SE467471B - Anordning foer filtrering och vaermevaexling - Google Patents

Description

467 471 10 15 20 25 30 35 2 och transmissioner blivit allt mer angeläget att kyla oljan.

Dagens konventionella oljekylare för fordon, vilka är baserade på turbulent strömning hos oljan och det kylande mediet, som är vatten eller en vatten-glykol-blandning, är emellertid trots masstillverkning så dyra att de kommer till användning endast när det är mer eller mindre absolut nödvändigt. Motorer och transmissioner i moderna fordon arbetar dock i allt större omfattning med mycket höga temperaturer, som utan kylning av oljan äventyrar eller minskar livslängd och tillförlitlighet hos systemen. Det finns därför en stark önskan att använda oljekylare vid de flesta motorer och vid många transmissioner, om det kan ske till en låg totalkostnad och medelst konstruk- tioner som tillåter en kompakt och tillförlitlig inbyggnad.

Den bästa teknik som hittills finns allmänt tillgänglig för kompakta värmeväxlare baserar sig på turbulent strömning och på en användning av s.k. turbulatorer, som ger ett tunt laminärt gränsskikt vid mediernas kontaktytor och därmed en relativt hög överförd effekt. Med denna bästa, hittills an- vända teknik får en värmeväxlare, exempelvis en vatten-olje- kylare för motorer eller transmissioner, ungefär samma stor- lek som ett oljefilter men är, såsom tidigare nämnts, flerfal- digt dyrare att framställa än filtret. En sammanbyggnad av filter och värmeväxlare med bibehållen konstruktion till en enda enhet skulle resultera i en förhållandevis stor och svår- placerad komponent, som dessutom skulle vara alldeles för dyr för att kunna användas som en engångskomponent.

Vid värmeväxlare som arbetar med två olika medier, såsom exempelvis olja och vatten, är det vidare av största vikt, att de båda medierna ej kan läcka över till varandra. I sam- band med kylning av smörjolja eller hydraulvätska med använd- ning av vatten eller en vatten-glykol-blandning kan mycket allvarliga skador uppstå på systemet, om smörjoljan respektive hydraulvätskan blandas upp med vatten. Vid konventionella oljekylare baserade på turbulent strömning föreligger en be- tydande risk för sådan överläckning, genom att utformningen av dessa oljekylare är sådan, att ett stort antal detaljer är sammanfogade, vanligtvis genom lödning, så att antalet fog- ställen är högt och den totala fogsträckan är lång. Denna l0 l5 20 25 30 35 467 471 3 risk för överläckning, som en tekniskt svår och krävande sam- manfogningsmetod medför, ökar också med vibrationer, tryckpà- känningar, termiska påkänningar och påfrestningar vid even- tuell frysning av det kylande vattnet. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en kombinerad anordning för samtidig filtrering av ett medium och värmeväxling mellan detta medium och ett annat medium, vilken anordning kan tillverkas till ett mycket lågt pris och med en mycket liten volym och vikt jämfört med ett konven- tionellt arrangemang omfattande ett filter och en separat seriekopplad värmeväxlare med samma värmeväxlingseffekt, och som är mycket säker mot överläckning mellan de båda medierna och har en stor tålighet mot tryck, vibrationer, korrosion etc. Uppfinningen har i första hand utvecklats med sikte på en liten och billig komponent för samtidig filtrering och kylning av smörjolja eller hydraulvätska, varvid kylmedlet ut- göres av vatten eller en blandning av vatten och glykol. Själv- fallet finnes dock även många andra möjliga användningar av en anordning enligt uppfinningen, men marknaden för filtrering och samtidig kylning av smörjolja och hydraulvätska är den största och även den som torde ha den största ökningspoten- tialen. Det största behovet finnes därvid inom fordonsomràdet, men en betydande marknad finns även i samband med andra sys- tem där smörjolja eller hydraulvätska användes.

Enligt uppfinningen uppnås de ovan angivna ändamålen med en anordning utformad enligt bifogade patentkrav.

Det i första hand utmärkande för anordningen enligt upp- finningen består däri, att värmeväxlaren är anordnad koaxiellt omkring det cylindriskt rörformiga filterelementet mellan filterelementets utsida och det yttre höljets cylindriska mantelvägg, varvid värmeväxlaren innefattar en i huvudsak cylindrisk skiljevägg, som delar upp nämnda utrymme i en första, mellan skiljeväggen och filterelementet liggande kam- mare, som genomströmmas av det medium som skall filtreras, innan detta medium passerar genom filterelementet, och en andra, mellan shüjeväggen och höljets mantelvägg belägen kammare, som genomströmmas av det andra mediet.

