SE533059C2 - Arrangemang för att kyla en hytt i ett fordon - Google Patents

Description

25 30 35 533 055 är ofia försedda med en hytt som är fjädrande upphängd så att foraren erhåller en god komfort då fordonet framförs på ett ojämnt underlag. I många fall är hytter for tunga fordon även tippbara for att öka tillgängligheten vid service och motorarbeten. Det är ett problem att dra ledningar i AC-anläggningar från fordonets chassi upp till en rörligt anordnad forarhytt på ett sätt så att ledningama inte utsätts for böjbelastningar då hytten utfor relativa rörelser i förhållande till fordonets chassi.

EP 0 488 553 visar ett kylsystem i ett fordon. Kylsystemet innefattar en kompressorkylanläggning som är anordnad i ett motorrum hos fordonet.

Kompressorkylanläggníngen innefattar på konventionellt sätt en ledningskrets med ett cirkulerande köldmedium, en kompressor, en kondensor, en expansionsventil och en forångare. Kylsystemet innefattar även ett värmebärande system i vilken en kylvätska cirkuleras i en sluten ledningskrets som sträcker sig mellan motorrummet och en hytt hos fordonet. Kylvätskan kyls i forångaren varefter den leds till en värrneväxlare i foramtrymmet. En fläkt forcerar en lufiström genom värmeväxlaren så att en effektiv kylning av luñen i foranitrymmet erhålls. I detta fall är således hela kompressorkylanläggningen anordnad i motorutrymmet, vilket reducerar ledningskretsens längd for det cirkulerande köldmediet. Kompressorkylanläggningens kondensor är emellertid på konventionellt sätt lufikyld och anordnad vid fordonets frontparti framför kylaren. Ledningskretsen erfordrar därför relativt långa ledningar for att leda köldmediet till och från kondensom. Kompressorn och forångaren är i detta fall även monterade på motsatta sidor om fordonets motor vilket ytterligare ökar ledningarnas längd ledningskretsen.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang for kylning av en hytt i ett fordon vilket innefattar en kompressorkylariläggning som är mycket kompakt och innefattar en mycket kort ledningskrets for det cirkulerande köldmediet.

Dessa syfien uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

Arrangemanget innefattar således en kompressorkylanläggning for att alstra kylai en hytt i ett fordon som kan vara ett tungt fordon. I en kompressorkylanläggning alstras kyla i en forångare och värme i en kondensor. Hytten i fordonet där lufi ska kylas är vanligtvis beläget på ett relativt stort avstånd från ett område av fordonet där det är 10 15 20 25 30 35 533 059 lämpligt att avge värme. Enligt uppfinningen svarar det första värmebärande systemet för transporten av kyla från kompressorkylanläggningens förångare till hytten. Det andra värmebärande systemet svarar för transporten av värme från kompressorkylanläggningens kondensor till det området i fordonet där värme ska avges. Kompressorkylanläggningen behöver således varken svara för transporten av kyla till hytten eller för transporten av värme till nämnda område av fordonet utan den har endast till uppgift att svara för själva alstrandet av kyla. Därmed kan kompressorkylanläggningens ingående komponenter, såsom förångare och kondensor, ges en mycket tät placering. Kompressorkylanläggningen kan därmed göras mycket kompakt och förses med korta ledningar mellan de ingående komponenterna. Med en kort ledningskrets för köldmediet minskar risken för läckage av köldmediet.

Enligt en foredragen uttöringsform av föreliggande uppfinning är kylaren i det andra vårmebärande systemet lufikyld. Kylaren kan därvid vara placerad i ett område av fordonet som har en naturlig genomströmning av luft under drift. Kylaren i det andra värmebärande systemet år med fördel anordnad vid en perifer yta hos fordonet. I ett sådant område kommer kylaren i kontakt med luft av omgivningens temperatur.

