret 202 närmare och före stapling. Det laddluftsledande röret 202 har två storsidor 232, 234, som hàlles samman av två kortsidor 236, 238. Den långa dimensionen L för rörets 202 invändiga tvärsektion är typiskt 30-80 mm. Den korta dimensionen S för den invän- diga tvärsektionen är typiskt en faktor 4 till 10 mindre än den långa dimensionen L, dvs att den korta dimensionen S är ca 3-10 mm. Röret 202, vilket har en inre lamell- turbulator 240, har en materialtjocklek T av cirka 0,3-0,6 mm. Såsom visas, är rörets 202 hela ytteryta för- sedd med ett skikt 254 av en lodbeläggningskomposition storsidor. 10 15 20 25 30 35 529 134 20 för att hoplödas med de kylmedelsledande rören 204 och samlingsdelarna 256, 262. Röret 202 kan också ha en i fig l6a icke visad lodbeläggningskomposition, som är app- licerad på insidan för fastlödning av turbulatorn 240.Fig. 16a is a cross-sectional view showing the charge air conducting tube 202 closer and before stacking. The charge air conducting tube 202 has two large sides 232, 234, which are held together by two short sides 236, 238. The long dimension L of the inner cross section of the tube 202 is typically 30-80 mm. The short dimension S for the inner cross section is typically a factor of 4 to 10 smaller than the long dimension L, ie the short dimension S is about 3-10 mm. The tube 202, which has an inner lamella turbulator 240, has a material thickness T of about 0.3-0.6 mm. As shown, the entire outer surface of the tube 202 is provided with a large side layer 254 of a solder coating composition. To be soldered to the coolant conducting tubes 204 and the manifolds 256, 262. The tube 202 may also have a solder coating composition not shown in Fig. 16a, which is applied to the inside for soldering the turbulator 240.

Fig l6b är en tvärsektionsvy och visar det kyl- medelsledande röret 204 närmare och före stapling. Det kylmedelsledande röret 204 har tvâ storsidor 242 och 244, som hálles samman av två kortsidor 246, 248. Den långa dimensionen L för rörets 204 invändiga tvärsektion är typiskt 10-60 mm. I överensstämmelse med de i fig 3 visa- de principerna kan det kylmedelsledande röret 204 invän- digt vara indelat i celler av avsevärt mindre dimensio- ner, vilka celler inte visas i fig l6b. Cellerna kan sträcka sig mellan storsidorna 242 och 244, i överens- stämmelse med vad som beskrives i anslutning till fig 3, eller kan vara ytterligare indelade i ett första skikt av celler, som är beläget nära storsidan 242, och ett andra skikt av celler, som är beläget nära storsidan 244. Den korta dimensionen S för den invändiga tvärsektionen är typiskt en faktor 5 till 20 mindre än den långa dimensio- nen L, dvs att den korta dimensionen S är ca 1-6 mm. Det i fig l6b visade röret 204 är ett kylmedelsledande rör av kylartyp, vilket har mycket små dimensioner, dvs en lång dimension L av ca 20 mm och en kort dimension S av 2 mm.Fig. 16b is a cross-sectional view showing the coolant conducting tube 204 closer and before stacking. The coolant conducting tube 204 has two large sides 242 and 244, which are held together by two short sides 246, 248. The long dimension L of the inner cross section of the tube 204 is typically 10-60 mm. In accordance with the principles shown in Fig. 3, the coolant conducting tube 204 may be internally divided into cells of considerably smaller dimensions, which cells are not shown in Fig. 16b. The cells may extend between the major sides 242 and 244, in accordance with what is described in connection with Fig. 3, or may be further divided into a first layer of cells located near the major side 242, and a second layer of cells, which is located near the large side 244. The short dimension S of the inner cross section is typically a factor of 5 to 20 smaller than the long dimension L, i.e. the short dimension S is about 1-6 mm. The tube 204 shown in Fig. 16b is a coolant conducting tube of cooler type, which has very small dimensions, i.e. a long dimension L of about 20 mm and a short dimension S of 2 mm.

