NO150012B - Anordning ved varmeisolert beholder, for en forbrenningsmotors kjoelevann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning ved varmeisolert beholder med innløp og utløp for oppbevaring av varmt kjøle-vann, som utgjør en del av kjølevannet i en motor, og beregnet for utmating av denne varme kjølevannsdelen til motoren, en motordel eller annet element for oppvarming før start av motoren.

Ved start av forbrenningsmotor er det fordelaktig at motoren har høyere temperatur enn omgivelsestemperaturen, særlig i den kalde årstiden. Fordelene består i at man får'mindre slitasje og mindre korrosjon på grunn av bedre smøring og mindre kondens på kalde motordeler. Hurtigere oppnåelse av driftstemperatur gir mindre friksjon som igjen fører til lavere brennstoff-forbruk i startfasen. Raskere oppvarming av førerplassen i et kjøretøy bevirker mindre fare for uhell under kjøring, særlig fordi kjøretøyets defrosteranlegg raskere fører til klare vinduer.

Høyere starttemperatur kan oppnås ved hjelp av en elektrisk motorvarmer eller en bensinfyrt motor- og kupévarmer. Elektrisk energi er imidlertid ikke alle steder tilgjengelig, og det er derfor utviklet en innretning som går ut på å lagre varm kjølevæske i en isolert beholder. Ideen går ut på at man fører en del av motorens kjølevann, når dette etter en drifts-periode er blitt varmt, til en varmeisolert beholder og oppbevarer dette i beholderen inntil motoren igjen skal startes etter en lengre stans. Det varme vannet fra beholderen føres da tilbake til motoren ved toppen av sylindrene, slik at disse med omgivelser blir oppvarmet. Det varme vannet kan også benyttes til oppvarming av f.eks. brenseloljefilteret i en dieselmotor, som i kaldt vær har en tendens til å bli stoppet til på grunn av at dieseloljen ved lave temperaturer skiller ut en voksaktig substans.

Ved bruk av en isolert lagerbeholder for oppbevaring av varm kjølevæske er det viktig at vekten av lageret samt plassbehovet holdes minst mulig. Dette er spesielt viktig for motorer som er plassert i kjøretøyer, da tilleggsvekt gir økte driv-stoff utgifter, og den plassen som er tilgjengelig for montering av et varmelager i et kjøretøy ofte er sterkt begrenset.

Fra DE-Offenlegungsschrift 1.805.862 er det kjent en varmeisolert beholder for oppbevaring av en del av en motors kjøle-vannsmengde. Når motoren startes, vil kaldt vann på grunn av sirkulasjonen av hele vannmengden, bli presset inn i beholderen og man får raskt en oppblanding av det varme vannet med kaldt vann, slik at oppvarmingseffekten av det oppbevarte varme vannet ganske raskt nedsettes. Fra US-patent nr. 2.175.121 er det kjent en isolert beholder med to kammere der det ene kammeret er beregnet til å oppta hele motorens kjølevannsmengde. Rammerene er atskilt fra hverandre ved hjelp av en mellomvegg som gjennomløpes av en felles stempelstang for et stempel i hvert av kammerene. Det kammeret som ikke er beregnet til å oppta kjølevanns-mengden er forbundet med motorens sugeside, slik at de to sammenhengende stemplene kan beveges ved hjelp av vakuum. Denne innretningen er meget komplisert og kostbar, og det

er en stor ulempe å tømme hele motorens kjølesystem for kjølevæske på grunn av fare for økt korrosjon.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å gi anvisning

på en isolert beholder hvor de ovennevnte ulemper unngås og som er innrettet slik at varmen i det lagrede kjøle-

vann i beholderen kan utnyttes optimalt, slik at størrelsen og vekten på beholderen kan holdes på et minimum. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved hjelp av en anordning ved varmeisolert beholder av den innledningsvis nevnte art som er karakterisert ved at det i beholderen er anordnet en fysisk hindring for å unngå at det varme vannet blandes opp med den kalde kjølevannsdelen som presses inn i beholderen ved den sirkulasjon av kjølevannet som skjer ved starting av motoren.

Ved en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen består den fysiske hindring av turbulensdempende materiale, som fyller beholderen helt eller delvis, f.eks. i form av metallull, mineralull eller en sats 23 av parallelle kanaler som løper fra innløp til utløp.

Ved en annen utførelsesform for oppfinnelsen består den fysiske sperren av en bevegbar mellomvegg. Mellomveggen består hensiktsmessig av en elastisk membran eller belg av bøyelig materiale.

En praktisk utførelsesform er karakterisert ved at det i forbindelse med innløpsledningen til belgen er anordnet en pumpe med trykksiden mot beholderen, at det fra utløpet fører en ledning med en fortrinnsvis styrbar ventil til kjølekappen ved toppen av motoren, og at det fra motorens kjølevannspumpe fører en ledning til beholderens hulrom som ligger utenfor beholderen, i hvilken ledning det er anordnet en enveis ventil som forhindrer tilbakestrømming fra beholderen til pumpen.

Ved hjelp av den fysiske sperren i beholderen, særlig en belgformet sperre, vil man effektivt forhindre at kaldt vann som under startfasen presses inn i beholderen blander seg med det varme vannet som skal benyttes til oppvarming av motoren eller lignende.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, som viser noen utførelsesformer for oppfinnelsen.

Fig. 1 viser en utførelsesform der den mekaniske sperren utgjøres av en belg,

fig. 2 viser en utførelsesform der den fysiske sperren ut-gjøres av to skiver med porøst materiale ,

fig. 3 viser en utførelsesform der den fysiske sperren ut-gjøres av porøst materiale som tilnærmet fyller beholderen fullstendig, og

fig. 4 og 5 viser en utførelsesform der den fysiske sperren utgjøres av parallelle kanaler.

1 betegner en motor, f.eks. en bilmotor, med en kjøler 2,

en termostat 3 og en vannpumpe 4 med en tilkoplet kjøle-vifte 5. Ved start av kald motor vil termostaten 3 stenge ledningen 6 som fører til kjøleren 2 og lede det kalde kjølevannet gjennom ledningen 7 direkte til pumpen 4, slik at vannet bare sirkulerer gjennom motorens kjølekappe.

Til motoren 1 er det koplet en varmeisolert beholder 8

for oppbevaring av oppvarmet kjølevann som skal benyttes i forbindelse med kaldstart. I beholderen 8 er det anordnet en belg 9 av fleksibelt materiale og med en stiv endevegg 10. Til hulrommet 11 i belgen fører det en ledning 12 med en pumpe 13. Fra den delen 14 av beholderen som befinner seg utenom belgen, fører det en ledning 15 til motorens 1 topp. I ledningen 15 er det anordnet en styrbar ventil 16. Innføring av varmt vann til rommet 14 skjer over en ledning 17 fra pumpen 4. I denne ledningen 17 er det anordnet en enveisventil 18 som forhindrer vann i å strømme fra beholderen til motoren.

Utførelsesformene som er vist i fig. 2 til og med 5 virker alle sammen på tilnærmet samme måte, nemlig ved at de i beholderen innlagte materialer eller innretninger forhindrer en turbulens i det innførte kalde vannet i startfasen, slik at man unngår en oppblanding av det varme vannet med det innførte kalde.

I fig. 2 er det ved innløp og utløp av beholderen innlagt skiver 20 og 21 av f.eks. metallull eller mineralull. Når kaldt vann under startfasen innføres fra bunnsiden i beholderen, vil stråle- eller turbulensvirkning i dette vannet dempes av det porøse materialet i skivene 20 og 21.

I fig. 3 er det i stedet for skiver anbragt en hel fylling 22 av samme materiale som ovenfor i beholderen. Denne fyllingen vil ha en enda sterkere dempende virkning, men vil oppta en del av beholderens volum.

