SE1251466A1 - Värmeväxlare - Google Patents
Värmeväxlare Download PDFInfo
- Publication number
- SE1251466A1 SE1251466A1 SE1251466A SE1251466A SE1251466A1 SE 1251466 A1 SE1251466 A1 SE 1251466A1 SE 1251466 A SE1251466 A SE 1251466A SE 1251466 A SE1251466 A SE 1251466A SE 1251466 A1 SE1251466 A1 SE 1251466A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- heat exchanger
- elements
- exchanger unit
- flow
- medium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
- F01P7/10—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by throttling amount of air flowing through liquid-to-air heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
- F02B29/0425—Air cooled heat exchangers
- F02B29/0431—Details or means to guide the ambient air to the heat exchanger, e.g. having a fan, flaps, a bypass or a special location in the engine compartment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
- F28D7/1653—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having a square or rectangular shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/08—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/23—Layout, e.g. schematics
- F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/23—Layout, e.g. schematics
- F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
- F02M26/26—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses characterised by details of the bypass valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
- F28D2020/0069—Distributing arrangements; Fluid deflecting means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
- F28D2020/0086—Partitions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
- F28D2021/0082—Charged air coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/06—Derivation channels, e.g. bypass
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Geometry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
Föreliggande uppfinning avser en vårrneväxlare som innefattar en behållare (3) sominnefattar ett inloppsparti (3a), ett mellanliggande parti (3b) som innesluter en värrne-växlarenhet (5) och ett utloppspartí (30) där det första mediet leds ut från vänneväxlar-enheten (5). Vänneväxlarenheten (5) har utvändig perifer yta som i åtminstone tvåom-råden är belägen på avstånd från en invändig yta hos behållaren (3) så att det bildasåtminstone två bypasskanaler (6a-d) för det första mediet vid sidan om värmeväxlaren-heten (5). Värmeväxlaren innefattar åtminstone flödeselement (7a~d) som är anpassadeatt reglera flödet av det första mediet genom bypasskanalerna (6a-d). Vart och ett avnämnda flödeselement (7a-d) har ett första ändparti som är ledat förbundet med vär-meväxlarenheten (5) och ett andra fritt ändparti som är beläget på avstånd från värme~ våxlarenheten (5). (Pig. 3)
Description
'35 mediet i rörslingan. I spjällets stängda läge leds avgaserna genom radiellt utåt till den perifera kanalen som sträcker sig runt den invändiga cylindriska kroppen. I spjällets stängda läge erhåller avgaserna relativt stora strömningsförluster.
SAMMANFATTNING AV UPPFWNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är tillhandahålla en värmeväxlare som har en kompakt konstruktion, en god reglerbarhet och låga strömningsförluster.
Dessa syften uppnås med värmeväxlaren av det inledningsvis nämnda slaget, vilken kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets l kännetecknande del. Värme- växlaren innefattar således en behållare med en företrädesvis centralt anordnad värme- växlarenhet och ett antal separata bypasskanaler som är anordnade runt värmeväxlar- enhetens periferi. Eftersom bypasskanalerna är anordnade inuti behållaren utgör de en integrerad del av värmeväxlaren. En sådan värmeväxlare kan ges relativt små utvändi- ga dimensioner och någon separat skrymmande bypassledning behöver inte användas för att leda mediet runt värmeväxlarenheten. I detta fall regleras flödet genom var och en av bypasskanalerna med hjälp av ett respektive flödeselement. Vart och ett av flö- deselementen år ledbart Förbundet med vänneväxlaren vid ett första åndparti. Flödes- elementen har ett andra fritt ändparti som år ställbar i olika lägen då flödeselernentet vrids i förhållande till vårmeväxlarenheten. Med sådana flödeselement erhålls en enkel och tillförlitlig reglering av flödet genom de respektive bypasskanalerna. Vänneväxla- ren har åtminstone två bypasskanaler och därmed åtminstone två sådana tlödeselement.
Värmeväxlaren har dock med fördel åtminstone tre bypasskanaler och därmed åtmin- stone tre sådana flödeselement. Flödeselementens ändpartier arrangeras med fördel så att flödeselementet bildar en relativt liten vinkel mot avgasflödet som strömmar in i värmeväxlaren både när avgasflödet ska ledas genom värmeväxlarenheten och genom bypasskanalerna, Flödeskanalerna har med fördel en vinkel i förhållande till det in- kommande avgasflödet som åtminstone inte överskrider 60° och företrädesvis inte 45°.