Med sådana små dimensioner är värmeöverföringen tillräck- lig utan turbulator. Om en ännu högre värmeöverföring önskas, kan ytstrukturer, såsom intryckningar, åstadkom- mas i storsidorna. Röret 204 har en materialtjocklek T, som typiskt är ca 0,3-0,6 mm. Såsom visas, är rörets 204 hela ytteryta försedd med ett skikt 254 av en lodbelägg- ningskomposition för hoplödning av röret 204 med de ladd- luftsledande rören 202 och samlingsdelarna 267, 275.With such small dimensions, the heat transfer is sufficient without a turbulator. If an even higher heat transfer is desired, surface structures, such as indentations, can be provided in the large sides. The tube 204 has a material thickness T, which is typically about 0.3-0.6 mm. As shown, the entire outer surface of the tube 204 is provided with a layer 254 of a solder coating composition for soldering the tube 204 to the charge air conducting tubes 202 and the manifolds 267, 275.

I fig l7a visas schematiskt, och i samma tvärsek- tion som visas i fig 12, principerna för en laddlufts- kylare 300 enligt en fjärde utföringsform av uppfin- ningen. Laddluftskylaren 300, vilken är en laddlufts- kylare av korsflödestyp, som arbetar enligt samma prin- 10 15 20 25 30 35 529 134 21 ciper som laddluftskylaren 200, har kylmedelsledande rör 304, som är indelade i fyra grupper 303, 305, 307 och 309 av kylmedelsledande rör 304, vilka grupper är anordnade utmed laddluftsledande rör 302, som är anordnade att mot- taga ett ingående laddluftsflöde CAI och avge ett utgå- ende laddluftsflöde CAO. Det inkommande kylmedelsflödet COI delas i ett första delflöde C01 och ett andra del- flöde C02. Det första delflödet C01 får strömma till en första grupp 303 av rör 304, passera nedåt, med avseende på fig l7a, genom rören 304, sedan vända och passera uppåt genom en andra grupp 305 av rör 304 för att åter vända och slutligen passera genom en tredje grupp 307 av rör 304. Eftersom den första gruppen 303 är belägen när- mast laddluftsflödets CAO utlopp, passerar kylmedels- flödet genom de tre grupperna 303, 305, 307 i ett mot- strömsförhållande till laddluftsflödet och åstadkommer därigenom en effektiv kylning. Det andra delflödet C02 får strömma direkt till en fjärde grupp 309 av rör 304.Fig. 17a shows schematically, and in the same cross section as shown in Fig. 12, the principles of a charge air cooler 300 according to a fourth embodiment of the invention. The charge air cooler 300, which is a cross-flow type charge air cooler operating according to the same principles as the charge air cooler 200, has coolant conducting tubes 304 which are divided into four groups 303, 305, 307 and 309 of coolant conducting pipes 304, which groups are arranged along charge air conducting pipes 302, which are arranged to receive an incoming charge air flow CAI and emit an outgoing charge air flow CAO. The incoming coolant flow COI is divided into a first substream C01 and a second substream C02. The first subflow CO1 is allowed to flow to a first group 303 of pipes 304, pass downwards, with respect to Fig. 17a, through the pipes 304, then turn and pass upwards through a second group 305 of pipes 304 to turn again and finally pass through a third group 307 of pipe 304. Since the first group 303 is located closest to the CAO outlet of the charge air flow, the coolant flow passes through the three groups 303, 305, 307 in a countercurrent relationship to the charge air flow, thereby providing efficient cooling. The second substream CO 2 is allowed to flow directly to a fourth group 309 of tubes 304.

Den fjärde gruppen 309 är belägen närmast laddlufts- flödets inlopp, och genom att det varma, inkommande ladd- luftsflödet CAI kyles med det kallaste kylmedelsflödet C02 förhindras kokning. Med ett sådant fyrpassagearrange- mang kan man således erhålla både hög effektivitet och liten risk för kokning.The fourth group 309 is located closest to the inlet of the charge air flow, and by cooling the hot, incoming charge air flow CAI with the coldest coolant flow C02, boiling is prevented. With such a four-pass arrangement, one can thus obtain both high efficiency and low risk of boiling.