En speciellt fördelaktig utföringsform av en anordning 467 471 10 l5 20 25 30 35 H enligt uppfinningen erhålles, om värmeväxlardelen utformas på ett sådant sätt, att man för båda medierna, dvs. på båda sidor om värmeväxlarens skiljevägg, utnyttjar den nya, ej tidigare praktiskt tillämpade värmeväxlingsprincip som finnes beskriven i den internationella patentansökningen PCT/SESH/00245. Denna\Ébmeväxlingsprincip, vilken baserar sig på en laminär strömning hos värmeväxlingsmedierna, gör det möjligt att framställa en värmeväxlare för en mycket låg kostnad och med en 3-H gånger så hög värmeväxlingseffekt per volymenhet som är praktiskt ekonomiskt möjligt med dagens bästa konventionella värmeväxlare med turbulent strömning hos värmeväxlingsmedierna. Detta extremt goda resultat uppnås samtidigt som värmeväxlarens tålighet för tryck, vibrationer, korrosion etc. blir mycket hög. I motsats till värmeväxlare med turbulent strömning kräver värmeväxlare baserad på denna nya princip enligt den nämnda internationella patentansök- ningen ej heller någon ökning av tryckfallet för en ökning av värmeväxlingseffekten. Denna utföringsform av anordningen är speciellt att föredraga, då båda värmeväxlingsmedierna är svåra ur värmeväxlingssynpunkt eller då man önskar små volym- strömmar och ändå har ett högt krav på värmeväxlingseffekten, exempelvis då man önskar kyla olja med en så liten vattenför- brukning som möjligt, såsom exempelvis i ett stationärt hydraulsystem. Medelst denna;utföringsform av en anordning enligt uppfinningen är det möjligt att i en enda komponent åstadkomma ett oljefilter och en oljekylare för exempelvis fordonsmotorer, vilken komponent endast är obetydligt större än ett konventionellt oljefilter för detta ändamål och vars tillverkningskostnad endast är ungefär 2-3 gånger högre än kostnaden för ett sådant konventionellt oljefilter, men som trots detta har samma filterkapacitet som ett sådant och dess- utom lika stor kyleffekt som de separata oljekylare som idag erfordras i samband med fordonsmotorer och som i sig själva är mångfaldigt dyrare än dagens konventionella oljefilter och dessutom kräver minst lika mycket plats som enbart det kon- ventionella oljefiltret.

Vid en anordning enligt uppfinningen kan värmeväxlardelen också utformas på ett sådant sätt, att den extremt goda värme- 10 15 20 25 30 35 467 471, 5 växlingsprincipen enligt den ovan nämnda internationella patentansökningen användes endast för det medium som också skall filtreras, dvs. för det första mediet på insidan om värmeväxlarens skiljevägg, medan man för det andra mediet på utsidan om värmeväxlarens skiljevägg använder sig av en värme- växling med turbulent strömning hos detta andra medium. En sådan utföringsform kan vara aktuell, då man önskar öka an- ordningens okänslighet för föroreningar i detta andra medium samt då detta andra medium har ur värmeväxlingssynpunkt gynn- samma egenskaper och samtidigt kan användas med en relativt hög volymström. Exempel på en sådan tillämpning kan vara en komponent för filtrering och kylning av olja vid fordonsmoto- rer, där vattenvolymströmmen för motorns egen kylning är hög och utan större svårigheter kan användas till erforderlig del även för oljekylningen. Denna utföringsform är således prak- tiskt och ekonomiskt fullt användbar och tillåter ett mera orent kylande medium, varvid det dock är svårt att förhindra att värmeväxlingseffekten blir något mindre än vid den ovan beskrivna mest fördelaktiga utföringsformen av uppfinningen.

Det är även tänkbart vid en anordning enligt uppfinningen att utforma värmeväxlardelen på sådant sätt, att man använder en värmeväxlingsprincip med turbulent strömning hos båda medierna, dvs. på båda sidor om värmeväxlarens skiljevägg. En sådan utföringsform blir visserligen väsentligt ofördelakti- gare än de båda i det föregående beskrivna utföringsformerna, eftersom väsentligt större strömningsvolymer kräves, vilket medför att anordningen får en väsentligt större volym och även blir dyrare att framställa. I konkurrens med dagens kon- ventionella teknik på området har emellertid även denna ut- föringsform goda förutsättningar att hävda sig väl.

I det följande skall uppfinningen ytterligare beskrivas i anslutning till bifogade ritningar, vilka såsom exempel illustrerar några olika utföringsformer av en anordning enligt uppfinningen avsedda att användas för filtrering och kylning av olja, exempelvis för förbränningsmotorer och transmissioner, medelst vatten eller en vatten-glykol-blandning. I ritningarna visar fig. lA en sidovy, delvis i axiellt snitt, av en första, 467 471 l0 15 20 25 30 35 6 föredragen utföringsform, vid vilken värmeväxlingsprincipen enligt den internationella patentansökningen PCT/SE8H/00245 är utnyttjad för båda medierna; fig. lB visar ett radiellt snitt genom anordningen enligt fig. 1A; fig. lC visar en del av snittet i fig. lB i större skala; fig. 2A visar en sidovy, delvis i axiellt snitt, av en andra utföringsform, vid vilken värmeväxlingsprincipen enligt den internationella patentansökningen PCT/SE84/00245 användes endast för det medium som även skall filtreras, medan en värmeväxling baserad på turbulent strömning användes för det andra mediet; fig. 2B och 2C visar ett radiellt snitt genom anord- ningen enligt fig. 2A med två olika utformningar av den sida av värmeväxlaren där turbulent strömning användes; fig. 2D och 2E visar en del av snittet i fig. 2B-2C i större skala; fig. 3A visar en sidovy, delvis i axiellt snitt, genom en tredje utföringsform, vid vilken en värmeväxling med tur- bulent strömning användes för båda medierna, dvs. på båda sidor om värmeväxlarens skiljevägg; och fig. 3B visar ett radiellt snitt genom anordningen genom fig. 3A.

Den i fig. lA, B, C schematiskt visade anordningen enligt uppfinningen, vilken utformats i första hand för filtrering och kylning av olja vid exempelvis fordonsmotorer och trans- missioner, innefattar ett yttre hölje allmänt betecknat med l, som har en cylindrisk mantelvägg la och två till denna anslutna gavelväggar lb och lc. Inuti detta hölje är koaxiellt anordnat ett rörformat cylindriskt filterelement 2 av konventionellt slag, som är avsett att genomströmmas av oljan i radiell rikt- ning utifrån och inåt och vars insida stödjes av en perforerad hylsa 3. Höljets gavel lc har på konventionellt sätt en central utloppsöppning 4 för oljan från det av filterelementet 2 om- slutna utrymmet. I det ringformade utrymmet mellan filterele- mentets 2 utsida och ytterhöljets cylindriska mantelvägg la, vilket utrymme vid konventionella oljefilter endast användes för fördelning av den inströmmande oljan över filterelementets 2 lÛ l5 20 25 30 35 467 471 7 utsida, är vid anordningen enligt uppfinningen en värmeväxlare anordnad för kylning av oljan medelst ett kylmedium, före- trädesvis vatten eller en vatten-glykol-blandning. Denna värme- växlare innefattar en cylindrisk, mediumtät skiljevägg 5, vil- ken delar upp utrymmet mellan ytterhöljets mantelvägg la och filterelementets 2 utsida i två mediumtätt åtskilda kamrar, varvid den inre, mellan skiljeväggen och filterelementet be- lägna kammaren 6 är avsedd att genomströmmas av oljan, medan den yttre, mellan skiljeväggen 5 och höljets mantelvägg la be- lägna kammaren 7 är avsedd att genomströmmas av vatten. Denna skiljevägg 5 består med fördel av ett enda foglöst material- stycke, så att risken för läckage mellan de båda kamrarna 6 och 7 genom skiljeväggen 5 blir minimal. Den nedre ringformade axiella änden 5a av skiljeväggen 5 är vidare så infogad och infäst i höljets gavelvägg lc, att eventuella läckage från kamrarna 5 och 6 vid dessa fogställen blir riktade utåt till omgivningen och ej från den ena kammaren till den andra. Den övre ringformade axiella änden av skiljeväggen 5 är infogad eller infäst i det yttre höljets l övre gavelvägg på liknande sätt, eller alternativt och med fördel kan skiljeväggen 5 vara utformad i ett stycke med ytterhöljets övre gavelvägg lb, såsom visat i ritningen, varvid sålunda den cylindriska skilje- väggen 5 i värmeväxlaren utgör en del av ett element utformat som en uppochnedvänd burk. Oljeinloppet till värmeväxlarens inre kammare 6 bildas av ett antal öppningar 8 i höljets nedre, något koniska gavelvägg lc. Radiellt utanför dessa inloppsöpp- ningar 8 och den centrala utloppsöppningen H för oljan finnes en tätningsring 9, så att anordningen kan monteras på ett motorblock på liknande sätt som konventionella oljefilter för fordonsmotorer. Kylvattnet strömmar in till värmeväxlarens yttre kammare 7 genom ett inloppsrör 10, som mynnar i en ring- formad inloppskammare ll vid anordningens övre ände, och ström- mar åter ut genom ett utloppsrör 12 från en ringformad utlopps- kammare 13 vid anordningens nedre ände.

Vid den i fig. lA, B, C visade anordningen är värmeväx- laren utformad att arbeta, med avseende på såväl den i den inre värmeväxlarkammaren 6 strömmande oljan som det i den yttre värmeväxlarkammaren 7 strömmande vattnet, enligt den i den 467 47'l 10 l5 20 25 30 35 8 tidigne nämnda internationella patentansökningen PCT/SE8H/0O2U5 beskrivna värmeväxlingsprincipen, vilken baserar sig på en laminär strömning hos medierna. Beträffande den principiella utformningen och arbetssättet för värmeväxlare av denna typ hänvisas till nämnda internationella patentansökan. I enlighet med denna värmeväxlingsprincip är skiljeväggen 5 på båda sina sidor utformad med utskjutande, i ett stycke med skiljeväggen utformade, periferiellt förlöpande flänsar lH respektive 15 (se fig. lC) med mellanliggande smala spaltformiga, periferi- ellt förlöpande strömningskanaler, i vilka värmeväxlings- medierna strömmar laminärt. Flänsarna lä i den yttre, av vatten genomströmmade värmeväxlarkammaren 7 har en radiell höjd mot- svarande det radiella avståndet mellan skiljeväggen 5 och höl- jets mantelvägg la, medan flänsarna l5 i den inre, av oljan genomströmmade värmeväxlarkammaren 6 har en radiell höjd som är något mindre än det radiella avståndet mellan skiljeväggen 5 och filterelementets 2 utsida. I den yttre kammaren 7 är flänsarna lä avbrutna av ett antal, i det visade utförings- exemplet sex, axiellt förlöpande fördelningskanaler l6, vilkas nedre axiella ändar är tillslutna medan de övre axiella ändarna står i förbindelse med den ringformade inloppskammaren ll för vattnet, som sålunda strömmar axiellt nedåt genom fördelnings- kanalerna lö och från dessa fördelar sig till och strömmar periferiellt med laminär strömming genom de spaltformiga strömningskanalerna mellan flänsarna 14 på det i fig. lC me- delst pilar markerade sättet. Vattnet samlas upp från nämnda spaltformade strömningskanaler i ett motsvarande antal, dvs. i det visade exemplet sex, axiellt förlöpande samlingskanaler l7, vilkas övre axiella ändar är tillslutna medan deras nedre axiella ändar står i förbindelse med den ringformade utlopps- kammaren l3, De periferiellt förlöpande flänsarna lU är mellan varje fördelningskanal l6 och de närbelägna samlingskanalerna 17 avbrutna medelst en smal slits 36, vars ändamål finnes när- mare beskrivet i den nämnda internationella patentansökningen.