Därmed kan strömningsförlusterna i värmeväxlaren hållas på en mycket låg nivå.
Enligt en utföringsfonn av föreliggande uppfinning är flödeselementen vridbart anord- nade mellan ett första ândläge i vilket de blockerar sina respektive bypasskanaler så att hela det första medieflödet leds genom värrneväxlarenheten och i ett andra ändlåge i vilket de tillsammans blockerar flödet genom värineväxlarenheten så att hela det första medieflödet leds genom bypasskanalerna. Flödeselementen är således arrangerade på ett sätt så att de väsentligen individuellt reglerar flödet genom de enskilda bypasskana- lema samtidigt som de i samverkan kan blockerar mediefiödet genom värrneväxlaren- heten. Flödeselementen är med fördel anpassade att anligga med sina fria ändpartier mot en invändig yta i inloppspartiet eller i utloppspartíet då de är i det första ändläget.
Därmed kan mediet ledas väsentligen rakt fram och in i den centralt anordnade vänne- växlarenheten utan att väsentligen ändra riktning och ut från värmeväxlarenheten utan att väsentligen ändra riktning. Flödeselementen är med fördel anpassade att anligga med sina fria ändpartier mot varandra i det andra ändläget. Flödeselementen har med fördel en trekanti g form med ett brett basparti som är ledbart fäst i värineväxlarenheten och ett fritt ändparti som har en spetsig förrn. Sådana flödeselement kan i det andra läget forma en väsentligen konisk kropp där de fria ändpartierna formar konens spets.
En sådan konisk kropp kan helt blockera värnieväxlarenlietens inlopps samtidigt som den relativt mjukt avlänkar medietlödet radiellt utåt till bypasskanalerna.
Enligt en utföringsforni av föreliggande uppfinning är nämnda flödeselement positio- nerbara i ett flertal mellanliggande positioner mellan det första läget och det andra lä~ get i vilka de leder en del av det första media-flödet genom värmeväxlarenheten och en resterande del av medieflödet genom bypasskanalerna med en fördelning som varierar med det mellanliggande lägets avstånd till de respektive ändlägena. Flödeselementen kan vara Ställbara ett bestämt antal fasta mellanliggande lägen. De är dock med fördel steglöst Ställbara i godtyckliga mellanliggande lägen mellan det första läget och det andra läget. I detta fall erhålls goda möjligheter att fördela medieflödet genom värme» växlarenheten och bypasskanalerna med en optimal precision.
Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning är flödeselementen åtminstone delvis anordnade i inloppspartiet och/eller i utloppspartiet hos behållaren. För att erhål- la ett optimalt strukturerat medieflöde är det lämpligt att anordna en första uppsättning flödeselernent i inloppspartiet och en andra uppsättning tlödeselement i utloppspartiet.
I detta fall erhålls en styrning av medieflödet både vid värmeväxlarenhetens inlopp och utlopp. Det är möjligt att endast anordna flödeselement i inloppspartiet eller i utlopps- partiet för att erhålla en önskad fördelning av flödet mellan värrneväxlarenheten och bypasskanalerna. Vid den ända hos värmeväxlarenheten som saknar flödeselement erhålls docki detta fall förhöjda strömningsförluster.
Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning har behållaren har en invändig yta som har åtta sidor och åtta hörn i ett tvärgåencle plan och en värmeväxlarenhet som har 'lO en utvändig yta som har fyra sidor och fyra hörn i nämnda tvärgående plan, varvid värrneväxlarenhetens fyra hörn är fasta i vart annat hörn hos behållaren. Med en sådan utformning av behållaren och värrneväxlarenheten skapas en bypasskanal radiellt ut- vändigt om var och en av värmeväxlarenhetens fyra sidor. lnfästningen av värrneväx- larenhetens hörn i behållarens hörn resulterar i en vridfast infästning av värrneväxlar- enheten inuti behållaren. Värrneväxlarenheten och behållaren kan självfallet ha andra geometriska tvärsnitt som resulterar i bildandet av separata bypasskanaler radiellt ut- vändigt om värmeväxlarenhetens sidor . Vänneväxlarenheten kan exempelvis ha ett trekantigt tvärsnitt och behållaren ett sexkanti gt tvärsnitt.