I fig l7b visas ett alternativt sätt att leda kyl- medelsflödet genom den i fig l7a visade laddluftskylaren 300. Vid det i fig l7b visade alternativa sättet får hela det inkommande kylmedelsflödet COI strömma till den första gruppen 303 av rör 304, passera nedåt, med avseen- de pà fig l7b, genom rören 304, sedan vända och passera uppåt genom den andra gruppen 305 av rör 304, åter vända och passera nedåt genom den tredje gruppen 307 av rör 304 samt vända och slutligen passera uppåt genom den fjärde gruppen 309 av rör 304. Vid alternativet enligt fig l7b erhålles en mycket effektiv kylning av laddluftsflödet till följd av motströmsförhållandet mellan laddlufts- flödet och hela kylmedelsflödet. l0 l5 20 25 30 35 529 134 22 I fig l7c visas ett annat alternativt sätt att leda kylmedelsflödet genom den i fig l7a visade laddlufts- kylaren 300. Vid det i fig l7c visade alternativa sättet delas det inkommande kylmedelsflödet COI i ett första delflöde C01 och ett andra delflöde C02. Det första del- flödet C01 får strömma till den första gruppen 303 av rör 304, passera nedåt, med avseende på fig l7c, genom rören 304 och sedan vända och passera uppåt genom den andra gruppen 305 av rör 304. Det första delflödet C01 kyler således det kallaste laddluftsflödet, dvs just innan det utgående laddluftsflödet CAO lämnar laddluftskylaren 300, och i ett motströmsflödesförhållande. Det andra delflödet C02 får strömma till den fjärde gruppen 309 av rör 304, passera nedåt, med avseende på fig l7c, genom rören 304 och sedan vända och passera uppåt genom den tredje grup- pen 307 av rör 304. Det andra delflödet C02 kyler således det varmaste laddluftsflödet, dvs just efter det att det varma, inkommande laddluftsflödet CAI har införts i det laddluftsledande röret 302, och i ett medströmsflödesför- hållande. Just efter utloppet från den andra och den tredje gruppen 305, 307 av rör 304 sammanströmmar det första och det andra delflödet C01 och C02 för att bilda det utgående kylmedelsflödet C00. Vid alternativet enligt fig l7c erhålles en mycket liten risk för kylmedels- kokning i laddluftskylaren 300 till följd av medströms- kylningen av det varma, inkommande laddluftsflödet CAI med det kallaste kylmedlet. Eftersom det första delflödet C01 kyler den kallaste laddluften i ett motströmsför- hållande, är kylningen fortfarande effektiv.Fig. 17b shows an alternative way of directing the coolant flow through the charge air cooler 300 shown in Fig. 17a. those in Fig. 17b, through the tubes 304, then turn and pass upwards through the second group 305 of tubes 304, again turn and pass downwards through the third group 307 of tubes 304 and turn and finally pass upwards through the fourth group 309 of tubes 304. In the alternative according to Fig. 17b, a very efficient cooling of the charge air flow is obtained due to the countercurrent ratio between the charge air flow and the entire coolant flow. Fig. 17c shows another alternative way of directing the coolant flow through the charge air cooler 300 shown in Fig. 17a. In the alternative way shown in Fig. 17c, the incoming coolant flow COI is divided into a first partial flow C01 and a second partial flow of CO2. The first subflow C01 is allowed to flow to the first group 303 of pipes 304, pass downwards, with respect to Fig. 17c, through the pipes 304 and then turn and pass upwards through the second group 305 of pipes 304. The first subflow C01 thus cools the coldest charge air flow, ie just before the outgoing charge air flow CAO leaves the charge air cooler 300, and in a countercurrent flow ratio. The second substream CO 2 is allowed to flow to the fourth group 309 of tubes 304, pass downwards, with respect to Fig. 17c, through the tubes 304 and then turn and pass upwards through the third group 307 of tubes 304. The second substream CO 2 thus cools the hottest charge air flow, i.e. just after the hot, incoming charge air flow CAI has been introduced into the charge air conducting tube 302, and in a co-current flow condition. Just after the outlet of the second and third groups 305, 307 of pipes 304, the first and the second partial flows C01 and CO2 converge to form the outgoing coolant flow C00. In the alternative of Fig. 17c, a very small risk of coolant boiling in the charge air cooler 300 is obtained due to the co-current cooling of the hot, incoming charge air flow CAI with the coldest coolant. Since the first partial flow C01 cools the coldest charge air in a countercurrent condition, the cooling is still efficient.

