201147. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő
1 HU 201147 B 2 nagyobb folyadékáramot kell a hőcserélő belső kamráján átvezetni, azaz az összes hűtővíz nagyobb hányadát vezetjük a belső kamrába, így annak térfogata nagyobb, ugyanakkor nyomásesése is megnő. Az ilyen hőcserélő kamrák átáramolási keresztmetszetei azonban viszonylag nagyok, és így az eltömődés veszélye viszonylag kicsi. Másrészt az olyan hőcsere rendszerek melyek lamináris áramlásűak, viszonylag kis térfogatáramlást igényelnek a belső kamrában, így térfogatuk és nyomásesésük kicsi. Az ilyen kamrák átömlő keresztmetszetei kicsik, ezért az eltömődés veszélye nagyobb a hagyományosokénál, így tiszta hűtővizet igényelnek. A találmányt az alábbiakban célszerű példaképpeni kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra egy találmány szerinti hőcserélő oldalnézete félig metszetben, a 2. ábra pedig az 1. ábra szerinti hőcserélő keresztmetszete. A találmány szerinti hőcserélő példaképpen gépjárművek hajtómű olajának hűtővíz segítségével történő hűtésére alkalmas. A vázolt kiviteli alakú hőcserélő egy a hűtővíz átvezetésére szolgáló gyűrűalakú belső 1 kamrából, és az olaj átvezetésére szolgáló gyűrűalakú külső 2 kamrából áll, melyeket egymástól egy hengeres, csőszerű, folyadékot át nem eresztő elválasztó 3 fal határol el egymástól. A csőszerű elválasztó 3 fal megfelelő végei bemenő 4 csőtoldathoz és kimenő 5 csőtoldathoz vannak erősítve, melyek segítségével egy 6 gumicsövön át a motor hűtővizét vezetjük a hőcserélőbe. így a 7 nyíllal jelzett módon a hőcserélőn a teljes hűtővíz mennyiség átfolyik, de az 1 kamrán csak az a hűtővíz mennyiség áramlik át, ami az elválasztó 3 falon át történő hőcserékhez szükséges. A hűtővíz ilyetén való elosztása az áramlási pálya speciális kialakításából adódik, miszerint a hűtővíz az 1 kamrában sugárirányban befelé, a belépő 4 csőtoldattól a kilépő 5 csőtoldat felé irányul. A közvetlen áramlási pálya vagy csatorna úgy van kialakítva, hogy az 1 kamra belépő oldalán nagynyomású hely van, a kilépő oldalán pedig kisnyomású hely. Ezek a zónák különböző módokon alakíthatók ki. Például a közvetlen folyásirányba beépíthetők szilárd vagy hajlékony toroktagok, vagy előnyösen egy változtatható, rugalmas toroktag, ami alkalmazkodva a hűtővíz mennyiségéhez az 1 kamra belépő oldalán viszonylag nagynyomású zónát, kilépő oldalán pedig viszonylag kisnyomású zónát hoz létre. A vázolt kiviteli alaknál a kívánatos különböző nyomású helyeket úgy hozzuk létre, hogy a belépő 4 csőtoldat fokozatosan növekvő keresztmetszetű, diffuzor, melyben csökken a sebesség és nő a statikus nyomás. Továbbá a hőcserélő 1 kamrán belül azzal egytengelyűén egy kúposán elvékonyuló hengeres 8 fal van, amely részlegesen szita elemet vagy szűrő 9 falat tartalmaz. A hengeres, kúposán elvékonyodó 8 fal egy ejektort alkot, ahol felgyorsul a folyadék sebessége és lecsökken a statikus nyomása. A belső kamra kilépő nyílása ezen fal folyásirány felőli alsó végén van. A kilépő 5 csőtoldat ugyancsak növekvő keresztmetszetű diffuzor, az ejektorban szerzett kinetikus energia legtökéletesebb hasznosítása céljából, így a hűtővíz hőcserélőben végbemenő nyoinásesése nagyon alacsony. A találmány szerinti hőcserélő belső I kamrája és külső 2 kamrája a bennük áramló folyadékközegnek