Kylvätskan kan därmed kylas till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Det andra värmebärande systemet innefattar med fördel en fläkt som är anpassad att alstra en kylande luftström genom kylaren. Därmed erhålls en mycket effektiv kylning av kylvätskan i kylaren. Kylaren i det andra värmebärande systemet är med fördel anordnad framför den ordinarie kylaren i ett område vid fordonets frontparti.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar det andra värmebärande systemet en pump som är anpassad att cirkulera kylvätskan i den andra ledningskretsen. En sådan pump kan starta cirkulationen av kylvätskan i det andra vârmebärande systemet då hytten ska kylas och avbryta cirkulationen då hytten inte ska kyls. Det andra varmebärande systemet kan vara ett separat system vars enda uppgift att kyla köldmediet i kondensom. Det andra vårmebärande systemet kan alternativt innefatta åtminstone en ytterligare värmeväxlare för att kyla åtminstone ett ytterligare medium i fordonet. En sådan värmeväxlare kan vara en laddlufrkyl are för kylning av luft som leds till förbränningsmotom eller en EGR-kylare for kylning av återcirkulerande avgaser som blandas med luft innan den leds till förbränningsmotorn.

I detta fall kan det andra värmebärande systemet betecknas som ett 10 15 20 25 30 35 533 059 lågtemperaturkylsystem med en kylvätska som har en avsevärt lägre temperatur än kylvätskans temperatur i ett ordinarie kylsystem för kylning av fordonets motor.

Enligt en annan föredragen utföiingsform av uppfinningen är kompressorkylanläggningen anordnad i ett motomim i fordonet. Här kan kompressorkylanläggningen erhålla en skyddad placering samtidigt som service av kompressorkylanläggningen underlättas. Kompressorkylanläggningen kan vara monterbar som en enhet i fordonet. Därmed underlättas monteringsarbetet av kömpressorkylanläggningen i fordonet då alla ingående komponenter och ledningar mellan komponenterna redan är monterade.

Enligt en annan föredragen utföringsförm av uppfinningen är hytten rörligt anordnad i förhållande till ett chassi hos fordonet. Hos tunga fordon är hytten vanligtvis fjädrande upphängd för att öka komforten för föraren då fordonet framförs på ojämna underlag.

Hytten är många gånger även fällbar för att fiilägga komponenterna i motorrummet under service och reparationsarbeten. Det första värmebärande systemet innefattar en ledningskrets som åtminstone i ett överföringsområde mellan chassit och hytten utgörs av ledningar som är utformade i ett flexibelt material. Kylvätskan i det första värmebärande mediet transporteras med ett relativt litet övertryck i ledningskretsen.

Kylvätskans relativt låga övertryck möjliggör en böjning av de flexibla ledningarna med kylvätskan då de utsätts för böjbelastningar. Därmed elimineras risken för ledningsskador och läckage på grund av rörelser av hytten under drifi och under tillfällen då hytten falls.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN I det följ ande beskrivs, såsom exempel, föredragna utföringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritning, på vilken: Fig. 1 visar ett arrangemang för kylning av en hytt i ett fordon enligt en första utföringsforrn av uppfinningen och Fig. 2 visar ett arrangemang för kylning av en hytt i ett fordon enligt en andra utföringsform av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 533 055 DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORNIER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar schematiskt i ett fordon 1. Fordonet innefattar ett motorrum 2 med en förbränningsmotor 3. Fordonet 1 innefattar en forarhytt 4 som är fjädrande upphängd i fordonets chassi via schematiskt visade upphängningsorgan 5. En kylfläkt 6, som drivs av forbränningsmotorn 3, är anpassad att alstra en luftström genom en kylare 7 for att kyla kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem för kylning av forbränningsmotorn 3.

Kylaren 7 är anordnad i ett område A som är beläget vid ett firontparti hos fordonet 1.

Ett arrangemang för att kyla luften i hytten 4 innefattar en kompressorkylanläggning 8 som är anordnad i motonummet 2. Kompressorkylanläggningen består av en ledningskrets 9 med ett cirkulerande köldmedium, en kompressor 10, en kondensor ll, en expansionsventil 12 och en forångare 13. Köldmediet kan, exempelvis, vara koldioxid.

Arrangemang för att kyla luften i hytten 4 innefattar även ett forsta värmebârande system 14 som innefattar en ledningskrets 15 med en kylvatska som är anpassad att cirkuleras av en pump 16. Ledningskretsen 15 innefattar en värmeväxlare 17 som är anordnad i hytten 4 och en kylfläkt 18 som är anpassad att drivas av en elektrisk motor 19 for att alstra en luftström genom värmeväxlaren l7. Ledningskretsen 15 innefattar ledningar som är utförda i ett flexibelt material. Kylvätskan i det forsta värmebärande systemet 14 kyls då det leds genom forângaren 13 hos kompressorkylanläggning 8.