Det torde inses, att de ovan beskrivna utförings- formerna är att betrakta som föredragna exempel och att många varianter av dessa utföringsformer är möjliga inom ramen för nedanstående patentkrav.It will be appreciated that the embodiments described above are to be considered as preferred examples and that many variants of these embodiments are possible within the scope of the following claims.

Det torde således exempelvis inses, att antalet laddluftsledande rör och kylmedelsledande rör kan varie- ras inom vida gränser och att antalet rör bestämmes för att åstadkomma tillräcklig kylning i det aktuella fallet. 10 15 20 25 30 35 529 134 23 Laddluftskylaren enligt uppfinningen skulle kunna användas som en laddluftsförkylare, varvid laddluften kyles från exempelvis 250-320°C ned till ca 200°C. Ytter- ligare kylning av laddluften kan sedan ske med hjälp av en konventionell, luftkyld laddluftskylare, som, tack vare förkylaren, kommer att utsättas för mindre värme- påkänningar. Laddluftskylaren kan också användas som huvudladdluftskylare, varvid laddluften kyles från exem- pelvis 250-320°C ned till typiskt ca 10-20°C över omgiv- ningstemperaturen. Användningen av laddluftskylaren en- ligt uppfinningen såsom huvudladdluftskylare ger den för- delen, att en bättre reglering av kylningen erhàlles och ett reducerat utrymmeskrav föreligger vid en lastbils front.It should thus be understood, for example, that the number of charge-conducting pipes and coolant-conducting pipes can be varied within wide limits and that the number of pipes is determined in order to achieve sufficient cooling in the present case. The charge air cooler according to the invention could be used as a charge air cooler, the charge air being cooled from, for example, 250-320 ° C down to about 200 ° C. Further cooling of the charge air can then take place with the help of a conventional, air-cooled charge air cooler, which, thanks to the pre-cooler, will be exposed to less heat stress. The charge air cooler can also be used as the main charge air cooler, whereby the charge air is cooled from, for example, 250-320 ° C down to typically about 10-20 ° C above the ambient temperature. The use of the charge air cooler according to the invention as the main charge air cooler gives the advantage that a better control of the cooling is obtained and a reduced space requirement exists at the front of a truck.

Ovan beskrives att turbulatorer 40 utnyttjas för att förbättra turbulensen inuti rören 2. Det torde inses, att andra typer av ytförstoringsorgan, såsom ytstrukturer, även kallade intryckningar, som är utformade i rörens 2 ifrågavarande storsidor, också kan utnyttjas. De kyl- medelsledande rören 4 kan vara försedda med celler, såsom beskrivits ovan, eller kan ha inre turbulatorer eller yt- strukturer, såsom intryckningar, som är utformade i rörets 4 ifrågavarande storsidor. Exempel på sådana in- tryckningar och deras placering på kylmedelsledande rörs storsidor beskrives exempelvis i EP 1 061 319 A1.It is described above that turbulators 40 are used to improve the turbulence inside the pipes 2. It will be appreciated that other types of surface enlarging means, such as surface structures, also called indentations, which are formed in the large sides of the pipes 2 in question, can also be used. The coolant conducting tubes 4 may be provided with cells, as described above, or may have internal turbulators or surface structures, such as indentations, formed in the major sides of the tube 4 in question. Examples of such indentations and their location on the large sides of coolant conducting pipes are described, for example, in EP 1 061 319 A1.

Laddluftskylarna 1 och 100, vilka har parallella rör 2, 4 resp 102, 104, har ett motströmsflöde enligt be- skrivningen ovan. Ett sådant flöde ger den effektivaste värmeöverföringen. Det är, såsom alternativ, möjligt att i stället leda laddluftsflödet och kylmedelsflödet i ett medströmsförhållande i sådana laddluftskylare 1, 100. Med ett medströmsflödesförhållande kyles det varme, inkomman- de laddluftsflödet av det kalla, inkommande kylmedels- flödet, så att risken för kokningsproblem reduceras, även om värmeöverföringseffekten reduceras.The charge air coolers 1 and 100, which have parallel pipes 2, 4 and 102, 104, respectively, have a countercurrent flow as described above. Such a flow provides the most efficient heat transfer. Alternatively, it is possible to direct the charge air flow and the coolant flow in a co-current ratio in such charge air coolers 1, 100. With a co-current flow ratio, the hot incoming charge air flow is cooled by the cold, incoming coolant flow, so that the risk of boiling problem is reduced. , even if the heat transfer effect is reduced.