Enligt en utföringsfonn av föreliggande uppfinning innefattar vänneväxlaren en posi- tioneringsmekanism som år anpassad att reglerar alla flödeselements position på ett synkront sätt så att de samtidigt ställs i motsvarande lägen. För att ett strukturerat och symetriskt medieflöde ska erhållas genom värrneväxlarenheten är det lämpligt att sam- liga flödeselement regleras samtidigt och på ett motsvarande sätt. Dessutom kan antalet ingående drivorgan reduceras med en sådan lösning. Vart och ett av flödeselementen innefattar med fördel en axel som är vridbart infäst i vänneväxlarenheten och att an- gränsande flödeselernents axlar är vridbart förbundna med varandra. Axeln kan utgöras av en långsträckt sammanhängande axel eller bestå av två koaxiellt anordnade separata delar. Angränsande flödeselernents axlar kan vara vridbart förbundna med varandra med hjälp av koníska kugghjul. De angränsande flödeselementens axlar bildar en vin» kel i förhållande till varandra. Med hjälp av koniska kugghj-ul kan vridrörelser överfö- ras mellan två axlarna som är vinklade förhållande till varandra. Vridrörelsen mellan två sådana axlar kan även överföras med hjälp av andra typer av komponenter såsom, exempelvis, böjbara rörfonnade organ sorn lästs på de respektive anslutande axlarnas ändar så att de förbinds med varandra.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA l det följ ande beskrivs, såsom ett exempel, föredragna utföringsfonner av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar en värmeväxlare enligt föreliggande uppfinning, Pig. 2 visar ett tvärsnitt genom värmeväxlaren i planet A-A i Fig. l., Figß visar ett längsgående tvärsnitt av värmeväxlaren i planet B-B i Fig. 2 vid ett driftstillfalle då all luft leds genom värrneväxlarenheten, Fig.4 visar ett tvärsnitt av värmeväxlare i planet C-C i Fig. 3, FigS visar ett längsgående tvärsnitt av värmeväxlaren i planet B-B i Fig. 2 vid ett driftstillfalle då en del av luften leds genom värmeväxlarenheten och en del av luften genom bypasskanalerna.
Fig. 6 visar ett tvärsnitt genom vänneväxlare i planet C-C i Fig. 5, Pig. 7 visar ett längsgående tvärsnitt av värineväxlaren i planet B-B i Fig. 2 vid ett driftstíllfälle då all luft leds genom bypasskanalerna.
Fig. 8 visar ett tvärsnitt genom värmeväxlare i planet C-C i Pig. 7 och Pig. 9 visar en positionerlngsmekanism enligt en alternativ utfóríngsfonn.
DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en värmeväxlare. Värnieväxlaren är här exemplifierad såsom en laddluft- kylare l i ett fordon som drivs av en överladdad förbränningsmotor. Ett första medium i form av laddluft kyls i laddluftkylaren I. Laddluftkylaren l är anordnad i en luftled- ning 2 som leder laddluft till förbränningsmotorn. Laddlultkylaren l innefattar en be- hållare 3 som formar en utvändig yta för laddluftkylaren l. Behållaren 3 består av ett inloppsparti 3 a, ett mellanliggande parti. 3b och ett utloppsparti 30. Inloppspartiet 3 a har en successivt ökande tvärsnittsareai en längsgående sträckning från en anslutning med en uppströms anordnad del av luftledningen 2 till det mellanliggande partiet 3b.
Det mellanliggande partiet har en kontant tvärsnittsarea. Utloppspartiet 30 har en suc- cessivt avtagande tvärsnittsarea i en längsgående riktning från det mellanliggande par- tiet 3b till. en anslutning med en nedströms belägen del av luftledningen 2. Ett andra medium i form av en kylvätska cirkuleras genom det mellanliggande partiet Bb. Kyl- vätskan leds in till det rnellanliggand partiet 3b via in ett inlopp 4a och ut via ett utlopp 4b.
Fig. 2 visar ett tvärsnitt i planet A-A i Fig. 1 genom det mellanliggande partiet 3b av behållaren. Det framgår här att det mellanliggande partiet 3b innefattar en vägg med en väsentligen konstant tjocklek. Det mellanliggande partiet 3b har ett tvärsnitt i form av en oktaeder. Det mellanliggande partiet Bb har således ett tvärsnitt med åtta raka sidor och åtta hörn. Inloppspartiet 3a och utloppspartiet 3c innefattar även en vägg med en motsvarande åttasidig tvärsnittsforrn. Det mellanliggande partiet 3b innesluter en vär- meväxlarenhet S. Vänneväxlarenheten S har en fyrkantig tvärsnittsfonn som definieras av en övre sida Sa, en nedre sida Sh, en vänstersida Sc och en högersida Sd. Värmeväx- larenheten 5 har fyra raka sidor Sa-d och fyra hörn. Värrneväxlarenhetens 5 fyra hörn är fästa i vartannat hörn hos det mellanliggande partiet Sh. Därmed erhålls fyra separata områden där det föreligger ett avstånd mellan värmeväxlarenhetens sidor 5a-d och den mellanliggande delens 3b sidor. I och med det skapas fyra bypasskanaler óa-d radiellt utvändigt om värmeväxlarenhetens sidor Sa-d. Värrneväxlarenheten 5 består i detta fall av längsgående kanaler av tvâ slag nämligen luftkanaler som leder laddluft mellan värrneväxlarenhetens 5 ändytor och kylvätskekanaler som leder kylvätskaí en motsatt riktning mellan värmeväxlarens ändytor. Nämnda kanaler är omväxlande anordnade i värrneväxlarenheten 5 så att det erhålls en stor värmeöverförande yta mellan laddluften och kylvätskan i värmeväxlarenheten 5. Värmeväxlarenlzeten 5 är i detta fall en mot- ströms värmeväxlarenhet men den kan självfallet även utformas som en medströms värmeväxlare.
Pig. 3 visar ett längsgående snitt genom laddluftkylaren 1 i planet B-B i Fig. 2 . Det framgår här att värmeväxlarenheten 5 i anslutning till inloppspartiet 3a och utloppspar- tíet 3c är försedd med plattfonniga flödeselement 7a-d. Flödeselementen 'la-d har till uppgift att styra flödet av laddluft genom laddluftkylaren l. Var och en av flödesele- menten 7a-d är försedda med en axel Sa-d som är vridbart infäst i värmeväxlarenheten . En första uppsättning flödeselement Ta-d är anordnade i inloppspartiet 3a och fästa vid ett inlopp hos värrneväxlarenheten 5. En andra uppsättning flödeselernent 7a-d är anordnade i inloppspartiet 3c och fasta vid ett utlopp hos värmeväxlarenheten 5 . Flö- deselernenten 7a-d har en identisk utformning och har därför försetts med samma hän- visningsbeteckningar på båda sidor on värmeväxlarenheten 5. Flödeselementen 7a-d innefattar pä var sida om värmeväxlarenheten 5 fyra stycken flödeselement i form av ett övre fiödeselernent 7a med en axel Sa som är infast vid den övre sidan Sa hos vär- meväxlarenheten 5 och ett nedre flödeselernent 'lb med en axel 8b är infäst vid den nedre sidan 5b hos värmeväxlarenheten 5, ett högra flödeselement 'Fc med en axel Se som är infäst vid den högra sidan hos värmeväxlarenheten 5 och ett vänstra flödesele- ment 'id med en axel Sd som är infast vid den vänstra sidan Sd hos värmeväxlarenheten . De högra och vänstra tlödeselementen 7c, 7d och axlarna Se, Sd och är dock inte synliga i Fig. 3. Axlarna Sa-d har ändpartier som är förbundna med förbindningsele- ment som gör att axlarna Ba-d roterar synkront med varandra.
Ett hus 9 är anordnat över en öppningi inloppspartiet 3a och ett motsvarande hus 9 är anordnat över en öppning i utloppspartiet 3c. Var och en av husen 9 innesluter ett posi- tioneringsmekanism för att positionera flödeselementen 7a-d i önskade lägen. Positio- 1G neringsinekanismen innefattar en styrenhet 14 som styr aktiveringen av ett respektive drivorgan 13 som är anordnat i anslutning till husen 9. Var och en av drivorganen 13 är förbundna med en krökt kuggstång ll via ett kugghjul 10. Var och en av kuggstängerna ll är vid en ände förbunden med ett av ilödeselementen som i detta fall är det övre flödeselementet 7a. Var och en av kuggstängerna ll sträcker sig från det övre flödes- elementet 7a, via nämnda öppning i behållaren 3, in i huset 9 där den är i kontakt med kugghjulet 10. Genom att aktivera drivorganen 13 som kan vara elektriska motorer eller pneumatisk cylindrar fås kugghjulen 10 att rotera. Då kugghjulen 10 roterar for- skjuter de kuggstängerna ll så att de övre flödeselernenterfla med axlar 8 vrids i for- hållande till värineväxlarenheten 5. Eftersom axlarna 8a-d rotationsforbundna med varandra så erhåller samtliga flödeselementen 7a-d en samtidig och motsvarande rota- tionsrörelse till önskade lägen.
