CS257938B1

CS257938B1 - Liquid heating control equipment

Info

Publication number: CS257938B1
Application number: CS864508A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Leimer; Jiri Korinek; Jaromir Brozek; Vaclav Truhlar
Original assignee: Jaroslav Leimer; Jiri Korinek; Jaromir Brozek; Vaclav Truhlar
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1988-06-15
Also published as: CS450886A1

Abstract

Regulační zařízení teplokapalinového topení motorových vozidel, pro regulaci průtoku mezi přívodem kapaliny, výměníkem teplala zpětným,potrubím. Zařízení iná otočný regulační člen uzavírající svými segmenty vstup a výstup výměníku tepla. Podstatou je vytvoření dvou komor na vstupu a výstupu, které jsou propojeny radiální přepážkou v závislosti na natočení regulačního členu a otevření a zavření přívodu výměníku tepla. Při uzavřeném výměníku tepla Ae tak vytvořen obtokový kanál pro cirkulaci mezi přívodem a zpětným potrubím. Těleso regulačního zařízení může tvořit jeden celek se sběrnou komorou výměníku tepla. Zařízení je použitelné pro topení motorových vozidel, pracující v závislosti na kapalinovém chladicím okruhu motoruRegulation device for hot liquid heating of motor vehicles, for regulating the flow between the liquid supply, heat exchanger and return pipe. The device has a rotating regulating member closing the heat exchanger inlet and outlet with its segments. The essence is to create two chambers at the inlet and outlet, which are interconnected by a radial partition depending on the rotation of the regulating member and the opening and closing of the heat exchanger inlet. When the heat exchanger Ae is closed, a bypass channel is thus created for circulation between the inlet and return pipe. The body of the regulation device can form a single unit with the heat exchanger collection chamber. The device is applicable for heating motor vehicles, operating depending on the engine liquid cooling circuit

Description

Předmětem vynáhezu je regulační zařízení teplokapalinového topení motorovýoh vozidel, kterým se v podstatě reguluje průtok horké kapaliny od ohladicího okruhu motoru k výměníku teplala tím i topný výkon topení.The object of the invention is a control apparatus for the heat-liquid heating of motor vehicles, which basically regulates the flow of hot liquid from the engine smoothing circuit to the heat exchanger and thus the heating power of the heating.

• U tzv. závislých topení, motorovýoh vozidel, to jest topeni px-aoujíoíoh v závislosti na motoru vozidla je pro taková použití známa celá řada regulačních zařízení, která bývají tvořena různými šoupátky nebo ventily upravenými pro ovládání bowdenem pomocí ovládacího členu na palubní desce vozidla. Tato zařízení mají uzavírací členy, zpravidla provedené jako kruhové nebo ploché segmenty, většinou pro, rotační,ale i přímočarý pohyb. Tyto segmenty pak podle nastavení regulují průtok kapaliny. Známá zařízení mají k tomuto účelu většinou jeden vnitřní prostor, kterým proudí kapaliny do výměníku tepla topení. Nedostatek těchto řešení spočívá v tom, že při počátečním otevření se poměrně dlouhou dobu plní těleso.výměníku chladnou kapalinou obsaženou v předtím uzavřeném okruhu. Dalším nedostatkem známýoh zařízení je to, že pracují s plným tlakem cirkulačního čerpadla ohlsdíoího okruhu motoru, oož zhoršuje jejich regulační schopnost, neboť tlak vymezený cirkulačním čerpadlem je proměnný a do jisté míry závislý na otáčkách motoru. V případě vysokých otáček motoru a rychlého přestavení doohází i k rázům a k nežádoucím tlakovým změnám v celém ohladícím okruhu. Při zavřeném regulačním zařízení vznikají často v uzavřeném topném okruhu další nežádoucí změny a jevy, které ovlivňují i funkci chla-r diciho. okruhu. Tyto problémy.je pak nutno řešit přídavnými obtoky a vedeními, což komplikuje konstrukci chladicího systému vozidla.In so-called booster heaters, motor vehicles, i.e., heater px, and depending on the vehicle engine, a number of control devices are known for such applications, which consist of various sliders or valves adapted to be actuated by a bowden actuator on the vehicle dashboard. These devices have closing members, usually in the form of circular or flat segments, mostly for rotational but also linear movement. These segments then regulate the fluid flow according to the settings. For this purpose, known devices usually have one internal space through which fluids flow into the heat exchanger of the heating. The disadvantage of these solutions is that, when initially opened, the exchanger body is filled with the cool liquid contained in the previously closed circuit for a relatively long time. A further drawback of the known devices is that they operate at full pressure of the circulation pump of the motor circuit, which deteriorates their control capability, since the pressure defined by the circulation pump is variable and to some extent dependent on the engine speed. In the event of high engine speeds and rapid adjustments, shocks and undesired pressure changes occur throughout the smoothing circuit. When the control unit is closed, other undesirable changes and phenomena often occur in the closed heating circuit, which also affect the cooling function. circuit. These problems must then be solved by additional bypasses and lines, which complicates the design of the vehicle cooling system.

Dalším závažným nedostatkem většiny, známých regulačních zařízení je problematická odezva v krajních polohách regulačního rozsahu. Je známo, že v těchto polohách je většina známých zařízení značně necitlivá, takže je obtížné nastauvit požadovaný topný výkon. Toto se projevuje především v přechodném období, kdy je třeba pouze nepatrné ohřátí prostoru a při regulaci téměř plného průtoku, kdy pak nelze dosáhnout potřebné citlivosti. Zařízení schopná takové regulace vychází složitá a komplikují konstrukci, přičemž nemusí být vždy spolehlivá. Protože je topení součástí chladicího systému motoru, je spolehlivost podmínkou funkce.Another serious drawback of most known control devices is the problematic response at the extreme positions of the control range. It is known that in these positions most of the known devices are considerably insensitive, making it difficult to adjust the desired heating power. This is particularly evident in the transitional period, when only a slight heating of the space is required and in the regulation of almost full flow, when the necessary sensitivity cannot be achieved. Devices capable of such regulation are complex and complicate the design, and may not always be reliable. Because heating is part of the engine cooling system, reliability is a precondition for operation.

Uvedené nedostatky řeší regulační zařízení teplokapalinového topení podle vynálezu, pro regulaci průtoku mezi přívodem kapaliny od chladicího okruhu, zpětným potrubím a výměníkem tepla opatřeným sběrnými komoramij sestávající z tělesa v jehož vnitřním prostoru je těsně a otočně uležen regulační člen s plochými uzavíracími segmenty s regulačními otvory, uzavírajícími vstup a výstup výměníku tepla. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ve vnitřním prostoru telesa je vytvořena první komora spojená a' přívodem kapaliny od chladicího okruhu motoru a přes první uzavírací segment se vstupem výměníku a druhá komora spojená 30 zpětným potrubím a přes druhý uzavírací segment s výstupem výměníku tepla, přičemž v otevřeném stavu uzavíracích segmentů jsou obě komorgy odděleny radiální přepážkou, která je spojena s regulačním Členem.The above-mentioned drawbacks are solved by a heating fluid control device according to the invention for regulating the flow between the liquid supply from the cooling circuit, the return line and the heat exchanger provided with a collecting chamber consisting of a body in its inner space tightly and rotatably mounted. closing the inlet and outlet of the heat exchanger. SUMMARY OF THE INVENTION In the interior of the body there is provided a first chamber connected to a fluid supply from the engine cooling circuit and through a first closing segment with an exchanger inlet and a second chamber connected with a return line and via a second closing segment with a heat exchanger outlet. in the open state of the closing segments, the two chambers are separated by a radial partition which is connected to the control member.

Výhodně podlo vynálezu je vstup a výstup výměníku tepla upraven ve stěně sběrné komory, který tvoří 3 tělesem jeden celek.Advantageously, according to the invention, the inlet and outlet of the heat exchanger are arranged in the wall of the collecting chamber, which forms a single unit with 3 bodies.

IAND

Do podstaty vynálezu spadá též to, že v první komoře a v druhé komoře jsou vytvořeny radiální výstupky,, na které v otevřeném stavu regulačních uzavíracích segmentů doléhá radiální přepážka. Přitom radiální výška těchto výstupků odpovídá výšce výřezů provedených v uzavíracích segmentech a jejichž okraje tvoří dorazy pro omezení otočného pohybu regulačního členu.It is also within the scope of the invention that radial projections are formed in the first chamber and in the second chamber, on which the radial baffle abuts in the open state of the control closure segments. The radial height of these projections corresponds to the height of the cut-outs provided in the closing segments and whose edges form stops to limit the rotational movement of the control member.

Podle vynálezu je též výhodné, provést radiální výstupek upravený v první komoře delší než radiální výstupek upravený v druhé komoře.According to the invention, it is also advantageous to provide a radial projection provided in the first chamber longer than the radial projection provided in the second chamber.

Takto provedené regulační zařízení vedle odstranění výše uvedených nedostatků je výrobně jednoduohé, .zejména při použití plastových materiálů, zaručuje spolehlivou funkci jak topenítak i celého chladícího kapalinového systému a zajíš íuje dobrou regulační schopnost při všeoh režimech nastavení i běhu motoru a v neposlední řadě i malou hysteresi a tedy i rychlé vyhřátí prostoru vozidla.In addition to eliminating the aforementioned drawbacks, such a control device is simple to manufacture, particularly when using plastic materials, guarantees reliable operation of both the heating and cooling system and provides good control capability in all engine adjustment and running modes and last but not least low hysteresis. and hence rapid heating of the vehicle space.

Další podrobnosti, jakož i činnost- regulačního zařízení budou vysvětleny v následujícím popisu konkrétního příkladu provedení, znázorněného na připojených výkresech,,na kterých představuje obr. 1 částečný osový řez regulačním zařízením, obr. 2 půdorysný pohled s odstraněným víkem a otevřenými uzavíracími segmenty, obr. 3 shodný pohled při uzavřeném zařízení, ohr. 4 samotný regulační člen v nárysu, obr. 5 půdorys z obr. 4, obr. 6 v částečném nárysnířm pohledu výměník tepla s tělesem regulačního zařízení s Odstraněným víkem a regulačním členem a obr. 7 půdorys z obr. 6.Further details and operation of the control device will be explained in the following description of a specific embodiment shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a partial axial section of the control device; Fig. 2 is a plan view with the lid removed and the closing segments open; 3 the same view with the device closed, FIG. Fig. 4 is a front elevation view of the control member; Fig. 5 is a plan view of Fig. 4; Fig. 6 is a partial elevational view of the heat exchanger with the housing of the control device with the lid and the regulator removed;

Regulační zařízení má těleso 10. které tvoří část sběrné komory 11 výměníku 12 tepla(obr. 6). Celá sběrná komora 11 je i s tělesem 10 provedena jako jediný výlisek z plastu a je uchy257938 cena kvýměníku 12 běžnou technologií, známou u skládaných výměníků z lehkých kovů. Dno vnitřního prostoru tělesa 10 má otvory, tvořící vstup 13 a výstup 14 výměníku 12 tepla, jak je nejlépe patrné z obr, 7. Ve vnitřním prostoru tělesa 10 je dále uložen otočně regulační člen 15. který má dřík 16, a první uzavírací segment 17 a druhý uzavírací segment 18 s regulačními otvory 19« 20. Uzavírací segmenty 18. 17 jsou utešněny těsněními 20 uloženými v drážkách na obvodu vstupu 13 a * výstupu 14. Dřík-16 je těsně uložen ve vrtání víka 23 a je zatížen pružinou 22. která dotlačuje uzavírací segmenty 17. 18 na těsnění 20. Celá sestava dříku 16 je zajištěna šroubem 24. který současně drží ovládací páčku 25. Dřík 16 ve vrtání víka 23 a víko 23 vůči tělesu 10 jsou rovněž utěsněny těsněními.The control device has a body 10 which forms part of the collection chamber 11 of the heat exchanger 12 (FIG. 6). The entire collecting chamber 11 and the body 10 are made as a single plastic molding and the cost of the chuck 12 is the conventional technology known for stacked light metal heat exchangers. The bottom of the inner space of the body 10 has openings forming an inlet 13 and an outlet 14 of the heat exchanger 12, as best seen in FIG. 7. Further, a rotary control member 15 having a shaft 16 and a first closing segment 17 and the second closure segment 18 with the regulating apertures 19 ' 20. The closure segments 18, 17 are sealed by seals 20 housed in grooves on the periphery of the inlet 13 and the outlet 14. The shaft-16 is tightly received in the bore of the lid 23 and loaded with a spring 22. The entire shaft assembly 16 is secured by a screw 24 which simultaneously holds the control lever 25. The shaft 16 in the bore of the lid 23 and the lid 23 relative to the body 10 are also sealed with seals.

Víko 23 má nátrubky pro neznázorněné hadice k připojení na kapalinový chladící okruh motoru a tvořící přívod 26 horké kapaliny od chladxoího okruhu motoru a zpětné potrubí 27 do chladícího okruhu.The cover 23 has sockets for hoses (not shown) for connection to the liquid cooling circuit of the engine and forming a hot liquid inlet 26 from the engine cooling circuit and a return line 27 to the cooling circuit.

Regulační člen 15 má mezi oběma uzavíracími segmenty 17.The control member 15 has between the two closing segments 17.

vytvořenu radiální přepážku 28, která je provedena jako radiální žebro a tvoří s regulačním členem integrální část, rovněž výlisku z plastu. V otevřeném stavu uzavíracích segmentů IX. 18 (obr. 2), t.j, při překrytí jejich regulačních otvorů IX.. 20 se vstupem 12 a výstupem 14 rozděluje radiální přepážka 28 vnitřní prostor tělesa 10 na první komoru 29 a druhou komoru'30. V tomto stavu je první kbmora 29 spojena a přívodem 26 a přes první uzavírací segment 17 3e vstupem 13 výměníku 12 a.druhá komora JO je spojena se zpětným potrubím 27 a přes druhý uzavírací segment 18 s výstupem 14. V první komoře 29 a ve druhé komoře 3Q jsou dále provedeny radiální výstupky 21» 32. na které v tomto stavu regulačního zařízení těsně doléhá radiální přepážka 28. Tyto radiální výstupky 21» 32 jsou též výhodně provedeny jako součást tělesa 10 (obr. 7) a pro jednoduché utěsnění a zjednodušení jsou oba uzavířací segmenty 17. 18 opatře'257938a radial partition 28, which is designed as a radial rib and forms an integral part with the regulating member, also of a plastic molding. In the open state of the closing segments IX. 18 (FIG. 2), i.e., overlapping their control openings IX .. 20 with inlet 12 and outlet 14, the radial partition 28 divides the interior of the body 10 into a first chamber 29 and a second chamber 30. In this state, the first chamber 29 is connected to the inlet 26 and through the first enclosure segment 17e through the inlet 13 of the exchanger 12a. The second chamber 10 is connected to the return line 27 and through the second enclosure segment 18 to the outlet 14. In the first chamber 29 and the second The radial projections 21, 32 are further provided in the chamber 30, and in this state of the control device the radial partition 28 is in close contact. These radial projections 21, 32 are also preferably designed as part of the body 10 (FIG. 7). both closure segments 17, 18 provide 257938

ny výřezy 33. 34 odpovídajícími svou radiální výškou výšce radiálních výstupků 31. 32 a svými okraji slouží jako dorazy pro omezení otočného pohybu regulačního členu 15. Regulační otvory 12» 20 jinak kruhové jsou na protilehlých stranách opatřeny náběhy 35 známými pro zlepšení průběhu regulaoe.The slots 33, 34, corresponding to their radial height, the height of the radial projections 31, 32 and their edges serve as stops to limit the rotational movement of the regulating member 15. The otherwise circular holes 12, 20 are provided on opposite sides with slots 35 known to improve control.

Při otevřeném regulačním zařízení (obr, 1,2), t»j. při na- . točení regulačního členu 15 tak, že regulační otvory 19, 20 se kryjí se vstupem 13 a výstupem 14 výměníku 12 tepla, je přiváděna horká kapalina od chladícího okruhu motoru přívodem 26 do první komory 29. odtud pr.oohází regulačním otvorem 19 do vstupu 13 výměníku 12 tepla, kterým projde a dojde k předání tepla topnému vzduchu a kapalina, se vraoí výstupem 14 přes regulační otvor 20 druhého uzavíracího segmentu 18 do druhé komory 30 a odtud do zpětného potrubí 27 a do chladícího okruhu motoru. Proudění kapaliny je pro^- názornost vyznačeno šipkami. V této poloze regulačního členu iS je první komora 29 oddělena od druhá komory 30 tak, že radiální přepážka 28 dosedá na radiální výstupky 31. 32. Natočením regulačního členu 15 (obr. 3) se natočí též radiální přepážka 28, která jesregulačním členem 15 spojena, oddálí se od obou radiál. riích výstupků 31« 32 a ^{0 b}® komory 29. 30 se propojí. Současně se , ale posunou i uzavírací segmenty 17. 18 se svými regulačními otvory 1£, 20 a uzavře se vstup 13 é výstup 14 výměníku 12. Kapalina nyní prochází ve směru od přívodu 26 do první komory 29» odtud do druhé komory 30 (směr naznačen šipkami) a do zpětného potrubí 27. Propejením obou komor 29. 30 natočenou radiální přepážkou 28 vzniká vlastně obtokový kanál. Při postupném natáčení regulačního členu 15 je tento obtokový kanál otevírán rovněž postupně, takže je vlastně záměrně znelinearizován průtok, což je využíváno zejména v krajních polohách regulačního rozsahu, prováděného natáčením regulačního členu 12..When the control device is open (fig. 1, 2), i.e. ». při na-. by rotating the regulating member 15 so that the regulating holes 19, 20 coincide with the inlet 13 and the outlet 14 of the heat exchanger 12, hot liquid is supplied from the engine cooling circuit through the inlet 26 to the first chamber 29. The heat that passes through the heat air and the liquid is returned via the outlet 14 through the control opening 20 of the second closing segment 18 to the second chamber 30 and from there to the return line 27 and the engine cooling circuit. Fluid flow is ^- clarity arrows. In this position of the control member 15, the first chamber 29 is separated from the second chamber 30 so that the radial baffle 28 abuts the radial projections 31. 32. By rotating the control member 15 (FIG. 3), the radial baffle 28 is also rotated. , they move away from both radial. The projections 31 «32 and ^{0 b} ® of the chamber 29, 30 are connected. At the same time, however, the shut-off segments 17, 18, with their control openings 16, 20, are displaced and the inlet 13 of the exchanger 12 is closed. The liquid now passes in the direction from the inlet 26 to the first chamber 29 (by arrows) and into the return line 27. By passing the two chambers 29, 30 through the radial partition 28, a bypass channel is actually formed. As the regulating member 15 is rotated in turn, this bypass channel is also opened gradually so that the flow is intentionally zinearised, which is used in particular at the extreme positions of the regulating range performed by rotating the regulating member 12.

U popsaného příkladu provedeni tvoří těleso 10 jeden celek se sběrnou komorou 11 výměníku 12 tepla. Toto je nejen výhodné z hlediska výroby jediného dílu ale současně je zaručeno rychlé ohřátí výměníku 12, nebol horká kapalina cirkuluje otevřeným obtokem i při uzavřeném vstupu 13 a výstupu 14 výměníku 12 tepla v jeho bezprostřední blízkosti. Vynález vsak umožňuje pro určité aplikaoe vytvoření samostatného tělesa 10. V tomto případe by byly vstup 13 a výstup i4 nahrazeny nátrubky obdobně jako u ‘ víka 23 a s výměníkem 12 tepla spojeny hadicemi (není znázorněno).In the embodiment described, the body 10 is integral with the collection chamber 11 of the heat exchanger 12. This is not only advantageous in terms of the production of a single component, but at the same time a rapid heating of the heat exchanger 12 is guaranteed, since the hot liquid circulates through the open bypass even when the heat exchanger inlet 13 and outlet 14 are closed. However, the invention allows the formation of a separate body 10 for certain applications. In this case, the inlet 13 and the outlet 14 would be replaced by the sockets similar to the cap 23 and connected to the heat exchanger 12 by hoses (not shown).

Dále je výhodné, provést radiální výstupek 31 upravený v první komoře 29 delš?C než radiální výstepek 32 v druhé komoře 30. Tím vychází i část radiální přepážky 28, přivrácená k první kmoře 29 delší a je v otevřeném stavu regulačního Členu 15 lépe využíváno tlaku cirkulující kapaliny od přívodu 26 a dosahováno výhodnějšího průběhu regulace s ohledem na škrcení průtoku kapaliny.Furthermore, it is advantageous to provide a radial projection 31 provided in the first chamber 29 longer than the radial projection 32 in the second chamber 30. This also extends the portion of the radial partition 28 facing the first chamber 29 longer and makes better use of pressure in the open state of the circulating liquid from the inlet 26 and a more advantageous control flow is achieved with respect to throttling of the liquid flow.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Motor-vehicle heating control device for regulating the flow between the liquid supply from the refrigerant circuit, the return line and the heat exchanger provided with collecting chambers, consisting of a body in which a regulator with flat shut-off segments and ·

A heat exchanger inlet and outlet, characterized in that a first chamber (29) connected to the fluid inlet (26) from the engine cooling circuit and through the first closing segment (17) is formed in the interior of the housing (10). ) with a heat exchanger inlet (12) and a second chamber (30) B connected to the return line (27) and via a second shut-off segment (18) with a heat exchanger outlet (14) (14), 17, 18) the two chambers (29, 30) are separated by a radial partition (28) which is connected to the control member (15);

2. Control device according to claim 1, characterized in that the inlet (13) and outlet (14) of the heat exchanger (12) are arranged in the wall of the collecting chamber (11) which forms with the core body (10). oelek ·

- 8

Control device according to claim 1, characterized in that radial projections (31, 32) are formed in the first chamber (29) and the second chamber (30), on which the radial baffle (28) is in the open state of the closing segments (31). 17, 18), wherein in both closing segments (17 * 18) cut-outs (33 »34) are provided whose radial height corresponds to the height of the radial projections (31» 32) and whose edges form stops for limiting the rotational movement of the control member (15). ) · • ».

Control device according to Claims 1 and 3, characterized in that the radial projection (31) provided in the first chamber (30) 3θ is longer than the radial projection (32) provided in the second chamber (30).