SE502957C2 - Värmelagringsanordning vid en vätskekyld förbränningsmotor - Google Patents

Description

20 k) (J: 30 502 957 2 pump erfordras. Med andra ord eftersträvas en värmelagringsanordning som under motorns drift möjliggör för uppvännd kylarvätska att strömma genom lagerbehállaren för uppvännande av densamma. Härvid är det också väsentligt att för en fullständig tömning av lagrad kylarvâtska från behållaren även den kylarvätska som normalt kvarstannar i ledriingen förs över till motorn.

Ovannärrmda ändamål med uppfinningen har ej varit möjliga att uppnå hos de tidigare kända värmelagringsanordningama vid vätskekylda förbränningsmotorer, men uppnås enligt föreliggande uppfinning genom att denna uppvisar de i patentkraven angivna särdragen.

Uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas i form av ett icke begränsande utföringsexempel med hänvisning till bifogade ritningsfigurer, på vilka fig. 1 visar schematiskt en vätskekyld förbränningsmotor, delvis i snitt, med en värmelagringsanordning enligt föreliggande uppfinning, fig. 2 visar ett längdsnitt genom värmelagringsanordningen som genomströmmas av uppvärmd kylarvätska under det att förbränningsmotom är i drift, och fig. 3 visar ett längdsnitt genom värmelagringsanordningen, varvid lagrad kylarvätskan leds till förbränningsmotom.

Med hänvisning till figurerna betecknar 1 en vätskekyld förbränningsmotor, vars motorblock 2 innehåller en kylarvattenpump 3 och ej närmare visade kanaler för cirkule- rande kylarvätska, som även leds genom en luftkyld värmeväxlare 4, en så kallad kylare.

Den ena änden av motorblockets 2 kylarkanaler är via en ledning 5 förbunden med en uppfinningsenlig värrnelagringsanordning 6, vilken innefattar en isolerad lagerbe- hàllare 7 uppvisande en första kammare 8 som medelst ett fram- och átergâende rörligt kolvorgan 9 avgränsas från en andra kammare 8”. Denna andra kammare 8' är förbunden med en pump 10 som i sin tur via en ledning 11 är förbunden med den andra änden av motorblockets 2 kylarkanaler.

Som framgår av fig. 2 och 3 är, i den visade utföringsforrnen av uppfinningen, lagerberhållarens in- och utloppsöppningar förlagda till lagerbehållarens ena ände och via borrriingar 13 resp 14 förlöpande till ett respektive hâlrum. Dessa hålrum kan via kanaler 15 resp 16 med isolerande avspärrningsorgan 17, 17' sättas i förbindelse med lagerbehållarens 7 första resp andra kammare.

Den ena av nämnda kanaler 16 är utbildad i form av ett ungefär i mitten av behållaren anordnat rör, sträckande sig väsentligen genom behållarens hela längd. Detta rör bildar sanitidigt en styrning för det fram- och átergående kolvorganet 9. 10 20 30 502 957 3 Avspärrningsorganen 17, 17' har vart och ett formen av en ventilkägla och är anordnade för samtidig manövrering mellan ett öppet och ett stängt läge medelst en elmagnet 18.

Lagerbehållarens 7 första och andra kammare 8, 8” kan via en flödesförbindning sättas i förbindelse med varandra. Denna flödesförbindning innefattar åtminstone ett i kolvorganet 9 anordnat ventilorgan 19, vilket är anordnat att styras mellan ett öppet läge och ett stängt läge beroende på kolvorganets 9 relativa läge i förhållande till lagerbehållarens 7 ändväggar, vilka bildar axiella anslag för kolvorganet. Ventilorganet 19 är utformat på ett sådant sätt att det intar ett stängt läge när kolvorganet 9 befinner sig på avstånd från lagerbehållarens ändväggar och ett öppet läge när kolvorganet och följaktligen även ventilorganet 19 närmar sig och kommer i anliggning mot någon av lagerbehållarens 7 ändväggar.