Flodeselernenten 7a-d kan ställas i ett forsta ändläge i vilken de blockerar sina respek- tive bypasskanaler 6a-d. I detta fall leds hela flödet av laddluft genom vänneväxlaren- heten 5. Flödeselernentens 7a-d fria ändar anligger i detta fall mot en invändig yta i inloppspartíet 3a och i utloppspartiet 3c. Pig. 3 och 4 visar flödeselernenten 7a-d i detta första ändläge. Flödeselementen 7a-d kan ställas i ett andra ändläge i vilken de anligger med sina fria ändpartier mot varandra i en central position i inloppspartiet 3a respekti- ve utloppspartiet 3c. Flödeselernenten 7a-d blockerar här flödet av laddluft till vänne- växlarenheten 5. Flödeselementens 'ia-d frilägger bypasskanaler 6a-d så att hela ladd- luftflödet leds genom bypasskanalerna 6a-d. Fig. 7 och 8 visar flödeselernenten 'la-d i detta andra ändläge. Flödeselementen 7a-d kan steglöst ställas i ett godtyckligt mellan- liggande läge mellan nämnda ändlägen. I detta fail leds en del av laddlufttlödet genom vänneväxlarenheten 5 och en resterande del av laddluftflödet genom bypasskanalerna 6a-d. Fig. 5 och 6 visar flödeselementen 7a-d i ett sådant mellanliggande läge.
Vid drift av fordonet mottar styrenheten 14 information som indikerar hur stor del av laddluttflödet som ska kylas. Styrenheten 14 kan mottaga information från, exempel- vis, en temperatursensor som avkänner temperaturen i en avgasrenande komponent, såsom en SCR-katalysator, i en avgasledning som leder ut avgaser från forbrännings- motorn. Avgasernas temperatur är relaterad till kylningen av laddluften. Så länge tem- peraturen i en SCR-katalysator är under en viss temperatur kan inte SCR-katalysatorn aktiveras. Då det är fallet ställer styrenheten flödeselementen i det andra läget så att hela laddluftflödet genom bypasskanalerna 6a-d. Därmed erhåller laddluften ingen kyl- ning vilket resulterar i en högre avgastemperatur och en snabbare uppvärmning av SCR-katalysatom så att den kan aktiveras och rena avgaserna relativt snart efter en kallstart. Så snart som en önskad driftsternperatur skapats i avgasledningen ställer styr- enheten 14 flödeselementen 7a-d normalt i det forsta läget. Hela avgastlödet leds där- med genom värrneväxlarenheten 5. Laddluften tillhandahåller därmed en optimal kyl- ning. Under vissa driftstillfällen kan det dock vara lämpligt att reducera kylningen av laddluften. I sådana fall ställer styrenheten l4 flödeselementen i ett lämpligt mellanlig- gande läge så att endast en bestämd del av laddluftsflödet kyls i värmeväxlarenheten medan en resterande del av laddluftflödet leds genom bypasskanalerna 6a-d utan att kylas. Med hjälp av flödeselementen 7a~d kan laddluften kylning regleras steglöst i laddluftkylaren l med en god precision. Flödeselementen 7a-d bildar en relativt liten vinkel mot laddluftflödet både i det första läget, det andra läget och i de mellanliggan- de lägena. Därmed erhåller laddluften mycket små strömningsforluster i anslutning till flödeselementen 7a~d. Laddluftkylaren l har dessutom en mycket kompakt konstruk- tion. Den kräver därmed ett litet monteringsutrymme i ett fordon.
F ig. 9 visar en alternativ uttöringsfonn av positioneringsmekanismen. I detta fall är flödeselernentens 7a-d axlar 8a~d vriclbart förbundna med varandra med hjälp av ko~ niska kugghjul 12. Det framgår även här att flödeselementen "Ia-d har en triangulär form med ett basparti som är fäst på en axel Sa-d och ett fritt ändparti som utgör ett hörnparti hos flödeselernenten 7a-d. En elektrisk motor 13 är i detta fall förbunden med en av axlarna Sh. En styrenhet 14 styr aktiveringen av den elektriska motorn 13 och därmed det läge flödeselementen 7a~d intar.
Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den på ritningen beskrivna utfáringsforinen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Iden visade utforingsfonnen är flö- deselement Ta-d anordnade både i inloppspartiet 3a och i utloppspartiet 3c. Det kan räcka med en uppsättning ilödeselement 'la-d som är anordnade i ett av nämnda partier 3a, 30 for att fördela laddlutten mellan värmeväxlarenheten 5 och bypasskanalema 6a- d. Behållaren 3 behöver inte ha en åttasidi g tvärsnittsforrn och värmeväxlarenheten 5 en fyrsidig tvärsnittsfonn. De kan ha andra former resulterar i att bypasskanaler skapas i perifera områden mellan värrneväxlarenheten 5 och behållaren 3. Behållaren 3 kan, exempelvis, vara sexsidig och värineväxlarenheten tresidí g. I detta fall skapas tre by- passkanaler och tre tlödeselement. Värmeväxlaren l enligt ovan är inte begränsad till att vara en laddluftkylare utan den kan, exempelvis, utgöra en EGR-kylare eller god- tyckligt slag av värmeväxlare där det är önskvärt att justera värmeövergången mellan två medier. Vänneväxlaren l är inte heller begränsad till att användas i ett fordon. Me- dierna i värrneväxlaren kan vara av väsentligen godtyckligt slag.
Claims (9)
1. l. Värrneväxlare som innefattar en behållare (3) som innefattar ett ínloppsparti (3a) for mottagning av ett första medium, ett mellanliggande parti (3b) som innesluter en vär- meväxlarenhet (5) där det sker en värmeöverforing mellan det forsta mediet och ett andra medium och ett utloppsparti (3 c) där det första mediet leds ut från värmeväxlar- enheten (5), varvid värmeväxlarenheten (5) har utvändig perifer yta som i ett område är beläget på avstånd från en invändig yta hos behållaren (3) så att det bildas en forsta bypasskanal (6a) för det forsta mediet vid sidan om vårmeväxlarenheten (5), och var~ vid värmeväxlaren innefattar ett första vridbart flödeselement (Sa) som är anpassat att reglera flödet av det forsta mediet genom den första bypasskanalen (6a), kännetecknad av att värrneväxlarenheten (5) har utvändig perifer yta som i åtminstone ett ytterligare område är beläget på avstånd från en invändig yta hos behållaren (5) så att det bildas åtminstone en ytterligare bypasskanal (ób-e) for det första mediet vid sidan om vänne- växlarenlieten (5), och varvid värmeväxlaren innefattar åtminstone ett ytterligare vrid~ bait flödeselement (7b-d) som är anpassat att reglera flödet av det första mediet genom den ytterligare bypasskanalen (7b-d), varvid var och en av nämnda tlödeselernent (7a» d) har ett forsta ändparti som är ledat förbundet med vänneväxlarenheten (5) och ett andra fritt ändparti som är beläget på avstånd från värmeväxlarenheten (5).
2. Värrneväxlare enligt krav 1, känneteolcnad av att flödeselementen (7a-d) är vridbart anordnade mellan ett forsta ändläge i vilket de blockerar sina respektive bypasskanaler (6a-d) så att hela det första medietlödet leds genom värmeväxlarenheten (5) och i ett andra ändläge i vilket de tillsammans blockerar flödet genom värmeväxlarenheten (5) så att hela det första medieflödet leds genom bypasskanalerna (6a-d).
3. Vänneväxlare enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ilödeselementen (7a-d) är anpassade att anligga med sina fria ändpartier mot en invändig yta i inlopps- partiet (3a) eller i utloppspartiet (3 e) då de är i det forsta ändläget.
4. Värrneväxlare enligt något av föregående krav, kännetecknad av att flödeselementen (7a-d) är anpassade att anligga med sina fria ändpartier mot varandra i det andra ändlä- get. 10 15 20 25 30 11
5. Vänneväxlare enligt något av föregående krav 2 till 4, kännetecknad av att nämnda flödeselernents (7a-d) är positionerbara i ett flertal mellanliggande positioner mellan det första läget och det andra läget i vilka de leder en del av det första medieflödet ge- nom vårrneväxlarenheten och en resterande del av medieflödet genom bypasskanalerna (6a-d) med en fördelning som varierar med det mellanliggande lägets avstånd till de respektive ändlägena.