lamináris áramlást biztosít. Az olaj átáramlását biztosító külső 2 kamra a csőszerű elválasztó 3 fal és a hüvelyszerű külső 10 fal között helyezkedik el, mely 10 fal egytengelyű az elválasztó 3 fallal, és attól sugárirányban térközzel van elválasztva. A 10 fal tengelyirányú végei folyadékot tömítő módon az elválasztó fal külső felületéhez vannak kapcsolva. A hengeres külső 10 fal egy tengelyirányú beömlő 11 kamrát alkot, amelynek olaj-beömlő 12 csőcsonkja van, és amely a 2 kamra hosszának fele méretével egyező. A 10 fal ugyanakkor egy kiömlő 13 kamrát is alkot, ami egy vonalba esik a beömlő 11 kamrával, olaj-kiömlő 14 csőcsonkja van és a 2 kamra fennmaradó hossza mentén nyúlik el. A beömlő 11 kamrával és kiömlő 13 kamrával átmérő mentén szemben a külső 10 fal egy, az egész hőcserélő 2 kamra mentén végignyúló gyűjtő 15 kamrát alkot. Az elválasztó 3 fal külső felületével egybeépítve számos, az alkotó mentén végignyúló 16 taréj van, melyek horonyszerű átömlő csatornát képeznek az olaj lamináris áramoltatására. A 16 taréjokat a beömlő 11 kamrával és kiömlő 13 kamrával szemben egy tengelyirányú 17 csatorna megtöri, melyet egy kéfesztirányú 17a fal két részre oszt. A16 taréjokat a gyűjtő 15 kamrával szemben egy tengelyirányban elnyúló 18 csatorna hasonló módon szintén megtöri, mely végignyúlik a hőcserélő 2 kamra teljes tengelyirányú hosszán. Az olaj a beömlő 12 csőcsonkon át a beömlő 11 kamrába kerül, és innen az 1. ábrán látható módon a 17 csatorna bal oldali részébe. Az olaj elhagyja a 17 csatornát és szétszóródik a kerület mentén elnyúló 16 taréjok közti horony alakú, lamináris áramlást biztosító áramlócsatomákban, és a kerület mentén a tengelyirányú 18 csatornába és összekötő 15 kamrába kerül. Az olaj az összekötő 15 kamrában turbulensen áramlik a hőcserélő 1. ábra szerinti jobb oldali részébe, ahol szintén eloszolva a tengelyirányú 18 csatornából a kerület mentén elnyúló 16 taréjok közötti horonyalakú csatornákon laminárisán felszáll a 2. ábra nyilai mentén a tengelyirányú 17 csatorna jobb oldali felébe (1. ábra szerint), az 1 kamrán kívüleső kiömlő 13 kamrába. Ezután az olaj a hőcserélőből a kiömlő 14 csőcsonkon távozik. A külső hőcserélő 2 kamra így sorba kapcsolt két félből áll, melyeken az olaj átáramlik, és igen kedvező hőmérsékletkülönbség alakul ki az olaj és a belső hőcserélő 1 kamrában áramló hűtővíz között. A belső hőcserélő 1 kamrát a csőszerű elválasztó fal és a lényegében hengeres 19 lemez definiálja, mely koaxiálisán és sugárirányban az elválasztó 3 falon belül van. A hengeres 19 lemez első vége befelé van hajlítva, és a fentemlített ejektor 8 fal legszűkebb részét képezi. Az elválasztó 3 fal belső felületével kerület menti 20 taréjok vannak egyesítve, melyek között horonyalakú csatornák vannak, és amelyekben a hűtővíz laminárisán áramlik. A 20 taréjokat négy, a kerület mentén egyenletesen elosztott 21 csatorna megtöri, melyekbe az 1. ábra nyilaival jelzett módon a hűtővíz a kúpos szűrő 9 falon és a 19 lemez 22 nyílásain beáramlik. A hűtővíz a tengelyirányú 21 csatornákból a kerület menti 20 taréjok közti horonyalakú csatornákba ömlik, és innen a 2. ábra nyilai mentén a tengelyirányú 20 taréjokat megszakító 23 csatornákba áramlik. A 23 csatornákon 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
