SE536960C2 - Värmeväxlare med bypasskanaler - Google Patents
Värmeväxlare med bypasskanaler Download PDFInfo
- Publication number
- SE536960C2 SE536960C2 SE1251466A SE1251466A SE536960C2 SE 536960 C2 SE536960 C2 SE 536960C2 SE 1251466 A SE1251466 A SE 1251466A SE 1251466 A SE1251466 A SE 1251466A SE 536960 C2 SE536960 C2 SE 536960C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- heat exchanger
- fate
- elements
- exchanger unit
- 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
536 960 huvudsakligen genom den invändiga cylindriska kroppen där de kyls av 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 strönmingsförluster.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är tillhandahålla en värmeväxlare som har en kom- pakt 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. Vänne- växlaren innefattar således en behållare med en företrädesvis centralt anordnad värme- växlarenhet och ett antal separata bypasskanaler som är anordnade runt värmeväxlaren- hetens periferi. Eftersom bypasskanalerna är anordnade inuti behållaren utgör de en integrerad del av värrneväxlaren. En sådan värrneväxlare kan ges relativt små utvändiga 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 bypasskanalema med hjälp av ett respektive flödeselement. Vart och ett av flödesele- menten är ledbart förbundet med värmeväxlaren vid ett första ändparti. Flödeselement- en har ett andra fritt ändparti som är ställbar i olika lägen då flödeselementet vrids i för- hållande till värmeväxlarenheten. Med sådana flödeselement erhålls en enkel och tillför- litlig reglering av flödet genom de respektive bypasskanalema. Värrneväxlaren har åt- minstone två bypasskanaler och därmed åtminstone två sådana flödeselement. Värme- växlaren har dock med fördel åtminstone tre bypasskanaler och därmed åtminstone tre sådana flödeselement. Flödeselementens ändpartier arrangeras med fördel så att flöde- selementet bildar en relativt liten vinkel mot avgasflödet som strömmar in i värrneväxla- ren både när avgasflödet ska ledas genom värmeväxlarenheten och genom by- passkanalema. Flödeskanalema har med fördel en vinkel i förhållande till det inkom- mande avgasflödet som åtminstone inte överskrider 60° och företrädesvis inte 45°.
Därmed kan strömningsförlustema i värmeväxlaren hållas på en mycket låg nivå.
Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning är flödeselementen vridbart anord- nade mellan ett första ändläge i vilket de blockerar sina respektive bypasskanaler så att hela det första medieflödet leds genom värrneväxlarenheten och i ett andra ändläge i vilket de tillsammans blockerar flödet genom värmeväxlarenheten så att hela det första 536 960 medieflödet leds genom bypasskanalerna. Flödeselementen är således arrangerade på ett sätt så att de väsentligen individuellt reglerar flödet genom de enskilda bypasskanalerna samtidigt som de i samverkan kan blockerar medieflödet genom värrneväxlarenheten.
Flödeselementen är med fördel anpassade att anligga med sina fria ändpartier mot en invändig yta i inloppspartiet eller i utloppspartiet då de är i det första ändläget. Därmed kan mediet ledas väsentligen rakt fram och in i den centralt anordnade värrneväxlaren- heten utan att väsentligen ändra riktning och ut från värrneväxlarenheten utan att vä- sentligen ändra riktning. Flödeselementen är med fördel anpassade att anligga med sina fria ändpartier mot varandra i det andra ändläget. Flödeselementen har med fördel en trekantig form med ett brett basparti som är ledbart fast i värrneväxlarenheten och ett fritt ändparti som har en spetsig form. 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 värmeväxlarenhetens inlopps samtidigt som den relativt mjukt avlänkar medieflödet radiellt utåt till bypasskanalema.
Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning är nämnda flödeselement positioner- bara i ett flertal mellanliggande positioner mellan det första läget och det andra läget i vilka de leder en del av det första medieflödet genom värmeväxlarenheten och en reste- rande del av medieflödet genom bypasskanalema 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 steg- löst ställbara i godtyckliga mellanliggande lägen mellan det första läget och det andra läget. I detta fall erhålls goda möjligheter att fördela medieflödet genom värmeväxlar- enheten och bypasskanalema 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 erhålla ett optimalt strukturerat medieflöde är det lämpligt att anordna en första uppsättning flöde- selement i inloppspartiet och en andra uppsättning flödeselement 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 utloppspartiet för att erhålla en önskad fördelning av flödet mellan värmeväxlarenheten och by- passkanalema. Vid den ända hos värrneväxlarenheten som saknar flödeselement erhålls dock i detta fall förhöjda strömningsförluster. 536 960 Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning har behållaren har en invändig yta som har åtta sidor och åtta hörn i ett tvårgående plan och en värrneväxlarenhet som har en utvändig yta som har fyra sidor och fyra höm i nämnda tvärgäende plan, varvid vär- meväxlarenhetens fyra höm är fästa i vart annat höm hos behållaren. Med en sådan ut- formning av behållaren och värrneväxlarenheten skapas en bypasskanal radiellt utvän- digt om var och en av värmeväxlarenhetens fyra sidor. Infästningen av vänneväxlaren- hetens höm i behållarens höm resulterar i en vridfast infästning av värmeväxlarenheten inuti behållaren. Värrneväxlarenheten och behållaren kan självfallet ha andra geomet- riska tvärsnitt som resulterar i bildandet av separata bypasskanaler radiellt utvändigt om värrneväxlarenhetens sidor . Värrneväxlarenheten kan exempelvis ha ett trekantigt tvär- snitt och behållaren ett sexkantigt tvärsnitt.
Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning innefattar värrneväxlaren en posit- ioneringsmekanism som är anpassad att reglerar alla flödeselements position på ett syn- kront 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 värmeväxlarenheten och att an- gränsande flödeselements axlar är vridbart förbundna med varandra. Axeln kan utgöras av en långsträckt sammanhängande axel eller bestå av två koaxiellt anordnade separata delar. Angränsande flö deselements axlar kan vara vridbart förbundna med varandra med hjälp av koniska kugghjul. De angränsande flödeselementens axlar bildar en vinkel i förhållande till varandra. Med hjälp av koniska kugghjul kan vridrörelser överföras mel- lan två axlama som är vinklade förhållande till varandra. Vridrörelsen mellan två sådana axlar kan även överföras med hjälp av andra typer av komponenter såsom, exempelvis, böjbara rörforrnade organ som fästs på de respektive anslutande axlamas ändar så att de förbinds med varandra.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, föredragna utföringsforrner av uppfmningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar en vånneväxlare enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar ett tvärsnitt genom värrneväxlaren i planet A-A i Fig. 1, 536 960 Fig.3 Visar ett längsgående tvärsnitt av värrneväxlaren i planet B-B i Fig. 2 vid ett driftstillfälle då all lufi leds genom värmeväxlarenheten, Fig.4 Fig.5 visar ett tvärsnitt av värmeväxlare i planet C-C i Fig. 3, visar ett längsgående tvärsnitt av värrneväxlaren i planet B-B i Fig. 2 vid ett driftstillfälle då en del av luften leds genom värrneväxlarenheten och en del av luften genom bypasskanalema.
Fig. 6 visar ett tvärsnitt genom värrneväxlare i planet C-C i Fig. 5, Fig. 7 visar ett längsgående tvärsnitt av Värmeväxlaren i planet B-B i Fig. 2 vid ett driftstillfalle då all luft leds genom bypasskanalema.
Fig. 8 visar ett tvärsnitt genom värrneväxlare i planet C-C i Fig. 7 och Fig. 9 visar en positioneringsmekanism enligt en altemativ utföringsform.
DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en värrneväxlare. Värrneväxlaren är här exemplifierad såsom en laddluftky- lare l i ett fordon som drivs av en överladdad förbränningsmotor. Ett första medium i form av laddluft kyls i laddluftkylaren 1. Laddluftkylaren 1 är anordnad i en luftledning 2 som leder laddluft till forbränningsmotom. Laddluftkylaren 1 innefattar en behållare 3 som formar en utvändig yta for laddluftkylaren l. Behållaren 3 består av ett inloppsparti 3a, ett mellanliggande parti 3b och ett utloppsparti 3c. Inloppspartiet 3a har en succes- sivt ökande tvärsnittsarea i en längsgående sträckning från en anslutning med en upp- ströms anordnad del av luftledningen 2 till det mellanliggande partiet 3b. Det mellanlig- gande partiet har en kontant tvärsnittsarea. Utloppspartiet 3c har en successivt avta- gande tvärsnittsarea i en längsgående riktning från det mellanliggande partiet Sb till en anslutning med en nedströms belägen del av luftledningen 2. Ett andra medium i form av en kylvätska cirkuleras genom det mellanliggande partiet 3b. Kylvätskan leds in till det mellanliggand 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 3b har således ett tvärsnitt med åtta raka sidor och åtta höm. Inloppspartiet 3a och utloppspartiet 3c innefattar även en vägg med en motsvarande åttasidig tvärsnittsform. Det mellanliggande partiet 3b innesluter en vär- meväxlarenhet 5. Värrneväxlarenheten 5 har en fyrkantig tvärsnittsforrn som definieras 536 960 av en övre sida 5a, en nedre sida 5b, en vänstersida 5c och en högersida 5d. Värmeväx- larenheten 5 har fyra raka sidor 5a-d och fyra hörn. Värrneväxlarenhetens 5 fyra hörn är fasta i vartannat hörn hos det mellanliggande partiet 3b. Därrned erhålls fyra separata områden där det föreligger ett avstånd mellan värrneväxlarenhetens sidor 5a-d och den mellanliggande delens 3b sidor. I och med det skapas fyra bypasskanaler 6a-d radiellt utvändigt om värmeväxlarenhetens sidor 5a-d. Värrneväxlarenheten 5 består i detta fall av längsgående kanaler av två slag nämligen luftkanaler som leder laddluft mellan vär- meväxlarenhetens 5 ändytor och kylvätskekanaler som leder kylvätska i en motsatt rikt- ning mellan värmeväxlarens ändytor. Nämnda kanaler är omväxlande anordnade i vär- meväxlarenheten 5 så att det erhålls en stor värrneöverförande yta mellan laddluften och kylvätskan i värrneväxlarenheten 5. Värrneväxlarenheten 5 är i detta fall en motströms värrneväxlarenhet men den kan självfallet även utformas som en medströms värmeväx- lare.
Fig. 3 visar ett längsgående snitt genom laddluftkylaren 1 iplanet B-B i Fig. 2 . Det framgår här att värrneväxlarenheten 5 i anslutning till inloppspartiet 3a och utloppspar- tiet 3c är försedd med plattforrniga flödeselement 7a-d. Flödeselementen 7a-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 8a-d som är vridbart infast i värrneväxlarenheten . En första uppsättning flödeselement 7a-d är anordnade i inloppspartiet Sa och fästa vid ett inlopp hos värrneväxlarenheten 5. En andra uppsättning flödeselement 7a-d är anordnade i inloppspartiet 3c och fästa vid ett utlopp hos värmeväxlarenheten 5. Flöde- selementen 7a-d har en identisk utformning och har därför försetts med samma hänvis- ningsbeteckningar på båda sidor on värrneväxlarenheten 5. Flödeselementen 7a-d inne- fattar på var sida om värmeväxlarenheten 5 fyra stycken flödeselement i form av ett övre flödeselement 7a med en axel 8a som är infast vid den övre sidan 5a hos värrne- växlarenheten 5 och ett nedre flödeselement 7b med en axel 8b är infast vid den nedre sidan 5b hos värmeväxlarenheten 5, ett högra flödeselement 7c med en axel 8c som är infast vid den högra sidan hos vänneväxlarenheten 5 och ett vänstra flödeselement 7d med en axel 8d som är infast vid den vänstra sidan 5d hos värrneväxlarenheten 5. De högra och vänstra flödeselementen 7c, 7d och axlarna 8c, Sd och är dock inte synliga i Fig. 3. Axlarna Sa-d har ändpartier som är förbundna med förbindningselement som gör att axlama 8a-d roterar synkront med varandra.
Ett hus 9 är anordnat över en öppning i inloppspartiet Sa och ett motsvarande hus 9 är anordnat över en öppning i utloppspartiet 3c. Var och en av husen 9 innesluter ett po- 536 960 sitioneringsmekanism för att positionera flödeselementen 7a-d iönskade lägen. Posit- ioneringsmekanismen 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 kuggstängema 11 är vid en ände förbunden med ett av flödeselementen som i detta fall är det övre flö- deselementet 7a. Var och en av kuggstängerna 11 sträcker sig från det övre flödesele- mentet 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 förskjuter de kuggstängema 11 så att de övre flödeselementen7a med axlar 8 vrids i förhållande till värmeväxlarenheten 5. Eftersom axlama 8a-d är rotationsforbundna med varandra så erhåller samtliga flödeselementen 7a-d en samtidig och motsvarande rotationsrörelse till önskade lägen.
Flödeselementen 7a-d kan ställas i ett första ändläge i vilken de blockerar sina respek- tive bypasskanaler 6a-d. I detta fall leds hela flödet av laddluft genom värmeväxlaren- heten 5. Flödeselementens 7a-d fria ändar anligger i detta fall mot en invändig yta i in- loppspartiet 3a och i utloppspartiet 3c. Fig. 3 och 4 visar flödeselementen 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 respektive utloppspartiet 3c. Flödeselementen 7a-d blockerar här flödet av laddluft till värmeväx- larenheten 5. Flödeselementens 7a-d frilägger bypasskanaler 6a-d så att hela laddluftflö- det leds genom bypasskanalema 6a-d. Fig. 7 och 8 visar flödeselementen 7a-d i detta andra ändläge. Flödeselementen 7a-d kan steglöst ställas i ett godtyckligt mellanlig- gande läge mellan nämnda ändlägen. I detta fall leds en del av laddluftflödet genom värmeväxlarenheten 5 och en resterande del av laddluftflödet genom bypasskanalema 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 laddluftflödet som ska kylas. Styrenheten 14 kan mottaga information från, exempelvis, en temperatursensor som avkänner temperaturen i en avgasrenande komponent, såsom en SCR-katalysator, i en avgasledning som leder ut avgaser från förbränningsmotom.
Avgasemas temperatur är relaterad till kylningen av laddluften. Så länge temperaturen i en SCR-katalysator är under en viss temperatur kan inte SCR-katalysatom aktiveras.
Då det är fallet ställer styrenheten flödeselementen i det andra läget så att hela laddluft- flödet genom bypasskanalema 6a-d. Därmed erhåller laddluften ingen kylning vilket 536 960 resulterar i en högre avgastemperatur och en snabbare uppvärmning av SCR- katalysatorn så att den kan aktiveras och rena avgaserna relativt snart efter en kallstart.
Så snart som en önskad driftstemperatur skapats i avgasledningen ställer styrenheten 14 flödeselementen 7a-d normalt i det första läget. Hela avgasflödet leds därmed genom värmeväxlarenheten 5. Laddlufien tillhandahåller därmed en optimal kylning. Under vissa driftstillfällen kan det dock vara lämpligt att reducera kylningen av laddluften. I sådana fall ställer styrenheten 14 flödeselementen i ett lämpligt mellanliggande läge så att endast en bestämd del av laddluftsflödet kyls i värrneväxlarenheten medan en reste- rande del av laddluftflödet leds genom bypasskanalema 6a-d utan att kylas. Med hjälp av flödeselementen 7a-d kan laddluften kylning regleras steglöst i laddluftkylaren 1 med en god precision. Flödeselementen 7 a-d bildar en relativt liten vinkel mot laddluftflödet både i det första läget, det andra läget och i de mellanliggande lägena. Därmed erhåller laddluften mycket små strömningsförluster i anslutning till flödeselementen 7a-d. Ladd- luftkylaren 1 har dessutom en mycket kompakt konstruktion. Den kräver därmed ett litet monteringsutrymme i ett fordon.
Fig. 9 visar en altemativ utföringsforrn av positioneringsmekanismen. I detta fall är flö- deselementens 7a-d axlar 8a-d vridbart förbundna med varandra med hjälp av koniska kugghjul 12. Det framgår även här att flödeselementen 7a-d har en triangulär form med ett basparti som är fäst på en axel 8a-d och ett fritt ändparti som utgör ett hömparti hos flödeselementen 7a-d. En elektrisk motor 13 är i detta fall förbunden med en av axlama 8b. En styrenhet 14 styr aktiveringen av den elektriska motom 13 och därmed det läge flödeselementen 7a-d intar.
Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den på ritningen beskrivna utforingsforrnen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. I den visade utforingsformen är flöde- selement 7a-d anordnade både i inloppspartiet 3a och i utloppspartiet 3c. Det kan räcka med en uppsättning flödeselement 7a-d som är anordnade i ett av nämnda partier 3a, 3c for att fördela laddluften mellan värmeväxlarenheten 5 och bypasskanalema 6a-d. Be- hållaren 3 behöver inte ha en åttasidig tvärsnittsforrn och värrneväxlarenheten 5 en fyr- sidig tvärsnittsform. De kan ha andra former resulterar i att bypasskanaler skapas i peri- fera områden mellan värrneväxlarenheten 5 och behållaren 3. Behållaren 3 kan, exem- pelvis, vara sexsidig och värrneväxlarenheten tresidig. I detta fall skapas tre by- passkanaler och tre flödeselement. Värrneväxlaren 1 enligt ovan är inte begränsad till att vara en laddluftkylare utan den kan, exempelvis, utgöra en EGR-kylare eller god- tyckligt slag av värrneväxlare där det är önskvärt att justera värrneövergången mellan 536 960 två medier. Värrneväxlaren l är inte heller begränsad till att användas i ett fordon. Me- dierna i värrneväxlaren kan vara av väsentligen godtyckligt slag.
Claims (9)
1. Värrneväxlare som innefattar en behållare (3) som innefattar ett inloppsparti (3a) med en successivt ökande tvärsnittsarea for mottagning av ett första medium, ett mellanliggande parti (3b) som innesluter en värmeväxlarenhet (5) där det sker en värmeöverföring mellan det första mediet och ett andra medium och ett utloppsparti (3 c) med en successivt avtagande tvärsnittsarea där det första mediet leds ut från värmeväxlarenheten (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 första bypasskanal (6a) för det första mediet vid sidan om värmeväxlarenheten (5), och varvid värmeväxlaren innefattar ett första vridbart flödeselement (5 a) som är anpassat att reglera flödet av det första mediet genom den forsta bypasskanalen (6a), kännetecknad av att värmeväxlarenheten (5) har en 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 (6b-d) for det forsta mediet vid sidan om värmeväxlarenheten (5), och varvid värmeväxlaren innefattar åtminstone ett ytterligare vridbart flödeselement (7b-d) som är anpassat att reglera flödet av det forsta mediet genom den ytterligare bypasskanalen (6b-d), varvid var och en av nämnda flödeselement (7a-d) har ett första ändparti som är ledat förbundet med värrneväxlarenheten (5) och ett andra fritt ändparti som är beläget på avstånd från värmeväxlarenheten (5), och varvid flödeselementen (7a-d) är åtminstone delvis anordnade i inloppspartiet (3a) och/eller i utloppspartiet (3 c) hos behållaren (3).
2. Värrneväxlare enligt krav 1, kännetecknad 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 medieflödet leds genom värrneväxlarenheten (5) och i ett andra ändläge i vilket de tillsammans blockerar flö det genom värmeväxlarenheten (5) så att hela det första medieflödet leds genom bypasskanalema (6a-d).
3. Värmeväxlare enligt krav 2, kännetecknad av att flödeselementen (7a-d) är anpassade att anligga med sina fria ändpartier mot en invändig yta i inloppspartiet (3 a) eller i utloppspartiet (3 c) då de är i det första ändläget. 10 10 15 20 25 536 960
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 ändläget.
5. Värrneväxlare enligt något av föregående krav 2 till 4, kännetecknad av att nämnda flödeselement (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 genom värrneväxlarenheten 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. Vänneväxlare enligt något av föregående krav, kännetecknad av att behållaren (3) har en invändig yta som har åtta sidor och åtta hörn i ett tvärgående plan och att värrneväxlarenheten (5) som har en utvändig yta som har fyra sidor och fyra hörn i nämnda tvärgående plan, varvid värmeväxlarenhetens (5) fyra hörn är fästa i vart annat hörn hos behållaren (3).
7. Värmeväxlare enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den innefattar en positioneringsmekanism (10-14) som är anpassad att reglera alla flödeselements (7a-d) position på ett synkront sätt så att de samtidigt ställs i motsvarande lägen.
8. Värrneväxlare enligt krav 7, kännetecknad av att var och en av flödeselementen (7a- d) innefattar en axel (Sa-d) som år vridbart infasta i värrneväxlarenheten (5), varvid angränsande flödeselements axlar (Sa-d) är vridbart förbundna med varandra.
9. Värmeväxlare enligt krav 8, kännetecknad av att angränsande flödeselements axlar (Sa-d) är vridbart förbundna med varandra med hjälp av koniska kugghjul (12). 11
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1251466A SE536960C2 (sv) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Värmeväxlare med bypasskanaler |
BR112015014675A BR112015014675A2 (pt) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | permutador de calor contendo canais de derivação |
EP13864302.8A EP2936040A4 (en) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | HEAT EXCHANGERS WITH BYPASS CHANNELS |
KR1020157017965A KR20150092288A (ko) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | 우회 채널을 포함하는 열교환기 |
RU2015129103A RU2015129103A (ru) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | Теплообменник, содержащий байпасные каналы |
CN201380066356.9A CN104919268A (zh) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | 包括旁路通道的热交换器 |
PCT/SE2013/051393 WO2014098714A1 (en) | 2012-12-20 | 2013-11-27 | Heat exchanger comprising bypass channels |
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 SE1251466A1 (sv) | 2014-06-21 |
SE536960C2 true 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 |
ATE391844T1 (de) * | 2000-12-19 | 2008-04-15 | Valeo Termico Sa | Wärmetauschermodul, das insbesondere für ein abgasrückführsystem ausgelegt ist |
DE10260251A1 (de) * | 2002-12-20 | 2004-07-01 | Siemens Ag | Kühlelement für Gase |
EP1626238B1 (de) * | 2004-08-14 | 2006-12-20 | Modine Manufacturing Company | Wärmetauscher, bestehend aus Flachrohren |
DE102004045021B4 (de) * | 2004-09-15 | 2013-07-11 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmetauscher für Verbrennungsmotoren |
JPWO2006064835A1 (ja) * | 2004-12-14 | 2008-06-12 | 株式会社デプロ | ディーゼルエンジンの排気浄化装置及び制御装置 |
WO2008003486A1 (de) * | 2006-07-06 | 2008-01-10 | 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 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 RU RU2015129103A patent/RU2015129103A/ru unknown
- 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
- 2013-11-27 CN CN201380066356.9A patent/CN104919268A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2936040A4 (en) | 2016-08-24 |
SE1251466A1 (sv) | 2014-06-21 |
RU2015129103A (ru) | 2017-01-24 |
WO2014098714A1 (en) | 2014-06-26 |
BR112015014675A2 (pt) | 2017-07-11 |
KR20150092288A (ko) | 2015-08-12 |
CN104919268A (zh) | 2015-09-16 |
EP2936040A1 (en) | 2015-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE536960C2 (sv) | Värmeväxlare med bypasskanaler | |
DK178775B1 (da) | Forbrændingsgaskøler til en forbrændingskraftmaskine | |
US7931013B2 (en) | Three-pass heat exchanger for an EGR system | |
US7766025B2 (en) | Periodic regenerative heat exchanger | |
EP1853804B1 (en) | Charge air cooler | |
US9874407B2 (en) | Heat exchanger | |
WO2010074641A1 (en) | A ventilation device with alternating airflow | |
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 | |
SE1050162A1 (sv) | Arrangemang för att förhindra isbildning i en laddluftkylare | |
EP2546581B1 (en) | system comprising air-to-air-heat exchanger for heat recovery and method for controlling defrosting thereof | |
JP2010244802A (ja) | 組電池の冷却構造 | |
CN102022780A (zh) | 落地式空调器室内机 | |
SE528278C2 (sv) | Laddluftkylare | |
JP2014088994A5 (sv) | ||
FI121581B (sv) | Värmekraftpanna | |
SE533056C2 (sv) | Laddluftkylare för kylning av luft som leds till en överladdad förbränningsmotor | |
US20180345754A1 (en) | Heat exchanger | |
ES2234398B1 (es) | Intercambiador de calor, en especial de los gases de escape de un motor. | |
EP3161401B1 (en) | Pre-cooler for air-cooled heat exchangers | |
US20140251578A1 (en) | Adjustable heat exchanger | |
JP2001330270A (ja) | 直近空調システム | |
SE537026C2 (sv) | Kylaranordning för kylning av ett medium i ett fordon | |
RU62217U1 (ru) | Теплообменник трубный | |
SE537803C2 (sv) | EGR-kylare samt förbränningsmotor med en sådan EGR-kylare | |
JP2009150602A (ja) | 熱交換装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |