SE534775C2 - Värmeväxlare med läckageflödesspärr, oljekylningssystem och metod för kylning av olja - Google Patents

Description

534 775 2 hos värmeväxlaren, vilket effektivt hindrar kylmediet från att kopplas förbi värmeväxlaren.

Det finns ett behov av en förbättrad värmeväxlare, vilken är lämplig att användas som oljekylare i t.ex. tunga fordon.

Sammanfattning Ett ändamål med föreliggande beskrivning är att åstadkomma en vänneväxlare, vilken är lämplig för att användas som oljekylare i tunga fordon. Ett särskilt ändamål är att åstadkomma en mer effektiv värmeväxlare.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en värmeväxlare, vilken är robust och lätt att installera.

Uppfinningen definieras av de bifogade självständiga patentkraven.

Utförlngsforrner framgår av de osjälvständiga patentkraven, av den följande beskrivningen och av ritningama.

Enligt en första aspekt, åstadkoms en värmeväxlare för en oljekylare, innefattande: åtminstone två värmeväxlarelement, inneslutande en respektive första kanal; varvid en andra kanal bildas mellan de två värmeväxlarelementen. Ett kantparti hos ett första av värmeväxlarelementen uppvisar en läckageflödesbegränsare vilken sträcker sig mot ett kantparti hos ett and ra av värmeväxlarelementen för att förhindra eller minska läckageflöden till/från den andra kanalen, och läckageflödesbegränsaren bildar en yttervägg hos värrneväxlaren.

Läckageflödesbegränsaren kommer åtminstone delvis stänga den andra kanalen, och därmed förhindra eller minska läckageflöden.

Läckageflödesbegränsaren kan även bilda en yttre, eller utåtvänd vägg hos värmeväxlaren.

Lâckageflödesbegränsaren kommer att styra eller eliminera flödet vid utkanten av värmeväxlarelementen. Genom att förhindra eller minska läckageflöden, förbättras värmeawisningen hos värmeväxlaren.

Kantpartiet kan vara ett kantparti som sträcker sig väsentligen parallellt med en huvudsaklig flödesriktning iden andra kanalen, såsom exempelvis ett longitudinellt kantparti. 10 15 20 25 30 534 775 3 Värmeväxlarplattorna kan vara sammanfogade längs hela sin periferi och därmed i praktiken stänga den första kanalen.

Läckageflödesbegränsaren kan stå i kontakt med kantpartiet hos det andra av värmeväxlarelementen.

Läckageflödesbegränsaren kan således helt förhindra läckageflöden.

Läckageflödesbegränsaren kan sammanfogas med kantpartiet hos det andra av värmeväxlarelementen.

Sådan sammanfogning kan uppnås genom svetsning eller hårdlödning, och följaktligen bilda även ett förband mellan värmeväxlarelementen. Därmed elimineras behovet av en separat bult för att hålla ihop enheterna.

Läckageflödesbegränsaren kan åstadkommas genom att kantpartiet hos värmeväxlarelementet är vikt för att bilda en fläns.

Till exempel, kan flänsen bildas genom vikning av en eller båda av de värmeväxlarplattor som bildar värmeväxlarelementet.

Som ett alternativ, kan läckageflödesbegränsaren bildas av en ås i omedelbar närhet av kanten hos ett eller båda av de värmeväxlarplattor som bildar värmeväxlarelementen. Åsen kan bildas på kanten av plattan, eller så kan den placeras en aning på avstånd fràn kanten. Vanligtvis sträcker sig åsen parallellt med kanten hos värrneväxlarelementet. Avståndet från kanten kan vara i storleksordningen 1-5 mm, helst 1-2 mm. Åtminstone ett av värmeväxlarelementen kan vara bildat av ett par av sammanfogade värmeväxlarplattor.

Som ett alternativ, kan åtminstone ett av värmeväxlarelementen vara bildat av en väsentligen rörformig kropp. Åtminstone ett av ett inlopp och ett utlopp hos den andra kanalen är öppet mot ett hålrum, i vilket värmeväxlaren skall placeras.

Följaktligen införs kylmediet i hålrummet, och bringas därefter att strömma genom värmeväxlarpaketet. Enligt en andra aspekt, åstadkoms ett oljekylningssystem, innefattande ett hålrum med ett inlopp för flytande kylmedium och ett utlopp för flytande kylmedium; ett oljeinlopp för olja som skall kylas och ett oljeutlopp för kyld olja; en värmeväxlare, enligt 10 15 20 25 30 534 775 4 beskrivningen ovan, varvid nämnda värmeväxlare är väsentligen innesluten i nämnda hålrum.

Den yttre väggen hos värmeväxlaren kan vara placerad på avstånd från en motsvarande vägg hos hålrummet.

En flödesbegränsare kan anordnas att förhindra kylvätskan fràn att strömma utanför värmeväxlarens yttre vägg.

Enligt en tredje aspekt, åstadkoms en metod för kylning av olja i ett fordon med hjälp av ett oljekylningssystem enligt beskrivningen ovan, vilken metod innefattar att bringa olja som skall kylas att strömma från oljeinloppet genom den första kanalen till oljeutloppet, och att bringa flytande kylmedium att strömma från inloppet för kylmedium genom den andra kanalen till utloppet för kylmedium.

Enligt metoden, kan en del av det flytande kylmediet bringas att strömma utanför den yttre väggen hos värmeväxlaren.

Enligt metoden, kan en del av det flytande kylmediet bringas att strömma mellan läckageflödesbegränsaren och kantpartiet hos det andra av vänneväxlarelementen.

Enligt metoden, kan en del av det flytande kylmediet åtminstone delvis, företrädesvis helt, hindras från att strömma mellan läckageflödesbegränsaren och kantpartiet hos det andra av värmeväxlarelementen.

Som ett alternativ, kan det flytande kylmediet hindras från att strömma utanför den yttre väggen hos värmeväxlaren.

Kort beskrivning av ritningarna Fig 1 är en schematisk perspektiwy av en värmeväxlarstapel enligt en första utföringsforrn av föreliggande beskrivning.

Fig 1a och 1b är schematiska sektionsvyer av värmeväxlarstapeln enligt fig 1 tagna längs med linjerna 1a-1a respektive 1b-1b.

F ig 1c är en schematisk perspektiwy av en värmeväxlarplatta som bildar en del av vänneväxlarstapeln enligt fig 1.

Fig 1d är en schematisk sektionsvy av en andra utföringsforrn av läckageflödesbegränsaren. 10 15 20 25 30 534 775 5 Fig 1 e är en schematisk sektionsvy av ytterligare en utföringsform av läckageflödesbegränsaren.

Fig 2 är en schematisk perspektiwy av en värmeväxlarstapel enligt en andra utföringsforrn av föreliggande beskrivning.

Fig 2a och 2b är schematiska sektionsvyer av värmeväxlarstapeln enligt fig 2 tagna längs med linjerna 2a-2a respektive 2b-2b.

Fig 3 är en schematisk perspektiwy av en värmeväxlarplatta enligt en annan utföringsforrn av föreliggande beskrivning.

Fig 4 är en schematisk perspektivvy av en värmeväxlarstapel enligt ännu en utföringsform av föreliggande beskrivning.

Fig 5 är en schematisk sektionsvy av ett oljekylningssystem varvid en värmeväxlarstapel enligt någon av de häri beskrivna utföringsforrnerna kan användas.

Fig 6 år en schematisk sektionsvy av en alternativ utföringsform av ett oljekylningssystem.

Fig 7 är en schematisk sektionsvy av en del av en värmeväxlare enligt en annan konstruktion.

Beskrivning av utföringsformer Fig 1 illustrerar en staplad plattvärmeväxlare 1 bildad av tre sammanfogade värmeväxlarelement 10. Värrneväxlaren har första och andra portar 3, 4, som vanligtvis används för det medium som skall kylas. och första och andra öppningar 5, 6, vilka vanligtvis används för kylmediet. Det inses att portarna 3. 4 kan användas för kylmediet och öppningarna 5, 6 kan användas av det medium som skall kylas.

Värmeväxlaren 1 uppvisar en yttervägg 2, vilken bildas av flänsar 11 hos värmeväxlarelementen 10. Flänsarna bildar läckageflödesbegränsare.

I den ifig 1 illustrerade utföringsformen står inte flänsen i kontakt med det intilliggande värmeväxlarelementet. Därför kommer ett läckageflöde FCB att minska, men inte helt förhindras. I det fall det är önskvärt att helt förhindra läckageflöde Fca, kan flänsarna konstrueras för att stå i kontakt med det intilliggande värrneväxlarelementet (figurerna 1d, 1e), möjligen längs med hela flånsens 11 längd. Det är även möjligt att sammanfoga 10 15 20 25 30 534 775 6 värmeväxlarelementen med varandra genom att fästa flänsen till det intilliggande värmeväxlarelementet, t.ex. genom lödning eller svetsning. Som ett alternativ, kan lim användas för att uppnå sammanfogning. Ett tätningsämne kan användas för att åstadkomma tätning mellan flänsen och det intilliggande värrneväxlarelementet.

Med hänvisning till figurerna 1a och 1b, är portarna 3, 4 förbundna med en första kanal 12, vilken är bildad inuti varje värmeväxlarelement 10. Varje värmevàxlarelement 10 bildas av ett par värmeväxlarplattor 17, 18, vilka är sammanfogade vid sina periferier och vid portarna 3, 4.

Ett kantparti hos varje värmeväxlarelement är vikt för att åstadkomma flänsen 11. I den i fig 1a och 1 b illustrerade utföringsfonnen, bildas flänsen av ett veck som åstadkommits på en av plattorna 18, medan kantpartiet hos den andra plattan 17 är vikt i motsatt riktning, mot plattan 18.

Fig 1c illustrerar schematiskt en värmeväxlarplatta 18 utformad för ett flöde av kylvätska vilket är väsentligen parallellt med långsidoma hos värmeväxlarplattan, och vilken därmed är helt öppen vid dess kortsidor.

Med hänvisning till fig 1d, kan läckageflödesbegränsaren, här i form av en fläns 11 , utsträckas hela vägen till det intilliggande värmeväxlarelementet, och därmed helt förhindra läckageflöde.

Såsom illustreras i fig 1d, kan båda plattorna 17, 18 vikas mot samma riktning, så att båda utgör en del av flänsen 11.

Som nämnts ovan kan, som ett alternativ, och som illustreras ifig 1e, kanterna hos plattorna vikas i olika riktningar, med en av dem sig sträckande bortom den andra och hela vägen till det intilliggande värmeväxlarelementet, och således helt förhindra läckageflöde.

Fig 2 illustrerar schematiskt en utföringsform av en värmeväxlare 1', som är bildad av ett flertal värmeväxlarelement 10', varvid läckageflödesbegränsaren 11' är bildad som en ås som sträcker sig längs periferikanten hos ett parti av värmeväxlarelementet 10'.

F igurerna 2a och 2b illustrerar schematiskt utseendet hos varje värmeväxlarelement 10' enligt denna utföringsform. Som framgår på det högra partiet av fig 2a, är varje platta 17', 18' bildad med en ås längs sin kant, vilken bildar Iäckageflödesbegränsaren 11'. Når enheterna 10' är 10 15 20 25 30 534 775 7 sammanfogade, bildar läckageflödesbegränsarna 11' en yttervägg 2' hos värmeväxlaren. Denna yttervägg kan, givet att åsarna hos intilliggande vännevâxlarelement 10' kommer i kontakt med varandra, i praktiken förhindra läckageflöde F03. Även om det inte visas, kan läckageflödesbegränsarna 11' anordnas längs båda Iångsidoma, och om så önskas, också längs ett parti av kortsidorna.

Det är också möjligt att sammanfoga värmeväxlarelementen 10' med varandra genom att fästa åsen 11' till åsen 11' hos det anllggande värmeväxlarelementet 10', t.ex. genom lödning eller svetsning. Lim kan också användas för att uppnå en sådan fastsättning. Det är möjligt att med ett tätningsämne åstadkomma tätning av utrymmet mellan åsarna.

Med hänvisning till fig 3, illustreras en utföringsform vari öppningarna 5, 6 är mindre än bredden hos värrneväxlaren, och där båda öppningarna 5, 6 är anordnade på samma sida av en längsgående mittlinje C hos värmeväxlarplattan 18". Större delen av kortsidoma täcks av en fläns 11".