Arrangemang for att kyla luften i hytten 4 innefattar även ett andra värmebärande system 20 som är anordnat i motorrummet 2. Det andra värmebärande systemet 20 innefattar en andra ledningskrets 21 med en kylvätska som är anpassad att cirkuleras av en pump 22. Ledningskretsen 21 innefattar en kylare 23 som är anordnad i området A i en position fiamfor den ordinarie kylaren 7. Kylvätskan i det andra värmebärande systemet 20 kyler köldmediet i kompressorkylanläggning 8 då den leds genom kondensorn 10.

Under driñ av fordonet l kan en förare, vid behov, aktivera arrangemanget och kyla luften i hytten 4. Då föraren aktiverar ett manöverorgan 24, som kan vara ett knapporgan eller liknande, sänds en signal till en styrenhet 25 som startar kompressom 10 i kompressorkylanläggningen 8. Styrenheten 25 aktivera samtidigt pumpen 16 så att kylvätskan cirkuleras i det första värmebärande systemet 14, elmotorn 19 som driver fläkten 18 och pumpen 22 så att kylvätskan cirkuleras i det andra värmebärande '10 15 20 25 30 35 533 055 systemet 20. Kompressorn 10 komprimerar och driver köldmediet i ledningskretsen 9.

Det komprimerade köldmediet leds i en kort ledning i ledningskretsen 9 till konclensor 11. Den cirkulerande kylvåtskan i det andra värmebärande systemet 20 kyler köldmediet i kondensor 11 så att köldmediet kondenserar. Köldmediet, som nu äri vätskeform, leds därefter till expansionsventilen 12 där det erhåller en trycksänkning.

Köldmediet leds därefter i en kort ledning i ledningskretsen 9 till förångaren 13 där köldmediet kyler kylvätskan i det första värmebärande systemet 14. Köldmediet övergår i gasform i förångaren 13 varefter köldmediet leds tillbaka till kompressom 10 för förnyad komprimering.

Kylvätskan som cirkulerar i det första vårmebärande systemet 14 kyls således i förångaren 13. Den kylda kylvätskan leds genom en ledning i ledningskretsen 15 som sträcker sig från förångaren 13 i motorrummet 2 till värmeväxlaren 17 i hytten 4.

Luften i hytten 4, som forceras av fläkten 18 genom värmeväxlaren 17, kyls av den kalla kylvätskan. Kylvätskan i det första värmebärande systemet14 leds därefter tillbaka till förångaren 13 i motorrurnmet 2 genom en ledning i ledningskretsen 15 För förnyad kylning. Eftersom Förarhytten 4 är rörligt anordnad i förhållande till motorrummet 2 som är fast förbundet med fordonets chassi utsätts ledningarna som sträcker sig mellan motorrummet 2 och förarhytten 4 ofrårikomligt för böjbelastningar under drift. Pumpen 16 i det första värmebärande systemet 14 ger kylvätskan ett tryck av cirka 1,5 - 2 bar för att möjliggöra en cirkulation av kylvätskan i ledningskretsen 15.

Detta tryck är dock så lågt att de ledningar som leder kylvätskan i ledningskretsen 15 mellan motorrummet 2 och förarhytten 4 är böjbara varför de böjbelastningar som verkar på ledningarna under drift inte är något problem.

Kylvätskan som cirkuleras i det andra värmebärande systemet 20 kyler således köldmediet i kondensorn 11. Den varma kylvätskan från kondensorn 1 1 leds i en ledning i ledningskretsen 21 till kylaren 23 i området A vid fordonets 1 frontparti. Luft med omgivningens temperatur forceras av fläkten 6 först genom kylaren 23 varefter den leds genom den ordinarie kylaren 7. Kylvätskan i det andra värmebårande systemet 20 tillhandahåller därmed en effektiv kylning och den kan kylas till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Kylvätskan i det andra värmebärande systemet 20 leds därefter åter till kondensom ll. Det andra värmebärande systemet 20 svarar således for transporten av värme fi-ån kompressorkylanläggningen 8 till fordonets frontparti. Det första värmebärande systemet 14 svarar för transporten av kyla från kompressorkylanläggningen 8 till 10 15 20 25 533 D55 förarhytten 4. Kompressorkylanläggningen 8 behöver således inte själv svara för transporten av kyla till hytten 4 eller värme till området A utan har endast som uppgift att svara för alstrandet av kyla. En sådan kompressorkylanläggning 8 kan ges en väsentligen godtycklig placering i fordonet l. Kondensom ll och iörångaren 13 kan med fördel placeras tätt tillsammans. 1 och med det kan kompressorkylanläggningen 8 göras mycket kompakt och förses med en ledningskrets 9 med optimalt korta ledningar.