I fig. 4 er det i stedet for fyllingen 22 anordnet en sats 23 av parallelle kanaler. Denne satsen har samme dempende virkning som ovenfor omtalt.

Innretningen virker på følgende måte:

Under drift pumpes varmt vann gjennom ledningen 17 til beholderhulrommet 14 og fyller dette således opp med varmt vann (ca. +90°C). Innføringen av varmt vann kan skje ved en stadig sirkulasjon fra ledningen 17 gjennom beholderen 14 og tilbake til motorens 1 topp gjennom ledningen 15. Det vil selvfølgelig også være mulig å styre dette forløpet ved at vannet først går inn i beholderen etter at motoren har oppnådd full driftstemperatur, f.eks. ved hjelp av termostatventiler og lignende. Under innføringen av det varme vannet under et visst trykk gjennom ledningen 17 vil det oppstå et overtrykk i beholderdelen 14 som vil presse belgen 9 sammen, idet vannet i denne presses tilbake til motoren i et område der det hersker mindre trykk. En fjær 19 er anordnet ved toppen av belgen og vil hjelpe til med å presse denne sammen.

Ved en kaldstart åpnes ventilen 16 samtidig som pumpen 13 startes. Kaldt vann fra motoren vil da bli pumpet inn i belghulrommet 11 og vil ekspandere denne. Belgen er dimen-sjonert slik at tilnærmet 100% av det varme vannet som er oppbevart i beholderdelen 14 vil bli presset ut gjennom ledningen 15 og til motorens 1 topp. Det skjer således en omplassering av kjølevann, idet kaldt vann føres fra motoren og inn i belghulrommet 11, samtidig som varmt vann fra beholderdelen 14 erstatter den kalde vannmengden.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den på tegningen viste utførelsesform, idet den fysiske sperren i beholderen 8 kan være f.eks. et bevegbart stempel, et poseformet membran eller lignende.

Claims (8)

1. Anordning ved varmeisolert beholder (8) med innløp (17) og utløp (15) for oppbevaring av varmt kjølevann som utgjør en del av kjølevannet i en motor (1), og beregnet for utmating av denne varme kjølevannsdelen til motoren, en motordel eller et annet element for oppvarming før start av motoren, karakterisert ved at det i beholderen (8) er anordnet en fysisk hindring (9,20,21,22, 23) for å unngå at det varme vannet blandes opp med den kalde kjølevannsdelen ved den sirkulasjon av kjølevannet som skjer ved starting av motoren.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den fysiske hindring består av turbulensdempende materiale, som fyller beholderen helt eller delvis, f.eks. i form av en porøs masse, såsom metallull eller mineralull eller en sats (23) av parallelle kanaler som løper fra innløp til utløp.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den fysiske hindring består av en bevegbar mellomvegg (9).

4. Anordning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at mellomveggen består av en elastisk membran.

5. Anordning ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at mellomveggen består av en belg av bøyelig materiale.

6. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at belgen (9) er påvirket til sammenpressing.av en fjær (19).

7. Anordning ifølge et eller flere av foregående krav, karakterise.Tt ved at det under startfasen er et åpent innløp (12) fra motoren (1) til belghulrommet (11) under den fysiske hindring og at utløpet (15) fører fra den del av beholderhulrommet som ligger over hindringen (9) .

8. Anordning ifølge et eller flere av foregående krav, karakterisert ved at det i forbindelse med innløpsledningen (12) til hulrommet (9) er anordnet en pumpe (13) med trykksiden mot beholderen (1), at det fra beholderens hulrom (14) fører en utløpsledning (15) med en fortrinnsvis styrbar ventil (16) til kjølekappen ved toppen av motoren (1), og at det fra motorens kjølevanns-pumpe (4) fører en ledning (17) til nederst i beholderhulrommet (14), i hvilken ledning det er anordnet en enveisventil (18) som forhindrer tilbakestrømming av væske fra beholderen (8) til pumpen (4).