DK145146B - Varmeveksler isaer en oliekoeler til en bil - Google Patents

Description

(19) DANMARK

lp 02) FREMLÆGGELSESSKRIFT (11) 145146B

DIREKTORATET FOR PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 5296/77 (51) |nt.Cl.s F 28 F 3/02 (22) Indleveringsdag 20. Jul. 1977 // F 01 M 5/00 (24) Løbedag 20. Jul. 1977 F 16 N 39/02 (41) Aim. tilgængelig 23· Jan. 1978 (44) Fremlagt 13· S ep. 1982 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 22. Jul. 1976, 762568, NO

(71) Ansøger A/S RAUFOSS AMMUNISJONSFABRIKKER, 2831 RaufOSS, NO.

(72) Opfinder Kjell Elnæs, NO.

(74) Fuldmægtig Firmaet Chas. Hude.

(54) varmeveksler, Især en oliekøler til en bil.

Opfindelsen angår en varmeveksler, især en oliekøler til en bil, omfattende en primær gennemstrømningsdel til væske, som skal afkøles, såsom olie, og en sekundær gennemstrømningsdel til en kølevæske, såsom vand, hvor den primære del udgøres af mindst to pladeformede profilelementer med et antal i hovedsagen parallelle ribber, som er lagt over for hinanden, idet ribberne på det ene element er indført i mellemrummene mellem de tilsvarende ribber på det andet element, ® således at toppen af ribberne på det ene element hviler mod bunden af ribberne i det modstående element.

S) -j. En kølerkonstruktion med et sådant ribbearrangement er kendt fra DE-PS 873.921. Kølerkonstruktionen er nærmere bestemt opbygget af * □ 2 U5146 et antal blokke, som hver består af to ens profilelementer med parallelle ribber, som er indført mellem hverandre på den beskrevne måde. Endvidere er den side af elementerne, som vender bort fra ribberne, forsynet med et antal parallelle afstandsstykker, som afgrænser parallelle gennemstrømningskanaler mellem blokke, der grænser op til hinanden. De kølende og afkølede medier strømmer gennem de kanaler, som dannes mellem afstandsstykkerne og mellem ribberne, d.v.s. strømningen sker parallelt med de kanalafgrænsende vægge, og strømningen bliver følgelig i hovedsagen af laminar karakter.

Ved konstruktion af oliekølere til brug i biler er det et problem at opnå en god varmeovergang på oliesiden, da der her altid vil være en laminarstrømning. For at opnå en turbulent strømning må denne frembringes kunstigt, d.v.s. strømningen må brydes, således at laminarlaget ikke kan opbygges i nævneværdig grad.

Fra US-PS 1.381.618 og 1.935.332 kendes kølerkonstruktioner, hvor der er anbragt et antal tværgående skillevægselementer i kølevæskens strømningsretning. Disse skillevægselementer har gennemstrømningsåbninger, som er forskudt i forhold til tilsvarende gennemstrømningsåbninger i tilgrænsende skillevægselementer. I disse kendte konstruktioner sker strømningen imidlertid i hovedsagen op og ned over skillevægstoppene eller i hulrum langs skillevæggene, og med olie som gennemstrømningsmedium vil der ikke opnås nogen effektiv opbrydning af oliestrømmen.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en oliekøler af en konstruktion, som giver en effektiv opbrydning af oliestrømmen, og som giver mulighed for styring af strømningsbilledet og varmeovergangen, samtidig med at den har en kompakt konstruktion, som kun består af få dele, og som på enkel måde kan monteres i en bil.

Dette formål er ifølge opfindelsen opnået med en varmeveksler af den indledningsvis nævnte art, som er ejendommelig ved, at hver af ribberne i sin længderetning er forsynet med et antal ved siden af hinanden anbragte gennemstrømningsåbninger, som strækker sig over en væsentlig del af ribbernes bredde, idet ribberne er anbragt på tværs af væskens (oliens) gennemstrømningsretning, og gennemstrømningsåbningerne i tilgrænsende ribber er indbyrdes sideværts forskudt, og 145146 3 at profilelementerne er indkapslet, således at der på hver side af den primære gennemstrømningsdel er dannet sekundære gennemstr{tonings-dele, som kommunikerer via fælles indløbs- og udløbsdele og tilsammen danner den sekundære gennemstrømningsdel. Derved opnås en meget effektiv opbrydning af oliestrømmen og en høj varmeovergang, eftersom olien plasker imod ribbevæggene bag gennemstrømningsåbningerne. Antallet og tværsnittet af strømningskanalerne kan varieres, således at en varierende mediummængde kan varmeveksles med den samme grundkøler, idet man let kan variere antallet og/eller arealet af gennemstrømningsåbningerne gennem ribbevæggene. Både med hensyn til strømningsdannelse og varmeovergangen tillader konstruktionen ifølge opfindelsen en langt større fleksibilitet, end hvad der er muligt med anordningerne ifølge den kendte teknik.

Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en delvis gennemskåret varmeveksler ifølge opfindelsen og fig. 2 en delvis gennemskåret varmeveksler i samme udformning set i retning af pilen A i fig. 1.

1 det på tegningen viste udførelseseksempel er varmeveksleren indrettet til anvendelse som oliekøler i en bil og er således tilpasset for varmeveksling mellem vand og olie. Varmeveksleren består i det væsentlige af to pladeformede profilelementer 1 henholdsvis 2 med ribber på begge sider, to låg eller yderdæksler 3 henholdsvis 4, to lukkedæksler 5 henholdsvis 6 for varmevekslerens indre gennemstrømningsdel, to tilkoblingsdele 7 henholdsvis 8 med indløbs- og udløbsstudse 9 henholdsvis 10 for vand og to tilkoblingsdele 11 henholdsvis 12 med indløbs- og udløbsstudse 13 henholdsvis 14 for olie.

Som det fremgår af fig. 1, er varmevekslerens profilelementer 1 og 2 lig hinanden og har på begge sider parallelt forløbende ribber. Ribberne på den indadvendende side er betegnet med 15, medens ribberne på den udadvendende side er betegnet med 16. For at opnå en kompakt enhed er profilelementerne lagt ind i hinanden med ribberne 15 på den ene side af det ene element, der vender ind imod det an 145146 4 det element, indført i mellemrummene eller kanalerne mellem de tilsvarende ribber 15 på det overfor liggende element. Som det fremgår af fig. 1, er ribberne 15 på oliesiden ca. dobbelt så høje som ribberne 16 på vandsiden. Vandet strømmer på langs af de korte ribber, medens de lange ribber er gennemhullet eller slidset op, således at olien kan strømme i siksak på tværs af ribberne. Dette giver en stadig opbrydning og forstyrrelse af oliestrømmen med det resultat, at det forhindrer dannelse af laminarstrømning og dårlig varmeover-gang på iliesiden. Varmen overføres fra olien til ribberne på oliesiden og ledes gennem ribberne over til vandsiden for der at overføres til vandet.

Som det fremgår af fig. 2, er hver af de i hinanden indgribende ribber 15 forsynet med et antal åbninger eller slidser 17 med ensartet indbyrdes afstand eller deling. Som vist i fig. 1, strækker slidserne sig fra toppen af ribberne og ind til disses fodparti. Profilribbernes slidser dannes,inden profilelementerne lægges sammen, på en sådan måde, at hullerne eller slidserne i ribberne i monteret tilstand ligger forskudt en halv deling i forhold til slidserne i de tilgrænsende ribber.

De i hinanden indgribende ribber 15 er indkapslet ved hjælp af lukkedækslerne 5,6 ved ribbeenderne og ved hjælp af tilkoblingsdelene 11 og 12 med studsene 13 og 14, således at gennemstrømningsdelen for olie er adskilt fra vandgennemstrømningsdelene. Sidstnævnte dele er. dannet mellem profilpladerne og yderdækslerne 3 og 4, idet disse dele står i forbindelse med hinanden via vandtilkoblingsdelene eller endestykkerne 7 og 8 med studsene 9 og 10.

Som vist i fig. 1 er ribberne 15 og 16 på begge sider af profilelementerne parallelle med hinanden, og profilelementerne er således velegnede til fremstilling ved strengpresning, f.eks. af aluminium. Dersom det er ønskeligt, kan det varmevekslende element med profilelementerne fremstilles i metervis og efter svejsning afskæres til ønskede længder. Når det gælder oliekølerens endestykker med tilkoblingsåbninger, kan disse fremstilles ved presstøbning med henblik på tilpasning til de forskellige typer bilmærker, hvor oliekøleren kan komme til anvendelse.

Claims (2)

1. 5 U5U6 For at forøge oliekølerens evne til at modstå indre overtryk kan profilelementerne forankres til hinanden ved hjælp af en gennemgående bolt (ikke vist). For at opnå rigtig væskefordeling på vandsiden kan der ved indløbet arrangeres en stopklods (ikke vist) for at undgå, at størstedelen af vandet strømmer gennem kølerens midterparti. For at undgå for meget vand i de ydre dele kan fordelingskanalens tværsnit øges, eller en heldækkende plade kan arrangeres foran hele vandkanal-tværsnittet med borede huller ind til hver kanal. I den viste udførelse er indløbs- og udløbsstudsene for vand henholdsvis olie arrangeret vinkelret på hinanden. Som et alternativ kan olietilløbsstudsene arrangeres på samme side som vandtilkoblingerne ved at foretage en passende modifikation af vandtilkoblingsendestykkerne . Det skal bemærkes, at man ved fremstilling af profilelementerne ved strengpresning opnår den væsentlige fordel, at man let kan vælge både indbyrdes ribbeafstand og dimensioner på deling mellem åbningerne eller slidserne i de i hinanden indgribende ribber, og derved kan man styre hele strømningsbilledet. Hydrauliske diametre, strømningshastigheder, strømningslængder, ribbehøjde og -tykkelser kan optimeres i forhold til trykfaldet for at få en maksimal udnyttelse af varmeveksleren og det anvendte materiale. Patentkrav .
2. 1. Varmeveksler, især en oliekøler til en bil, omfattende en primær gennemstrømningsdel til væske, som skal afkøles, såsom olie, og en sekundær gennemstrømningsdel til en kølevæske såsom vand, hvor den primære del udgøres af mindst to pladeformede profilelementer (1,2) med et antal i hovedsagen parallelle ribber (15), som er lagt over for hinanden, idet ribberne (15) på det ene element (1) er indført i mellemrummene mellem de tilsvarende ribber på det andet element (2), således at toppen af ribberne på det ene element hviler mod bunden af ribberne i det modstående element, kendeteg-