I den inre värmeväxlarkammaren 6 är de periferiellt förlöpande flänsarna 15 på motsvarande sätt avbrutna av ett antal, i det visade exemplet sex, axiellt förlöpande fördelningskanaler 18, vilkas axiellt övre ändar är normalt tätade medan deras axiellt rr 10 15 20 25 30 35 467 471! 9 nedre ändar står i förbindelse med den ringformade inlopps- kammaren 19 för oljan innanför höljets nedre gavelvägg lc, samt av mellan dessa fördelningskanaler 18 belägna, axiellt förlöpande samlingskanaler 20, som är normalt tätade vid båda sina axiella ändar. Mellan fördelningskanalerna 18 och samlings kanalerna 20 är flänsarna 15 avbrutna medelst smala slitsar 37 med samma ändamål som slitsarna 36 i flänsarna lu. I det ring- formade utrymmet mellan flänsarnas 15 radiellt inåt vända kanter och filterelementets 2 utsida är en i huvudsak cylind- risk plåt 21 anordnad som ett strömningsledande organ för oljan Denna plåt 21 ligger över större delen av sin omkrets an mot flänsarnas 15 radiellt inåt vända kanter och täcker sålunda strömningskanalerna mellan dessa flänsar. Mittför fördelnings- kanalerna 18 är plåten 21 dock så utformad att den i stället ligger an mot utsidan av filterelementet 2, varigenom fördel- ningskanalerna 18 för den inströmmande oljan får en större Strömningsarea. Mittför de axiella samlingskanalerna 20 är plåten 21 vidare försedd med ett antal öppningar 22, exempel- vis runda hål. Den genom oljeinloppsöppningarna 8 och inlopps- kammaren 19 inströmmande oljan kommer sålunda att strömma axiellt uppåt i anordningen genom de axiella fördelningskama- lerna 18, från vilka oljan strömmar i periferiell riktning och med laminär strömning genom de spaltformiga strömningskanalerna mellan flänsarna 15 till de axiellt förlöpande samlingskana- lerna 20, från vilka oljan strömmar ut genom öppningarna 22 i plåten 21 till utrymmet mellan plåten 21 och filterelemen- tets 2 utsida, så att oljan fördelas jämnt över filterelemen- tets utsida och kan strömma genom filterelementet för att slut- ligen lämna anordningen genom oljeutloppet U. Medelst denna utformning av värmeväxlaren uppnås en mycket stor värmeväx- lingseffekt per volymenhet och samtidigt en effektiv fördel- ning av oljan över filterelementets 2 utsida, så att även filterelementet blir effektivt utnyttjat. Denna värmeväxlare är också mycket säker mot läckage mellan de båda värmeväx- lingsmedierna och har en stor tålighet för tryck, vibrationer, korrosion etc.

De övre axiella ändarna av fördelningskanalerna 18 för den inströmmande oljan är normalt tillslutna av en ringformad 467 471 10 l5 20 25 30 35 10 fjäderbricka 23, som har till uppgift dels att hålla filter- elementet 2 på plats och dels att fungera som en övertrycks- ventil, om tryckfallet över värmeväxlarens oljesida och/eller över filterelementet 2 överstiger ett önskat värde, exempelvis som följd av igensättning eller hög viskositet hos oljan, såsom exempelvis vid kallstart. Härvid lyftes den yttre om- kretsen av fjäderbrickan 23 och öppnar de övre axiella ändarna av kanalenrna 18, varvid den inströmmande oljan kommer att strömma väsentligen endast genom dessa kanaler l8 och via ut- rymmet ovanför filterelementet 2 och en ytterligare övertrycks- ventil 2H, som öppnar vid ett oönskat stort tryckfall över filterelementet 2, till det centrala utrymmet innanför filter- elementet 2 och till oljeutloppet H utan att ha passerat genom filterelementet. Den genom de axiella kanalerna 18 strömmande oljan kommer härvid ej att vara i kontakt med fil- terelementets utsida 2, varför det ej finnes någon risk för att smuts från filterelementets utsida ryckes med och kommer in i motorn, vilket är en risk som föreligger i hög grad vid konventionella oljefilter i samma situation. Det relativt stora avstånd och därmed betydande volym som vid konventio- nella oljefilter måste finnas mellan filterelementet och den yttre höljeväggen, kan vid uppfinningen utnyttjas för värme- växlarens volymbehov, samtidigt som risken för medryckt smuts elimineras. Värmeväxlarens strömningsvägar är således en till- gång för filtret, som minskar volymbehovet för själva filtret och även minskar behovet av tilläggsvolym för värmeväxlaren.

Innanför oljeinloppsöppningarna 8 i ytterhöljets nedre gavelvägg lc finnes vidare en gummiring 25, som tryckes nedåt av en fjäderbelastad plåtring 26 och som har till uppgift att tillsluta oljeinloppsöppningarna 8 vid demontering av anord- ningen, så att den i anordningen befintliga oljan ej rinner ut. Gummiringen 25 fungerar sålunda som en backventil, som lyftes och öppnas av oljetrycket, då anordningen är monterad på plats och i funktion.

Den i fig. 2A-D illustrerade anordningen enligt uppfin- ningen är utformad på exakt samma sätt som den i det före- gående beskrivna och i fig. lA-C visade anordningen med undan- tag för att den yttre värmeväxlarkammaren 7 mellan skiljeväg- 10 15 20 25 30 35 467 471 ll gen 5 och ytterhöljets mantelvägg la ej är utformad efter värmeväxlingsprincipen enligt den tidigare nämnda interna- tionella patentansökningen utan i stället är utformad efter den konventionella värmeväxlingsprincipen med turbulent ström- ning. Därvid kan skiljeväggen 5 antingen ha en helt slät ut- sida, såsom illustrerat i fig. 2B och 2D, eller vara utformad med utskjutande flänsar 27, såsom illustrerat i fig. 2C och ZE, vilka flänsar sträcker sig i axiell riktning och delar upp den yttre värmeväxlarkammaren 7 i ett antal axiellt förlöpande strömningskanaler 28, i vilka det genom inloppet 10 inström- mande vattnet strömmar axiellt nedåt till utloppet l2 med tur- bulent strömning på konventionellt sätt.

En anordning utformad enligt fig. 2 är användbar framför- allt i de fall då det genom den yttre värmeväxlarkammaren 7 strömmande mediet har ur värmeväxlingssynpunkt gynnsamma egen- skaper, såsom exempelvis vatten, och finnes tillgängligt i en sådan mängd att en stor volymström av detta medium kan an- vändas. I sådana fall har detta utförande av anordningen enligt uppfinningen den fördelen, att den blir mindre känslig för föro reningar i det genom den yttre värmeväxlarkammaren 7 strömmande mediet, eftersom strömningskanalerna i denna kammare får be- tydligt större tvärsnittsareor än vid ett utförande enligt fig. l. Däremot är det svårt att vid en utformning enligt fig. 2 förhindra att värmeväxlingseffekten minskar något rela- tivt värmeväxlingseffekten hos ett utförande enligt fig. l, såvida man ej vid utförandet enligt fig. 2 ökar anordningens volym.

Det i fig. 3A och 3B visade utförandet av en anordning enligt uppfinningen skiljer sig från de i det föregående be- skrivna utförandena därigenom, att den konventionella värme- växlingsprincipen med turbulent strömning användes på båda sidorna i värmeväxlardelen. Den i huvudsak cylindriska skilje- väggen 5 hos värmeväxlaren är härvid veckad med periferiellt förlöpande, bälgformiga veck, så att både den yttre, av vatten genomströmmade värmeväxlarkammaren 7 och den inre, av olja genomströmmade värmeväxlarkammaren 6 bildas av ett antal peri- feriellt förlöpande strömningskanaler mellan skiljeväggens 5 veck, i vilka strömningskanaler vattnet respektive oljan ström- 467 471 10 l5 20 25 30 35 l2 mar turbulent. Strömningskanalerna för oljan på den inre sidan av skiljeväggen 5 kan därvid innehålla turbulatorer av lämp- ligt konventionellt slag för att befrämja oljans turbulenta strömning. Den veckade skiljeväggen 5 ligger an mot ytter- höljets mantelvägg la med sina radiellt utåt riktade veckkan- ter, medan de radiellt inåt riktade veckkanterna ligger på något avstånd från filterelementets 2 utsida. I det så bil- dade mellanrummet mellan skiljeväggen 5 och filterelementet 2 är en i huvudsak cylindrisk plåt 29 insatt, liknande plåten 21 vid anordningarna enligt fig. l och 2, vilken är så utfor- mad att den bildar axiellt förlöpande fördelningskanaler 30, genom vilka den inströmmande oljan strömmar axiellt uppåt och fördelar sig mellan skiljeväggens 5 radiellt inåt öppna veck, i vilka oljan därefter strömmar i periferiell riktning på det medelst pilar i fig. 3B markerade sättet till öppningar 31 i plåten 29, genom vilka öppningar oljan strömmar in i utrymmet mellan plåten 29 och filterelementet 2 och kan fördela sig över filterelementets utsida. För kylvattnet är ytterhöljet l försett med ett inloppsrör 32, som mynnar i en inloppskammare 33, som sträcker sig över anordningens hela axiella höjd och sålunda fördelar det inströmmande vattnet till samtliga radi- ellt utåt öppna veck i den veckade skiljeväggen 5. I dessa veck strömmar vattnet periferiellt till en på motsvarande sätt utformad utloppskammare 34 och ett till denna anslutet ut- loppsrör 35. Naturligtvis kan man utforma anordningen med ett större antal runt omkretsen fördelade inlopp och utlopp för vattnet, liksom plåten 29 kan utformas till att bilda fler än två fördelningskanaler 30 för den inströmmande oljan.

En anordning utformad enligt fig. 3 får, som följd av att värmeväxlaren är utformad för turbulent strömning hos båda värmeväxlingsmedierna, en betydligt lägre värmeväxlingseffekt per volymenhet än anordningarna enligt fig. l och 2, varför en anordning enligt fig. 3 får en större volym och en större vikt liksom en högre kostnad än anordningar utformade enligt fig. 1 eller 2. En anordning enligt fig. 3 är därför knappast konkurrenskraftig med en anordning enligt fig. l eller fig. 2, om det är frågan om en komponent för samtidig filtrering och kylning av olja vid exempelvis fordonsmotorer, men den kan fl 10 l5 20 467 471 13 trots detta hävda sig väl i jämförelse med ett konventionellt arrangemang bestående av ett separat oljefilter och en separat oljekylare kopplade i serie med varandra.

Gemensamt för samtliga de visade utföringsformerna av en anordning enligt uppfinningen är att värmeväxlaren är place- rad i ett utrymme, som i vilket fall som helst erfordras för tillförsel av det filtrerade mediet till filterelementet, var- vid värmeväxlaren medverkar till att effektivt fördela mediet över filterelementets utsida. Vidare utnyttjas det för filter- elementet i vilket fall som helst erforderliga yttre höljet även som en del av värmeväxlaren, varvid den inre skiljeväggen i värmeväxlaren och ytterhöljets mantelvägg kan på ett effek- tivt sätt samverka med varandra för att ta upp de krafter som trycken i de båda medierna ger upphov till. En anordning en- ligt uppfinningen utmärker sig därför av en mycket god såväl material- som utrymmesekonomi. Om värmeväxlardelen vidare enligt de mest föredragna utföringsformerna av uppfinningen, enligt fig. l och 2, utformas att arbeta efter den nya värme- växlingsprincipen enligt den tidigare nämnda internationella patentansökningen, uppnås också en mycket hög värmeväxlings- effekt per volymenhet och därmed ytterligare besparingar med avseende på utrymme, vikt och kostnader.

Claims (11)

467 471 ”f Patentkrav
1. l. Anordning för samtidig filtrering av ett första medium och värmeväxling mellan detta första medium och ett andra medium, innefattande en filterdel och en värmeväxlardel, varvid filterdelen innehåller ett i huvudsak cylindriskt hylsformigt filterelement (2) och värmeväxlardelen likaledes är väsentligen cylindriskt hylsformad samt filterdelen och värmeväxlardelen är anordnade koaxiellt relativt varandra inuti ett yttre hölje (l) med en i huvudsak cylindrisk mantel- vägg (la) och till denna anslutna gavelväggar (lb, lc), vilket hölje är försett med ett första inlopp (8) och ett första utlopp (H) för det första mediet och ett andra inlopp (10) och ett andra utlopp (12) för det andra mediet, k ä n n e t e c k n a d av att värmeväxlardelen är anordnad koaxiellt utanför filterelementet (2) i ett ringformat utrymme mellan detta och höljets mantelvägg (la) och innefattar en i huvudsak cylindrisk skiljevägg (5), vilken delar upp nämnda utrymme i två mediumtätt åtskilda kamrar (6, 7), varav den första kammaren (6) är belägen mellan skiljeväggen (5) och filterelementet (2) och är avsedd att genomströmmas av det första mediet och den andra kammaren (7) är belägen mellan skiljeväggen(5) och höljetsmantelvägg (la) och står i för- bindelse med nämnda andra inlopp (l0) och andra utlopp (12) för det andra mediet för att genomströmmas av detta, varvid nämnda första kammare (6) innehåller ett stort antal i peri- feriell riktning intill skiljeväggen (5) förlöpande strömnings- kanaler för det första mediet och ett mindre antal axiellt förlöpande, runt omkretsen fördelade huvudströmningskanaler av växelvis ett första slag (18) och ett andra slag (20), vilka huvudströmningskanaler står i förbindelse med samtliga nämnda periferiellt förlöpande strömningskanaler och är åt- skilda från varandra av en mellan de periferiellt förlöpande strömningskanalerna och filterelementets(2) utsida insatt, i huvudsak cylindrisk och filterelementet (2) omslutande plåthylsa (21), som på sin radiellt utåt vända sida avgränsar de axiella huvudkanalerna av det första slaget (18) och åt- skiljer dessa från filterelementets (2) utsida och på sin radiellt inåt vända sida avgränsar de axiella huvudkanalerna få /.s~ 467 471 av det andra slaget (20), vilka sträcker sig utmed filter- elementets (2) utsida och står i förbindelse med de periferiella strömningskanalerna genom öppningar (22) i hylsan (21), var- jämte det vid det rörformiga filterelementets (2) ena axiella ände finnes en förbindelse mellan ett av filterelementet om- slutet utrymme och nämnda huvudkanaler (18) av det första slaget (18), vilken förbindelse innehåller en övertrycksventil (23, 24) anordnad att öppnas endast då tryckfallet över filter- elementet (2) för det första mediet överstiger ett förutbestämt värde, och nämnda första inlopp (8) och första utlopp (U) är anordnade i höljets gavelvägg (lc) vid filterelementets (2) motsatta axiella ände och står i förbindelse med endera av nämnda huvudkanaler av det första slaget (18) och det av filter- elementet (2) omslutna utrymmet.
2. 2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första inlopp (8) för det första mediet står i förbin- delse med nämnda huvudkanaler av det första slaget (18) och nämnda första utlopp (H) för det första mediet står i för- bindelse med det av filterelementet (2) omslutna utrymmet.
3. 3. Anordning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att skiljeväggens (5) mot den första kammaren (6) vända in- sida är utformad med ett stort antal utskjutande, periferiellt förlöpande och i ett stycke med skiljeväggen utformade flän- sar (15), vilka mellan sig bildar nämnda periferiellt för- löpande, spaltformiga strömningskanaler, i vilka det första mediet strömmar laminärt.
4. H. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda periferiellt förlöpande flänsar (15) är avbrutna av ett antal, axiellt förlöpande, växelvis på periferiellt av- stånd från varandra belägna fördelningskanaler respektive samlingskanaler, vilka utgör åtminstone en del av nämnda huvudkanaler av det första slaget (18) och det andra slaget (20).
5. 5. Anordning enligt något av kraven l - U, k ä n n e - t e c k n a d av att skiljeväggens (5) mot den andra kammaren (7) vända utsida är utformad med ett stort antal ut- skjutande, periferiellet förlöpande och i ett stycke med skiljeväggen utformade flänsar (lü), vilka mellan sig bildar A 67 /é 471 Spífiformiga strömningskanaler, i vilket det andra mediet strömmar laminärt, varjämte nämnda flänsar (lä) är avbrutna av ett antal, axiellt förlöpande, växelvis på periferiellt avstånd från varandra belägna fördelnings- respektive samlings- kanaler (16 respektive l7), vilka vid sina ena axiella ändar står i förbindelse med nämnda andra inlopp (10) för det andra mediet respektive nämnda andra utlopp (12) för det andra mediet.
6. 6. Anordning enligt t e c k n a d att genomströmmas med något av kraven l - U, k ä n n e - av att nämnda andra kammare (7) är utformad turbulent strömning hos det andra mediet.
7. 7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att skiljeväggens (5) mot nämnda andra kammare (7) vända utsida är utformad med utskjutande, i ett stycke med skiljeväggen utformade, axiellt förlöpande flänsar (27), vilka delar upp nämnda andra kammare i ett antal axiellt förlöpande ström- ningskanaler (28), vilka vid sina ena axiella ändar står i förbindelse med nämnda andra inlopp (10) för det andra mediet och vid sina motsatta axiella ändar med nämnda andra utlopp (l2) för det andra mediet.
8. 8. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första och andra kamrar (6, 7) är utformade att genom- strömmas med turbulent strömning av nämnda första respektive andra medier.
9. 9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att skiljeväggen (5) är veckad med periferiellt förlöpande bälg- formiga veck på sådant sätt att de radiellt utåt riktade veckkanterna ligger an mot insidan av det yttre höljets mantelvägg (la) medan de radiellt inåt riktade veckkanterna är belägna på radiellt avstånd från filterelementets (2) ut- sida och ligger an mot nämnda hylsa (29), varvid de radiellt utåt öppna vecken bildar ett antal, nämnda andra kammare (7) utgörande, periferiella strömningskanaler, vilka samtliga vid åtminstone ett ställe utmed omkretsen står i förbindelse med nämnda andra inlopp (32) för det andra mediet och vid åt- minstone ett annat ställe utmed Omkretsen står i förbindelse med nämnda andra utlopp (35) för det andra mediet, medan de '11 ”t 467 471 radiellt inàt öppna vecken av skiljeväggen (5) bildar nämnda periferiellt förlöpande strömningskanaler i den första kammaren (6).
10. l0. Anordning enligt något av kraven l - 9, k ä n n e - t e c k n a d av att skiljeväggen (5) utgöres av ett enda foglöst materialstycke.
11. ll. Anordning enligt något av kraven l - 10, k ä n n e - t e c k n a d av att skiljeväggen (5) vid sina axiella mot- satta ändar är sammanfogad med det yttre höljet (l) enbart medelst fogar, som är belägna mellan nämnda första kammare (6) och höljets (l) utsida respektive mellan nämnda andra kammare (7) och höljets (1) utsida, så att läckage genom dessa fogar kan ske endast ut till omgivningen.