6. Värmeväxlare enligt något av föregående krav, kännetecknad av att flödeselementen (7a-cl) är åtminstone delvis anordnade i inloppspaitiet (3a) och/eller i utloppspartiet (3c) hos behållaren (3).
7. Vänneväxlare enligt något av föregående krav, känneteclcnad av att behållaren (3) har en invändig yta som har åtta sidor och åtta hörn i ett tvärgående plan och att vär- meväxlarenheten (5) som har en utvändig yta som har fyra sidor och fyra hörn i nämn- da tvärgående plan, varvid värrneväxlarenhetens (5) fyra hörn är fasta i vart annat hörn hos behållaren (3).
8. S. Värmeväxlare enligt krav l, kännetecknad av att den innefattar en positioneringsme- kanism (l 0-14) som är anpassad att reglerar alla flödeselements (7a-d) position på ett synkront sätt så att de samtidigt ställs i motsvarande lägen.
9. Värrneväxlare enligt krav 8, kännetecknad av att var och en av flödeselementen (7a- d) innefattar en axel (Sa-d) som är vridbart infastai vänneväxlarenheten (5), varvid angränsande flödeselements axlar (Sa-d) är vridbart förbundna med varandra. IO. Värrneväxlare enligt krav 9, kännetecknad av att angränsande flödeselernents axlar (Sa-d) är vridbart förbundna med varandra med hjälp av koniska kugghjul (12).
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1251466A SE536960C2 (sv) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Värmeväxlare med bypasskanaler |
RU2015129103A RU2015129103A (ru) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | Теплообменник, содержащий байпасные каналы |
EP13864302.8A EP2936040A4 (en) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | HEAT EXCHANGERS WITH BYPASS CHANNELS |
CN201380066356.9A CN104919268A (zh) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | 包括旁路通道的热交换器 |
KR1020157017965A KR20150092288A (ko) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | 우회 채널을 포함하는 열교환기 |
PCT/SE2013/051393 WO2014098714A1 (en) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | Heat exchanger comprising bypass channels |
BR112015014675A BR112015014675A2 (pt) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | permutador de calor contendo canais de derivação |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1251466A SE536960C2 (sv) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Värmeväxlare med bypasskanaler |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1251466A1 true SE1251466A1 (sv) | 2014-06-21 |
SE536960C2 SE536960C2 (sv) | 2014-11-11 |
Family
ID=50978851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1251466A SE536960C2 (sv) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Värmeväxlare med bypasskanaler |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2936040A4 (sv) |
KR (1) | KR20150092288A (sv) |
CN (1) | CN104919268A (sv) |
BR (1) | BR112015014675A2 (sv) |
RU (1) | RU2015129103A (sv) |
SE (1) | SE536960C2 (sv) |
WO (1) | WO2014098714A1 (sv) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3059051B1 (fr) * | 2016-11-18 | 2019-06-28 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Dispositif de conditionnement thermique de fluide pour moteur a combustion |
GB2561855A (en) * | 2017-04-25 | 2018-10-31 | Linde Aktiengesellshcaft | Heat exchanger and method for operating a heat exchanger |
CN109798169A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-24 | 浙江大学 | 一种柴油机scr后处理尾气热管理*** |
GB2601773B (en) * | 2020-12-09 | 2023-03-29 | Helical Energy Ltd | A heat exchange unit |
DE102021212482A1 (de) | 2021-11-05 | 2023-05-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Wärmetauscheranordnung für ein Kühlsystem zum Kühlen eines Antriebssystems und Fahrzeug mit Kühlsystem |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9812238D0 (en) * | 1998-06-08 | 1998-08-05 | Schack Engineering Gb Limited | Heat exchanger |
US6330910B1 (en) * | 1999-03-03 | 2001-12-18 | Easton Bennett | Heat exchanger for a motor vehicle exhaust |