Vid den ovan beskrivna laddluftskylaren 200, vilken är en korsflödeskylare, ledes kylmedelsflödet i två 10 15 20 529 154 24 passager i motströmsflödesförhållande med laddlufts- flödet. Det torde inses, att det också är möjligt att konstruera en laddluftskylare, som är anordnad för tre eller fyra passager för kylmedelsflödet, såsom visas i fig l7a~l7c. En annan möjlighet är att konstruera en laddluftskylare, som är anordnad att leda kylmedlet över de laddluftsledande rören i endast en passage, dvs rakt från kylmedelsinloppet, över laddluftsflödet och rakt till kylmedelsutloppet. En sådan konstruktion skulle kunna framställas med flera parallella rader av rör, i vilka parallella kylmedelsflöden ledes i samma riktning.At the above-described charge air cooler 200, which is a cross-flow cooler, the coolant flow is conducted in two passages in countercurrent flow relationship with the charge air flow. It will be appreciated that it is also possible to construct a charge air cooler which is arranged for three or four passages for the coolant flow, as shown in Figs. 17a-17c. Another possibility is to design a charge air cooler, which is arranged to lead the coolant over the charge air conducting pipes in only one passage, ie straight from the coolant inlet, over the charge air flow and straight to the coolant outlet. Such a construction could be manufactured with several parallel rows of pipes, in which parallel coolant flows are directed in the same direction.

Särskilt i laddluftskylare, där laddluften endast för- kyles till exempelvis 200°C, kan detta utgöra ett prak- tiskt alternativ till flera passager.Especially in charge air coolers, where the charge air is only pre-cooled to, for example, 200 ° C, this can be a practical alternative to several passages.

De ovan beskrivna laddluftskylarna 1, 100, 200 har var och en en rörbunt 6, 106, 206. Det torde inses, att det för laddluftskylare, som är konstruerade för större laddluftsflöden, är möjligt att öka antalet rör i rör- bunten och/eller utnyttja flera rörbuntar, såsom exempel- vis två parallella rörbuntar eller fyra rörbuntar, som är placerade i fyrkantskonfiguration, i en och samma ladd- luftskylare.The charge air coolers 1, 100, 200 described above each have a tube bundle 6, 106, 206. It should be understood that for charge air coolers which are designed for larger charge air flows, it is possible to increase the number of tubes in the tube bundle and / or utilize several pipe bundles, such as, for example, two parallel pipe bundles or four pipe bundles, which are placed in a square configuration, in one and the same charge air cooler.

Claims

10 15 20 25 30 35 529 134 25 PATENT REQUIREMENTS

A charge air cooler for cooling charge air from a compressor before the charge air is introduced into an internal combustion engine, which cooler comprises a charge air inlet (14: 114; 214), a charge air outlet (22; 122; 222), at least one whipped, charge air conducting tube (2). 102; 202), which is arranged to direct the charge air from the charge air inlet to the charge air outlet and has two substantially flat large sides (32, 34; 232, 234), which are connected by means of two opposite short sides (36, 38; 236, 238) , a coolant inlet (26; 126; 226) and a coolant outlet (18; 118; 218), characterized in that the ratio between the short dimension (S) and the long dimension (L) of the at least one discrete, charge air conducting pipe ( 202) internal cross section is 1: 4 to 1:10, the charge air cooler (1: 100; 200) further comprising at least one discrete, coolant conducting tube (4; 104; 204) having two substantially planar major sides (42, 44). ; 242, 244), which are connected by two opposite short sides r (46, 48; 246, 248), wherein the ratio of the short dimension (S) to the long dimension (L) of the at least one discrete, refrigerant conducting tube (204) inner cross section is 1: 5 to 1:20, the charge air conducting the tube (2; 102; 202) and the coolant conducting tube (4: 104, 204) are stacked on top of each other with one major side of the charge air conducting tube (2; 102; 202) (32, 34; 232, 234) in direct contact with the refrigerant conducting tube (4: 104; 204) (44, 42; 244, 242).

The charge air cooler according to claim 1, which comprises at least two discrete, parallel, charge air conducting pipes (2; 102; 202) and at least two discrete, coolant conducting pipes (4: 104; 204), the charge air conducting pipes (2; 102; 202) and the refrigerant conducting tubes (4: 104; 204) are alternately stacked on top of each other with the major sides of the charge air conductive tubes (2; 102; 202) (32, 34; one major side 10 15 20 25 30 35 529 154 26 232, 234) in direct contact with the large sides (44, 42; 244, 242) of the refrigerant conducting tubes (4; 104; 204).

A charge air cooler according to claim 1 or 2, wherein the charge air conducting tubes (; 102; 202) 104; 204) are soldered together.

A charge air cooler according to any one of claims 1-3, wherein the charge air conducting pipes (2: 202) and the coolant conducting pipes (4; 204) are stacked in such a way that the stack (6: 206) begins and ends with a refrigerant conductor for (4; 204). in

A charge air cooler according to any one of claims 1-4, wherein at least one of said at least one charge air conducting pipe (2: 202) is provided with internal surface magnification means (40: 240).

A charge air cooler according to any preceding claim, wherein said at least one discrete coolant conducting tube (204; 304) extends in a direction substantially perpendicular to the direction in which said at least one discrete charge air conducting tube (202; 302) extends. and the coolant conductive tubes (4;

A charge air cooler according to claim 6, wherein at least two coolant conducting tubes (204; 304) are arranged in at least a first (203: 303) and a second (205: 305) group of parallel coolant conducting tubes (204; 304), wherein said first group (203: 303) of coolant conducting tubes (204; 304) is arranged to receive the coolant at the coolant inlet (226) and guide it in a first direction perpendicular to the direction in which the charge air is conducted, wherein a reversing tank (209) is arranged to receive the coolant led by said first group (203; 303) of coolant conducting tubes (204; 304) and pass it on to said second group (205: 305) of coolant conducting pipes (204; 304), and wherein said second group (205: 305) of coolant conducting pipes is arranged to direct the coolant towards the coolant outlet (218) in a second direction which is parallel to but opposite said first direction. 0 10 15 20 25 30 35 529 134 27

The charge air cooler according to claim 7, wherein said first group (203: 303) of coolant conducting pipes (204; 304), which is arranged to receive the coolant at the coolant inlet (226), is located closest to the charge air outlet (222).

A charge air cooler according to any one of claims 1-5, wherein said at least one discrete, charge air conducting tube (2; 102) extends in a direction substantially parallel to the direction in which said at least one discrete coolant conducting tube (2; 102) extends. 4: 104) extends.

A charge air cooler according to claim 9, wherein said at least one discrete, charge air conducting tube (2) extends longitudinally past said at least one discrete, coolant conducting tube (4) at both ends (58, 64).

A charge air cooler according to claim 9 or 10, further comprising a first inlet manifold (56) disposed around the first end (58) of each charge air conductor (2) and together with a charge air inlet tank (12) defining a first distribution box (60). ) for distributing the incoming charge air to each charge air conducting pipe (2), a first outlet collecting part (62), which is arranged around the other end (54) 0Ch of each charge air conducting pipe (2) 66) for collecting the outgoing charge air from each charge air conducting pipe (2), a second inlet collecting part (68), which is arranged around the first end (70) of each refrigerant conducting pipe (4) and together with a coolant inlet tank (24) and the first outlet collecting part (62) defines a second distribution box (72) for distributing the incoming coolant to each coolant conducting pipe (4), and a second outlet collecting part (74), which is arranged around v the other end (76) of each refrigerant conducting pipe (4) and together with a refrigerant outlet tank (16) and the first inlet collecting part (56) defining a second collecting box (78) for collecting the outgoing refrigerant from each refrigerant conducting pipe (4). ).