Ventilorgan av ovan nämnd typ är redan kända i en mängd olika utföranden och består i den visade utföringsforrnen av uppfinningen av en ventilslid 20 som med en del skjuter ut på kolvorganets 9 vardera ändsida och vilken ventilslid, medelst en fjäder 21, strävar efter att befinna sig i ett stängt läge. Om någon av ventilslidens 20 utskjutande delar pâverkas av en kraft som är tillräckligt stor för övervinnande av Üäderkraften, intar ventilen ett öppet läge tillåtande kylarvätska att strömma genom kolvorganet 9 och således genom lagerbehållaren 7. Praktiska försök har visat att den kraft med vilken det rörliga kolvorganet 9, genom kylarvattnets flödesverkan och den relativa tryckskillnad som därvid uppkommer mellan lagerbehållarens kammare 8 och 8', drivs mot någon av lagerbehål- larens 7 ändväggar är tillräcklig för att ventilsliden 20 skall inta ett öppet läge vid anliggning mot ändväggen vid lämpligt val av fiäderkarakteristik. När flödesverkan upphör och således även tryckskillnaderna på kolvorganets 9 vardera sida utjämnas, drivs kolvorganet genom påverkan av fjäderkraften bort från ändväggen och ventilsliden 20 intar ett stängt läge.

Medan motorn l är i drift uppvärrnes kylarvätska i motorblockets 2 kanaler.

Genom inverkan av motorns l kylarvattenpump 3 förniås kylarvatten förutom att cirkulera till motorns värmeväxlare 4 och motorblock 2, även att cirkulera genom värmelagrings- anordningen 6.

Under drift kommer, pga kylarvattnets flödesverkan, det rörliga kolvorganet 9 att befinna sig i sitt nedre ändläge anliggande mot ändväggen (se fig. 2), varvid dess ventilslid 20 befinner sig i öppet läge. Härvid cirkulerar via motorns kylarvattenpump 3 kylarvatten i ett kretslopp genom lagerbehållaren 7 och vidare genom pumpen 10, vilken 10 20 k) ut 30 502 957 härvid inte är aktiverad.

Den till lagerbehållaren 7 cirkulerande kylarvätskan leds först in i dess första kammare 8 och via ventilsliden 20 vidare ut till dess andra kammare 8', varifrån kylarvätslcan passerande pumpen 10 och via ledningen 11 återleds till motorblocket2.

Härvid uppvärms lagerbehållarens 7 invändiga väggar kontinuerligt till en temperatur som är lika med kylarvätskans temperatur under motorns 1 drift.

När motorn 1 och följdaktligen även motorns kylarvätskepump 3 stoppas upphör tryckökningen på kolvorganets 9 ena sida varvid ventilsliden 20 stängs.

För att vid lagring av varm kylarvätska värmeväxling inte skall ske mellan den varma kylarvätskan i den isolerade lagerbehållaren 7 och den utanför denna efter hand avkylda kylarvätskan när motorn 1 är avstängd år det rörliga kolvorganet 9 anordnat ändamålsenligt isolerande. För att ytterligare minska risken för ett värmeutbyte mellan den varma kylarvätskan i behållaren 7 och den efter hand avkylda kylarvätskan utanför denna, är också värrnelagringsanordningens avstängningsorgan 17, 17' ändamålsenligt värmeisolerande.

Imian motom på nytt startas aktiveras först pumpen 10 så att från motom avkyld kylarvåtska genom pumpverkan leds från motorblockets 2 andra ände in i lagerbehållarens 7 andra kammare 8', dvs in mot det rörliga kolvorganet 9 vars ventilslid 20 härvid befmner sig i stängt läge. Genom kylarvätskans flödesverkan och den relativa tryckökningen på kolvorganets ena sida, förskjuts det rörliga kolvorganet uppåt (fig. 3) så att den i den första kammaren 8 lagrade kylarvätskan via ledningen 5 leds in till mo- torblockets 2 ena ände, medan avkyld kylarvätska från motorblocket 2 leds in och efterhand fyller upp lagerbehållarens 7 andra kammare 8”.

När det rörliga kolvorganet 9 närmar sig lagerbehållarens 7 övre ändvägg kommer ventilslidens 20 utskjutande del i kontakt med och i anliggning mot ändväggen, intagande ett öppet läge. I detta läge stoppas dock inte pumpen 10, utan den fortsätter att gå under så lång tid som erfordras för att även tömma den till motorblockets 2 kylarkanaler förbundna ledningen 5 på varm lagrad kylarvätska. Härigenom ersätts mo- torblockets 2 kylarvatten väsentligen av det i lagerbehållaren 7 lagrade varma kylarvattnet, varefter motorn följaktligen är klar att startas.

Vid start av motorn l leds via motorns pump 3 kylarvatten i motsatt riktning, dvs till lagerbehållarens 7 första kammare 8, varvid det rörliga kolvorganet 9 genom flödes- verkan ånyo förskjuts till sitt i fig. 2 nedre ändläge kontaktande ändväggen, varvid ventilsliden 20 öppnas och kylarvätska åter tillåts cirlmlera genom lagerbehållaren 7. 10 15 20 25 502 957 5 Pumpens 10 motor kan styras med för fackmarmen kända medel, t ex medelst ändlägeskontakter som aktiveras beroende på kolvorganets 9 läge i lagerbehällaren 7 och styrorgan som medger att pumpens 10 drift stoppas efter en på förhand bestämd tid.

Vidare kan givetvis temperaturavkännande don anordnas på lämpliga platser för att, förhindra att anordningen inkopplas i onödan, t ex om motorn, som skall startas, redan uppvisar erforderlig driftstemperatur. Samtliga från de avkännande donen kommande signalerna samordnas företrädesvis med en mikroprocessor.

Genom att lagerbehâllarens båda kammare 8, 8' kan sättas i flödesförbindning med varandra medelst ventilsliden 20 har värmelagringsanordning enligt uppfinningen även den fördelen att den, när fordonets motor 1 är stoppad, för föraren och de medâkandes komfort kupén kan användas till uppvärmning av den till fordonets kupé anordnade värmeväxlaren. Detta innebär i praktiken att kupén hos ett parkerat fordon med stoppad motor kan hållas varm om pumpen 10, genom att aktiveras sekventiellt, åstad- kommer en cirkulation av varm lagrad kylarvätska genom den till fordonets kupé anordna- de värmeväxlaren. För att även vid långtidsparkering kunna upprätthålla en vann kupé för föraren och de medákande skulle ett värmeelement kunna inrymmas på lämplig plats i lagerbehállaren 7 varvid, med pumpen 10 aktiverad, kylarvätskan för uppvärmning skulle kunna bringas att strömma förbi värmeelementet.

Vännelagringsanordningen enligt uppfinningen har även den fördelen att den, efter behov, tillåter flera lagerbehâllare att seriekopplas, varvid samtliga dessa kan drivas medelst en enda pump. Vilket bör inses är detta möjlig, genom att de båda kamrarna kan sättas i flödesförbindelse med varandra medelst det i kolvorganet anordande ventilorganet 19, vilket möjliggör för kylarvätska att strömma genom lagerbehållaren 7.

Det bör inses att anordningen enligt uppñnningens användningsområde inte är begränsad till det härovan beskrivna och det på ritningarna visade. utan att den även kan användas till andra ändamål, exempelvis för lagring av ett köldmedium och kylning av utrymmen.

Claims (4)

10 502 957 6 PATENT KRAV

1. l. Värmelagringsanordning vid en vätskekyld förbränningsmotor och avsedd för uppvärmning av motorn före start, vars motorblock (2) har en kylarvattenpump (3) och kanaler för cirkulerande kylarvätska, vilken anordning innefattar en för lagring av _ uppvärmd kylarvätska värmeisolerad lagerbehållare (7), vilken medelst ett fram och åter rörligt kolvorgan (9), är uppdelad i två kammare (8, 8'), vilka står i förbindelse med in- och utlopp hos motorblockets (2) kylkanaler, och en pump (10) med vilken kylarvätskan kan ledas från motorblockets kanaler till lagerbehállaren (7), k ä n n e t e c k n a d av att de båda karnrarna (8, 8') kan sättas i flödesförbindelse med varandra via åtminstone ett i det rörliga kolvorganet (9) anordnat ventilorgan (19) för att, under motorns (1) drift, möjliggöra för kylarvätskan att strömma genom lagerbehállaren (7), och att pumpen (10) är anordnad på ett sådant sätt att den, före start av motorn, kan pumpa kylarvåtska in i den ena (8') av lagerbehållarens kamrar (8, 8') i en riktning motsatt flödesriktningen för motorns (1) kylvätska, varvid det rörliga kolvorganets (9) ventilorgan (19) befinner sig i ett stängt läge.

2. Värmelagringsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ventilorganet (19) är anordnat på ett sådant sätt, att det intar ett öppet läge när det kommer i kontakt med och anligger mot någon av lagerbehållarens (7) ändväggar och intar ett stängt läge när kolvorganet (9) lämnar någon av dessa ändväggar och rör sig mot den motstående ändväggen.

3. Värmelagringsanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att venti- lorganet (19) innefattar en ventilslid som med en del skjuter ut på kolvorganets vardera ändsida och vilken ventilslid (20) medelst en fjäder (21) strävar efter att befinna sig i ett stängt läge, varvid ventilsliden påverkas att inta ett öppet läge vid den utskjutande delens anliggning mot någon av behållarens ändväggar.

4. Värmelagringsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d av att det rörliga kolvorganet (9) är värmeisolerat anordnat.