Fig. 2 visar en alternativ utformning av arrangemanget, I detta fall är kompressorkylanläggningen 8 monterad som en enhet 26 i fordonet. Hela kompressorkylanläggningen 8 med ingående komponenter och ledningar kan därmed monteras som ett sammanhängande stycke i motormmmet 2. Ledningskretsen 9 kan även vara trycktestad och fylld med köldmedium innan kompressorkylanläggningen 8 monteras i fordonet 1. Eftersom köldmedium såsom koldioxid uppvisar mycket höga arbetstryck kan en sådan törmontering många gånger vara att föredra. Det andra värmebärande systemet 20 utgörs här av ett lågtemperaturkylsystem i fordonet som även utnyttjas för att kyla andra medier i fordonet som behöver kylas till en relativt låg temperatur. Ett sådant lågtemperaturkylsystem innefattar därmed åtminstone en ytterligare värmeväxlare 27 för kylning av ett ytterligare medium. Värmeväxl aren 27 kan, exempelvis, vara en laddluflkylare där komprimerad luft kyls innan den leds till förbränningsmotorn. Värmeväxlaren 27 kan även vara en EGR-kylare där återcirkulerande avgaser kyls innan de blandas med luft och leds till förbränningsmotörn 1. En eller flera sådana extra värmeväxlare 27 kan vara anordnade i serie eller parallellt i det andra värmebärande systemet 20.

Uppfinníngen är på intet sätt begränsad till de på ritningen beskrivna utföringsformerna utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 533 055 Patentkrav

1. l. Arrangemang för att kyla en hytt (4) i ett fordon (1), varvid arrangemanget innefattar en kompressorkylanläggning (8) som är anordnad utvändigt om hytten (4) och innefattar en ledningskrets (9) med ett cirkulerande köldmedium, en förångare (13) där köldmediet är anpassat att förångas och en kondensor (11) där köldmediet är anpassat att kondensera, ett forsta värmebärande system ( 14) som innefattar en ledningskrets (15) med en cirkulerande kylvätska som är anpassad att kylas av köldmediet i förångaren (13) och att avge kyla i en värmeväxlare (17) som är anordnad i hytten (4) och ett andra värmebärande system (20) som innefattar en andra ledningskrets (21) med en cirkulerande kylvätska som är anpassad att uppta värme från köldmediet i kondensorn (11) och att avge värme i en kylare (23) som är anordnad i ett område (A) i fordonet (1), kännetecknat av att hytten (4) är rörligt anordnad i förhållande till ett chassi hos fordonet (1) och att det forsta värmebärande systemet (14) innefattar en ledningskrets (15) som åtminstone i ett överföringsområde mellan chassit (2) och hytten (4) utgörs av ledningar som är utformade av ett flexibelt material.

2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att kylaren (23) i det andra värmebärande systemet (20) är luftkyld.

3. Arrangemang enligt krav 2, kännetecknat av att kylaren (23) i det andra värmebärande systemet (20) är anordnad i området (A) vid en perifer yta hos fordonet (1)-

4. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det andra värmebärande systemet (20) innefattar en fläkt (6) som är anpassad att alstra en kylande luñström genom kylaren (23).

5. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det andra värmebärande systemet (20) innefattar en pump (22) som är anpassad att cirkulera kylvätskan i den andra ledningskretsen (21).

6. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det andra värmebärande systemet (20) innefattar åtminstone en ytterligare värmeväxlare (27) för att kyla ett ytterligare medium i fordonet (1). 10 533 059

7. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kompressorkylanläggningen (8) är anordnad i ett motorrum (2) i fordonet (1).

8. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kompressorkylanläggningen (8) är monterbar som en enhet i fordonet (1).