Med hänvisning till fig 4, illustreras en utföringsform vari öppningarna 5, 6 är mindre än bredden hos värmeväxlaren, och där båda öppningarna 5, 6 är anordnade på olika sidor av den längsgående mittlinjen C hos värmeväxlarplattan 18”'. Större delen av kortsidoma täcks av en fläns 11'".

Plattorna 17, 18; 17', 18'; 17", 18” som bildar värmeväxlarelementen kan sammanfogas med lödning eller svetsning, vilket är konventionellt.

Vidare kan värmeväxlarelementen 10, 10', 10" sammanfogas genom lödning eller svetsning runt portama 3, 4 och eventuellt också perifert genom att flänsen 11, 11', 11" hos ett värmeväxlarelement lödas eller svetsas mot periferin hos intilliggande värmeväxlarelement.

Med hänvisning till fig 5, visas ett värmeväxlarsystem innefattande en värmeväxlare 10, 10', vilken är anordnad i ett hålrum 8. lnlopp för flytande kylmedium 60 och utlopp för flytande kylmedium 50 är anslutna till hålrummet, så att kylmediet tillåts strömma in i inloppet 5 hos vänneväxlaren 10, 10' och strömma ut vid utloppet 6 hos värmeväxlaren 10, 10', och därmed strömmar genom kanalen 7 i den riktning som anges av pilen Fc.

Den olja som ska kylas kan strömma in i port 4 och strömma ut från port 3 genom kanalen 12, och därmed strömma i den riktning som anges av 10 15 20 25 30 534 'F75 8 Fo. Det noteras att strömmarna Fo och Fc kan anordnas i samma eller motsatt riktning.

Med hänvisning till fig 6, visas ett värrneväxlarsystem, vilket liknar det som visas i fig 5, men där flödesbegränsama 70 är placerade runt om värmeväxlaren 10, 10', och därmed helt hindrar kylvätska från att strömma runt värmeväxlaren. Sådana flödesbegränsare kan kombineras med läckageflödesbegränsare 11, 11' som åtminstone sträcker sig från ett läge nedströms flödesbegränsama 70. Flödesbegränsarna 70 kan anordnas i form av tätningslister eller tätningsåmne anordnat att täta utrymmet mellan värmeväxlaren 10, 10' och hålrumsväggen.

Fig 7 visar en vänneväxlare som är bildad av ett flertal värmeväxlarelement 10'”a, 10'"b, vilket vart och ett är bildat som ett väsentligt rörformigt element som har en fläns som sträcker sig längs med dess längdriktning. Varje element kan bildas genom att rulla eller vika en plåt eller genom extrudering. I vilket fall som helst, kan bildandet av det rörforrniga elementet följas av ett tillplattningssteg och/eller införande av ytterligare en flänsstruktur för att öka värmeöverföring.

Värmeväxlaren kan bildas, vilket illustreras, av ett flertal identiska värmeväxlarelement, vilka är anordnade så att deras respektive fläns bildar hela eller en del av en yttervägg. Värmeväxlarelementen är anordnade så att flänsen hos vartannat värmeväxlarelement bildar en del av den högra ytterväggen och flänsar hos de återstående värmeväxlarelementen bildar en respektive del av vänster yttervägg.

Längden hos flänsen kan variera enligt olika utföringsformer. I den illustrerade utföringsforrnen, har varje fläns en längd som motsvarar avståndet till det värmeväxlarelement som ligger bortanför det nännaste. Men längre flänsar är tänkbara, till exempel en längd som motsvarar det värmeväxlarelement som ligger n steg bort, där n är ett jämnt tal.

I ännu ett altemativ, kan värmeväxlarelementen som bildar de yttersta Värmeväxlarelementen ha en respektive fläns, som var och en bildar en respektive yttervägg, medan de återstående Värmeväxlarelementen inte har någon fläns alls, men omges av flänsarna hos de två yttersta Värmeväxlarelementen.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 534 775 PATENTKRAV . Värmeväxlare (1, 1') för en oljekylare, innefattande: minst två värmeväxlarelement (10, 10'), vilka vart och ett innesluter en respektive första kanal (12); varvid en andra kanal (7) bildas mellan de två värmeväxlarelementen (10,10'); kännetecknad avatt ett kantparti hos ett första av värmeväxlarelementen (10, 10') uppvisar en läckageflödesbegränsare (11 , 1 1', 1 1", 1 1"') vilken sträcker sig mot ett kantparti hos ett andra av värmeväxlarelementen (10, 10') för att förhindra eller minska läckageflöden till/från den andra kanalen (7), och läckageflödesbegränsaren (11, 11', 11", 11"') bildar en yttervägg (2, 2') hos värmeväxlaren (1, 1'). . Värmeväxlare enligt krav 1, varvid lâckageflödesbegränsaren (11, 11', 11 11"') står i kontakt med kantpartiet hos det andra av värmeväxlarelementen (10, 10'). . Vänneväxlare enligt krav 1 eller 2, varvid läckageflödesbegränsaren (11, 11', 11", 11"') är sammanfogad med kantpartiet hos det andra av värmeväxlarelementen. . Värmeväxlare enligt något av föregående krav, varvid läckageflödesbegränsaren (11 , 11', 11", 11'") åstadkoms genom att kantpartiet hos värmeväxlarelementet är vikt. . Värmeväxlare enligt krav 4, varvid läckageflödesbegränsaren (11, 11', 11", 11"') är bildad genom vikning av en eller båda av de värmeväxlarplattor som bildar värmeväxlarelementet. . Värmeväxlare enligt något av kraven 1-3, varvid lâckageflödesbegrånsaren (11, 11', 11", 11"') är bildad av en åsi 10 15 20 25 30 534 775 10 omedelbar närhet av kanten hos ett eller båda av värmeväxlarelementen. 7. Värmeväxlare enligt något av föregående krav, varvid åtminstone ett av värmeväxlarelementen är bildat av ett par sammanfogade värmeväxlarplattor (17, 18; 17', 18'; 18"; 18"'). 8. Värmeväxlare enligt något av kraven 1-6, varvid åtminstone ett av värmeväxlarelementen är bildat av en väsentligen rörforrnig kropp. 9. Värmeväxlare enligt något av föregående krav, varvid åtminstone ett av ett inlopp (6) och ett utlopp (5) hos den andra kanalen är öppet mot ett hålrum (8), i vilket värmeväxlaren (10, 10') skall placeras. 10.0ljekylningssystem, innefattande: ett hålrum (8) med ett inlopp för flytande kylmedium (60) och ett utlopp för flytande kylmedium (50); ett oljeinlopp (4) för olja som skall kylas och ett oljeutlopp (3) för kyld olja; en värmeväxlare (10, 10'), enligt något av föregående krav, varvid nämnda vänneväxlare är väsentligen innesluten i nämnda hålrum (8). 11.0ljeky|ningssystem enligt krav 10, varvid den yttre väggen (2, 2') hos värmeväxlaren är placerad pà avstånd från en motsvarande vägg hos hålrummet (8). 12.0ljekylningssystem enligt krav 10 eller 11, varvid en flödesbegränsare (70) är anordnad att förhindra kylvätskan från att strömma utanför värmeväxlarens yttre vägg (2, 2'). 13.En metod för kylning av olja i ett fordon med hjälp av ett oljekylningssystem enligt något av krav 10-12, vilken metod innefattar: att bringa olja som skall kylas att strömma från oljeinloppet (4) genom den första kanalen (12) till oljeutloppet (3), och 534 775 11 att bringa flytande kylmedium att strömma från inloppet för kylmedium (60) genom den andra kanalen (7) till utloppet för kylmedium (50). 14.Metod enligt krav 13, varvid en del av det flytande kylmediet strömmar 5 utanför den yttre väggen (2, 2') hos vármevàxlaren. 15.Metod enligt krav 13 eller 14, varvid en del av det flytande kylmediet bringas att strömma mellan läckageflödesbegränsaren (11, 11', 11", 11”') och kantpartiet hos det andra av värmeväxlarelementen. 1 0 16.Metod enligt krav 13, varvid det flytande kylmediet åtminstone delvis, företrädesvis helt, hindras från att strömma mellan Iàckageflödesbegränsaren (11, 11', 11", 11"') och kantpartiet hos det 15 andra av värmeväxlarelementen. 17.Metod enligt krav 16, varvid det flytande kylmediet hindras från att strömma utanför den yttre väggen (2, 2') hos värmeväxlaren.