WO2002052142A1 (fr) * | 2000-12-19 | 2002-07-04 | Valeo Termico Sa | Module echangeur de chaleur, specialement concu pour un systeme de recyclage des gaz d'echappement |
DE10260251A1 (de) * | 2002-12-20 | 2004-07-01 | Siemens Ag | Kühlelement für Gase |
DE502004002379D1 (de) * | 2004-08-14 | 2007-02-01 | Modine Mfg Co | Wärmetauscher, bestehend aus Flachrohren |
DE102004045021B4 (de) * | 2004-09-15 | 2013-07-11 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmetauscher für Verbrennungsmotoren |
CN100554655C (zh) * | 2004-12-14 | 2009-10-28 | 迪普路株式会社 | 柴油发动机的废气净化装置及控制装置 |
EP2041419B1 (de) * | 2006-07-06 | 2016-09-07 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Abgaskühler, insbesondere für ein kraftfahrzeug |
DE102006037773A1 (de) * | 2006-08-11 | 2008-02-14 | Janich Gmbh & Co. Kg | Wärmerückgewinnungssystem |
DE102007048824B4 (de) * | 2007-10-10 | 2018-02-22 | Mahle International Gmbh | Wärmetauscher, insbesondere zur Abgaskühlung |
DE102008011557B4 (de) * | 2007-12-12 | 2010-02-25 | GEA MASCHINENKüHLTECHNIK GMBH | Abgasrückkühler für eine Verbrennungskraftmaschine |
GB0813938D0 (en) * | 2008-07-30 | 2008-09-03 | Heat Recovery Solutions Ltd | Heat exchanger |
GB2477316A (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-03 | Tanjung Citech Uk Ltd | Seal for a heat exchanger bypass valve |
US8424296B2 (en) * | 2010-06-11 | 2013-04-23 | Dana Canada Corporation | Annular heat exchanger |
-
2012
- 2012-12-20 SE SE1251466A patent/SE536960C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-11-27 RU RU2015129103A patent/RU2015129103A/ru unknown
- 2013-11-27 CN CN201380066356.9A patent/CN104919268A/zh active Pending
- 2013-11-27 EP EP13864302.8A patent/EP2936040A4/en not_active Withdrawn
- 2013-11-27 WO PCT/SE2013/051393 patent/WO2014098714A1/en active Application Filing
- 2013-11-27 KR KR1020157017965A patent/KR20150092288A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-11-27 BR BR112015014675A patent/BR112015014675A2/pt not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014098714A1 (en) | 2014-06-26 |
BR112015014675A2 (pt) | 2017-07-11 |
CN104919268A (zh) | 2015-09-16 |
RU2015129103A (ru) | 2017-01-24 |
EP2936040A4 (en) | 2016-08-24 |
SE536960C2 (sv) | 2014-11-11 |
KR20150092288A (ko) | 2015-08-12 |
EP2936040A1 (en) | 2015-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE1251466A1 (sv) | Värmeväxlare | |
CN102606346B (zh) | 用于废气再循环***的热交换器 | |
DK178775B1 (da) | Forbrændingsgaskøler til en forbrændingskraftmaskine | |
AU2011252771B2 (en) | Device for compressing and drying gas | |
SE528197C2 (sv) | Laddluftkylare | |
US9874407B2 (en) | Heat exchanger | |
CA2726001C (en) | A ventilation device with alternating airflow | |
CN104501632A (zh) | 一种弧形板式换热器 | |
SE1050162A1 (sv) | Arrangemang för att förhindra isbildning i en laddluftkylare | |
RU2489663C1 (ru) | Теплообменник | |
EP2546491B1 (en) | Engine exhaust gas heat exchanger and energy supply device using same | |
JP2016519275A (ja) | 焼結炉で用いる多管式レキュペレータ、並びに焼結炉及び多管式レキュペレータが関与する伝熱方法 | |
SE528278C2 (sv) | Laddluftkylare | |
FI121581B (sv) | Värmekraftpanna | |
SE533056C2 (sv) | Laddluftkylare för kylning av luft som leds till en överladdad förbränningsmotor | |
SE531599C2 (sv) | Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor | |
ES2234398B1 (es) | Intercambiador de calor, en especial de los gases de escape de un motor. | |
CN109682233A (zh) | 一种精密分散管路高效换热装置 | |
US9243852B2 (en) | Adjustable heat exchanger | |
RU2255282C2 (ru) | Дисковый теплообменник | |
SE537026C2 (sv) | Kylaranordning för kylning av ett medium i ett fordon | |
JP2009150602A (ja) | 熱交換装置 | |
SE432290B (sv) | Flerstegs vexlad radialkompressor med kylare och vermevexlare for uppvermning av vatten | |
SE525871C2 (sv) | Substans- och/eller värmeöverföringsanordning med inre drivdon | |
SE537803C2 (sv) | EGR-kylare samt förbränningsmotor med en sådan EGR-kylare |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |