Пристрій охолодження силової установки транспортного засобу

Номер патенту: 97870

Опубліковано: 26.03.2012

Автор: Швець Олександр Михайлович

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пристрій охолодження силової установки транспортного засобу, що містить перший теплообмінник, призначений для охолодження першого охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, другий теплообмінник, призначений для охолодження другого охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, і третій теплообмінник, призначений для охолодження третього охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, при цьому теплообмінники розміщені один біля іншого й змонтовані на рамному каркасі, що створює збірну конструкцію у вигляді єдиного блока, так, що жоден з них не перекриває лобові поверхні інших, причому кожний теплообмінник містить два колектори із вхідними й вихідними каналами, між колекторами розміщений пакет рознесених на задану для кожного теплообмінника відстань трубних пучків, пакет трубних пучків кожного теплообмінника оснащений міжтрубним оребренням, який відрізняється тим, що труби трубних пучків у кожному теплообміннику розділені по довжині між колекторами не менш ніж на дві ділянки, і зустрічні кінці труб з'єднані між собою проміжною ємністю, переріз якої в площині, перпендикулярній трубам, перевищує сумарний поперечний переріз труб пучка від 2 до 10 разів.

2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що труби ділянок пучків труб розташовані співвісно.

3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що труби ділянок пучків труб розташовані з радіальним зсувом труб однієї ділянки щодо труб іншої ділянки.

4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зустрічні кінці труб у проміжній ємності рознесені в осьовому напрямку на відстань від 5 до 30 мм.

5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що між теплообмінниками встановлені пластини з можливістю виключення перетікання зовнішнього повітря між теплообмінниками.

6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що труби трубних пучків виконані у вигляді плоскоовальних латунних труб .

7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що в щонайменше одному колекторі та в щонайменше одній проміжній ємності встановлені перегородки для можливості забезпечення щонайменше двоходового потоку охолоджуваного середовища через теплообмінник.

8. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що в щонайменше одному колекторі встановлені перегородки та ділянки трубних пучків, поділені не менше ніж на дві групи, кожна з яких з'єднана своїми роздільними проміжними ємностями, для можливості забезпечення щонайменше двоходового потоку охолоджуваного середовища через теплообмінник.

9. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що між трубами встановлені гофровані стрічки оребрення.

10. Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що на трубах пучків насаджені пластини оребрення.

11. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що трубні пучки розташовані горизонтально, а теплообмінники в блоці розташовані один над іншим і відстань між колекторами від двох до чотирьох разів перевищує поперечну зону розташування трубних пучків в кожному теплообміннику.

12. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що охолоджуваним середовищем першого теплообмінника є повітря для наддуву, охолоджуваним середовищем другого теплообмінника є масло, а охолоджуваним середовищем третього теплообмінника є вода або рідина, що містить воду.

13. Пристрій за п  1, який відрізняється тим, що розташування, поперечний переріз та задана відстань, на яку рознесені труби в пучках щонайменше двох теплообмінників, є по суті однаковими.

14. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий перший теплообмінник, згаданий другий теплообмінник і згаданий третій теплообмінник зв'язані в єдиний блок нерознімно, як за колектори, так і проміжну ємність.

15. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що на кожному теплообміннику передбачені елементи розбірного кріплення теплообмінників до рамного каркаса, як за колектори, так і за проміжні ємності.

16. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що рамний каркас являє собою дві чотирикутні рамки, виконані з куткових елементів так, що при кріпленні теплообмінників щонайменше частина першої рамки контактує з елементами кріплення, що перебувають із боку лобової поверхні теплообмінників, а щонайменше частина другої рамки контактує з елементами кріплення, що перебувають із боку, протилежного лобовій поверхні, а в нижній частині встановлені опори з амортизаторами для можливості кріплення на транспортному засобі.

Текст

Реферат: Винахід належить до теплообмінних апаратів, які застосовуються для обміну теплотою між рідиною та зовнішнім повітрям та між повітрям та зовнішнім повітрям, і може бути використаний в енергетиці і на транспорті. Пристрій охолодження силової установки транспортного засобу в якому теплообмінники розміщені один біля іншого й змонтовані на рамному каркасі, що створює збірну конструкцію у вигляді єдиного блока, так, що жоден з них не перекриває лобові поверхні інших. Кожний теплообмінник містить два колектори із вхідними й вихідними каналами, між колекторами розміщений пакет рознесених на задану для кожного теплообмінника відстань трубних пучків, пакет трубних пучків кожного теплообмінника оснащений міжтрубним оребренням. Труби трубних пучків у кожному теплообміннику розділені по довжині між колекторами не менш ніж на дві ділянки, і зустрічні кінці труб з'єднані між собою проміжною ємністю, переріз якої в площині, перпендикулярній трубам перевищує сумарний поперечний переріз труб пучка від 2 до 10 разів. Винахід забезпечує виготовлення технологічного блока теплообмінників з підвищеним теплообміном з невеликою собівартістю, зручного та надійного в експлуатації. UA 97870 C2 (12) UA 97870 C2 UA 97870 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до теплообмінних апаратів, які застосовуються для обміну теплотою між рідиною та зовнішнім повітрям, та між повітрям та зовнішнім повітрям і може бути використаний в енергетиці і на транспорті. Відома конструкція теплообмінника, що описаний у деклараційному патенті України на корисну модель №5272, який був опублікований 15.02.2005 року у бюл. №2, індекси МПК F28F9/04; F28D7/00. Теплообмінник у вигляді моноблока містить ідентичні послідовно з'єднані між собою теплообмінні секції з теплообмінними трубами та зв'язані з трубами колекторні камери з патрубками підводу і відводу трубного середовища, причому моноблок має парне число змонтованих одна на одну секцій, кожна з яких складається з двох стінок, об'єднаних колекторними камерами, з'єднаними між собою теплообмінними трубами, при цьому всі секції зв'язані між собою відводами в такій послідовності, яка забезпечує можливість подання вже нагрітого трубного середовища у зону з максимальною температурою міжтрубного середовища. Теплообмінник має шість секцій, причому перша верхня секція зв'язана відводом з четвертою секцією, друга - з п'ятою секцією, а третя - з шостою секцією. Відводи трубного середовища між секціями мають лінзові температурні компенсатори. Одна колекторна камера з обох сторін закріплена зі стінками жорстко, а друга закріплена зі стінками вільно. Між теплообмінними трубами розташовані гребінки. Кожна теплообмінна труба має вигин. Теплообмінник складається з двох моноблоків, змонтованих дзеркально один проти одного. Спільними суттєвими ознаками є те, що блок пристрою охолодження містить теплообмінні секції з теплообмінними трубами, колекторні камери з патрубками підводу і відводу трубного середовища, секції відділені стінками і хоч один з колекторів кожної секції закріплений на стінці. Недоліками відомого блока теплообмінників, є те що на питому довжину теплообмінних трубок необхідно зробити велику кількість колекторів та трубок для перерозподілення трубного середовища, та форма блока по розміру граней наближена до куба, для компенсації теплових деформацій доводиться робити вигини на трубках. Також він непридатний для теплообміну кількох різних трубних середовищ, наприклад повітря для турбонаддуву, мастила та охолоджувальної рідини ДВЗ, так як розташування послідовно у потоці охолоджувального повітря, знижує ефективність теплообміну. Причинами, що перешкоджають одержанню очікуваних результатів при використанні відомого рішення є те, що ніяке розташування груп пучків труб одне відносно другого не підвищує тепловідвід і не дозволяє виконати оптимальну теплопередачу. Найбільш близьким, є відомий пристрій охолодження силової установки транспортного засобу, описаний в патенті Російської Федерації № 2323101, індекс МПК В60K11/00; F28D1/04, опублікованому 27.04.2008 року. Пристрій охолодження силової установки транспортного засобу містить перший теплообмінник, призначений для охолодження першого охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через першу лобову поверхню, що належить першому теплообміннику; другий теплообмінник, призначений для охолодження другого охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через другу лобову поверхню, що належить другому теплообміннику; і третій теплообмінник, призначений для охолодження третього охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через третю лобову поверхню, що належить третьому теплообміннику; при цьому згаданий третій теплообмінник розміщений над згаданим другим теплообмінником так, що їхні лобові поверхні не перекриваються для того, щоб потік зовнішнього повітря, що проходить через згадану другу лобову поверхню, не проходив через згадану третю лобову поверхню й потік зовнішнього повітря, що проходить через згадану третю лобову поверхню, не проходив через згадану другу лобову поверхню; причому кожний теплообмінник містить вхідний і вихідний канали й два колектори, між якими розміщений пакет рознесених на задану для кожного теплообмінника відстань трубчастих елементів, укладених між верхніми й нижнім притискними елементами; при цьому трубчасті елементи в пакеті зв'язані двома опорними елементами, один із яких перебуває в щільному контакті по всій поверхні сполучення з першим колектором, а інший перебуває в щільному контакті по всій поверхні сполучення із другим колектором, причому опорні елементи жорстко пов'язані із притискними елементами й виконані так, що один кінець кожного трубчастого елемента з'єднаний з першим колектором, а інший кінець з'єднаний з другим колектором, причому згаданий перший теплообмінник розміщений під згаданим другим теплообмінником так, що їхні лобові поверхні не перекриваються для того, щоб потік зовнішнього повітря, що проходить через згадану першу лобову поверхню, не проходив через згадану другу лобову поверхню, і потік зовнішнього повітря, що проходить через згадану другу лобову поверхню, не проходив через згадану першу лобову поверхню, при цьому пакет 1 UA 97870 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 трубчастих елементів кожного теплообмінника оснащений внутрітрішньотрубними гофрованими насадками з утворенням каналів для проходу охолоджуваного середовища й міжтрубними гофрованими насадками з утворенням каналів для проходу зовнішнього повітря, причому колектори, притискні й опорні елементи, гофровані насадки, вхідні й вихідні канали кожного теплообмінника виконані з алюмінієвих сплавів. Згаданий перший теплообмінник, згаданий другий теплообмінник і згаданий третій теплообмінник змонтовані на рамному каркасі, що утворює збірну конструкцію у вигляді єдиного блока, при цьому передбачені елементи кріплення теплообмінників до рамного каркаса з можливістю роз'єднання. Рамний каркас являє собою дві встановлені, по суті, вертикально чотирикутні рамки, виконані з куткових елементів так, що при кріпленні теплообмінників щонайменше частина першої рамки контактує з елементами кріплення, що перебувають із боку лобової поверхні теплообмінників, а щонайменше частина другої рамки контактує з елементами кріплення, що перебувають із боку, протилежного лобовій поверхні. Рамний каркас оснащений опорами, що монтується в його нижній частині, причому опори виконані з амортизаторами. Згаданий перший теплообмінник, згаданий другий теплообмінник і згаданий третій теплообмінник жорстко зв'язані в єдиний блок з можливістю роз'єднання або згаданий перший теплообмінник, згаданий другий теплообмінник і згаданий третій теплообмінник жорстко зв'язані в єдиний блок нерознімно. Трубчасті елементи в пакеті орієнтовані, по суті, паралельно один одному й розташовані в умовній площині, нормальної до вектора потоку повітря. Трубчасті елементи виконані у вигляді плоскоовальних труб заданої висоти, що мають стінки із заданою товщиною, причому задана висота труби вибрана з діапазону від приблизно 3 до приблизно 10 мм, переважно від приблизно 5 до приблизно 7 мм, задана товщина стінки вибрана з діапазону від приблизно 0,5 до приблизно 1,0 мм, переважно від приблизно 0,70 до приблизно 0,80 мм. Щонайменше один теплообмінник виконаний із забезпеченням організації щонайменше двоходового потоку охолоджуваного середовища через пакет трубчастих елементів, причому згадана організація щонайменше двоходового потоку забезпечується виконанням в щонайменше одному колекторі щонайменше однієї перегородки. Профіль гофр міжтрубної насадки має евольвентну форму, а профіль гофр внутрішньотрубної насадки має прямокутну форму. Щільний контакт опорного елемента з колектором по всій поверхні сполучення виконаний нероз'ємним. Охолоджуваним середовищем першого теплообмінника є масло, охолоджуваним середовищем другого теплообмінника є вода або рідина, що містить воду, а охолоджуваним середовищем третього теплообмінника є повітря для наддуву, або охолоджуваним середовищем першого теплообмінника є перше масло, охолоджуваним середовищем другого теплообмінника є друге масло, а охолоджуваним середовищем третього теплообмінника є вода, або рідина, що містить воду, або охолоджуваним середовищем першого теплообмінника є вода або рідина, що містить воду, охолоджуваним середовищем другого теплообмінника є масло, а охолоджуваним середовищем третього теплообмінника є повітря для наддуву. Пакет щонайменше одного теплообмінника утворений з одного ряду трубчастих елементів або пакет щонайменше одного теплообмінника утворений з щонайменше двох рядів трубчастих елементів. Задана відстань, на яку рознесені трубчасті елементи в пакеті, вибрана з діапазону від приблизно 3 до приблизно 12 мм, переважно від приблизно 6 до приблизно 9 мм. Гофрована внутрішньотрубна насадка жорстко пов'язана із трубчастим елементом. Гофрована міжтрубна насадка жорстко пов'язана із трубчастим елементом. Задана відстань, на яку рознесені трубчасті елементи щонайменше двох теплообмінників є, по суті, однаковою. Загальними суттєвими ознаками є те, що пристрій охолодження силової установки транспортного засобу містить перший теплообмінник, призначений для охолодження першого охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, другий теплообмінник, призначений для охолодження другого охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, і третій теплообмінник, призначений для охолодження третього охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, при цьому теплообмінники розміщені один біля іншого й змонтовані на рамному каркасі, що створює збірну конструкцію у вигляді єдиного блока, так, що жоден з них не перекриває лобові поверхні інших, причому кожний теплообмінник містить два колектори із вхідними й вихідними каналами, між колекторами розміщений пакет рознесених на задану для кожного теплообмінника відстань 2 UA 97870 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 трубних пучків, пакет трубних пучків кожного теплообмінника оснащений міжтрубним оребренням. Недоліками відомого теплообмінника є те, що міжтрубні та внутрішньотрубні насадки не забезпечують необхідний розрив ламінарного шару та необхідне змішування шарів рідини, які пройшли всередині перерізу трубок і не віддали надлишки тепла, та технологічна складність виготовлення труб з внутрішньотрубними гофрованими насадками для забезпечення необхідного коефіцієнта теплопередачі. В основу винаходу поставлено задачу виготовити блочний пристрій охолодження силової установки транспортного засобу високої потужності, технологічний, простий у виготовленні, зі зниженою металоємністю, з підвищеним коефіцієнтом теплообміну, зручний та надійний в експлуатації. Відмітними ознаками суттєвими у всіх випадках, є те що труби трубних пучків у кожному теплообміннику розділені по довжині між колекторами не менше ніж на дві ділянки, і зустрічні кінці труб з'єднані між собою проміжною ємністю, переріз якої в площині, перпендикулярній трубам, перевищує сумарний поперечний переріз трубок пучка від 2 до 10 разів. Відмітними ознаками суттєвими в окремих випадках є те, що труби ділянок пучків труб розташовані співвісно або труби ділянок пучків труб розташовані з радіальним зсувом труб однієї ділянки щодо труб іншої ділянки. Зустрічні кінці труб у проміжній ємності рознесені в осьовому напрямку на відстань від 5 до 30 мм. Між теплообмінниками встановлені пластини з можливістю виключення перетікання зовнішнього повітря між теплообмінниками. Труби трубних пучків виконані у вигляді плоскоовальних латунних труб . Щонайменше в одному колекторі та в щонайменше одній проміжній ємності встановлені перегородки для можливості забезпечення щонайменше двоходового потоку охолоджуваного середовища через теплообмінник. Щонайменше в одному колекторі встановлені перегородки та ділянки трубних пучків поділені не менше ніж на дві групи, кожна з яких з'єднана своїми роздільними проміжними ємностями, для можливості забезпечення щонайменше двоходового потоку охолоджуваного середовища через теплообмінник. Між трубами встановлені гофровані стрічки оребрення або на трубах пучків насаджені пластини оребрення. Трубні пучки розташовані горизонтально, а теплообмінники в блоці розташовані один над іншим і відстань між колекторами від двох до чотирьох разів перевищує поперечну зону розташування трубних пучків, в кожному теплообміннику. Охолоджуваним середовищем першого теплообмінника є повітря для наддуву, охолоджуваним середовищем, другого теплообмінника є масло, а охолоджуваним середовищем третього теплообмінника є вода або рідина, що містить воду. Розташування, поперечний переріз та задана відстань, на яку рознесені труби в пучках щонайменше двох теплообмінників є по суті однаковими. Згаданий перший теплообмінник, згаданий другий теплообмінник і згаданий третій теплообмінник зв'язані в єдиний блок нерознімно, як за колектори, так і проміжну ємність, або на кожному теплообміннику передбачені елементи розбірного кріплення теплообмінників до рамного каркаса, як за колектори, так і за проміжні ємності. При цьому рамний каркас являє собою дві чотирикутні рамки, виконані з куткових елементів так, що при кріпленні теплообмінників щонайменше частина першої рамки контактує з елементами кріплення, що перебувають із боку лобової поверхні теплообмінників, а щонайменше частина другої рамки контактує з елементами кріплення, що перебувають із боку, протилежного лобовій поверхні, а в нижній частині встановлені опори з амортизаторами для можливості кріплення на транспортному засобі. Описане технічне рішення дозволяє виготовити пристрій охолодження силової установки транспортного засобу : - технологічний, простий у виготовленні, з невеликою собівартістю, так як відсутня необхідність в додаткових операціях та спеціальному обладнанні, крім типового обладнання, для виготовлення трубчасто-пластинчастих радіаторів; - зручний та надійний в експлуатації з підвищеним теплообміном, так як встановлення проміжних ємностей турбулізує охолоджувальне середовище, забезпечує оптимальну теплопередачу та забезпечує надійне закріплення та ефективне розташування трубок та теплообмінників в цілому. Розділення трубок у пучках проміжними ємностями на ділянки дозволяє, також виготовити теплообмінники з співвідношенням розмірів, які дозволяють розмістити пристрій охолодження 3 UA 97870 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зручно в моторному відділенні, а пластини між теплообмінниками не дозволяють змішування потоку зовнішнього повітря, між нагрітими до різної температури теплообмінниками. На фіг. 1 зображений головний вигляд пристрою охолодження силової установки транспортного засобу ; На фіг. 2 зображений вид А на пристрій; На фіг. 3 зображений переріз Б-Б, в якому плоскоовальні трубки ділянок встановлені співвісно в проміжній ємності; На фіг. 4 зображений переріз В-В, в якому плоскоовальні трубки ділянок встановлені співвісно в проміжній ємності один відносно одного; На фіг. 5 зображений переріз Г-Г, в якому плоскоовальні трубки встановлені співвісно в проміжній ємності; На фіг. 6 зображений переріз Д-Д, в якому показаний теплообмінник з забезпеченням двоходового потоку охолоджуваного середовища перемичками; На фіг. 7 зображений переріз Е-Е, в якому плоскоовальні трубки встановлені в проміжній ємності з радіальним зміщенням один відносно одного; На фіг. 8 зображений переріз Ж-Ж, в якому плоскоовальні трубки встановлені в проміжній ємності з радіальним зміщенням один відносно одного; На фіг. 9 зображений переріз И-И, на якому показано розбірне кріплення до рами; На фіг. 10 зображений переріз И-И, на якому показано нерозбірне кріплення до рами; На фіг. 11 зображений переріз Д-Д, в якому показаний варіант теплообмінника з забезпеченням двоходового потоку охолоджуваного середовища, з двома проміжними ємностями. Пристрій охолодження силової установки транспортного засобу, який, наприклад, містить перший теплообмінник 1, призначений для охолодження наддувного повітря для двигуна внутрішнього згоряння потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, другий теплообмінник 2, призначений для охолодження моторного мастила потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, і третій теплообмінник 3, призначений для охолодження охолоджувальної рідини, наприклад Тосолу, потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню. Теплообмінники розміщені на рамному каркасі 4 один над іншим, що створює збірну конструкцію у вигляді єдиного блока, так, що жоден з них не перекриває лобові поверхні інших. Кожний з теплообмінників 1, 2, 3 містить по два колектори: 5, 6 та 7 із вхідними й вихідними каналами, горловини 8 та 9, 10 та 11, 12 та 13. В теплообміннику 1 плоскоовальні латунні труби 14 трубних пучків розділені по довжині між колекторами на дві ділянки 15 та 16, і зустрічні кінці труб 14 ділянки 15 та 16 з'єднані між собою співвісно проміжною ємністю 17 (див.фіг.3 та фіг.4), переріз якої в площині, перпендикулярній трубкам перевищує сумарний поперечний переріз труб пучка в 5 разів. Зустрічні кінці труб у проміжній ємності рознесені в осьовому напрямку на відстань 20 мм. В теплообміннику 2 плоскоовальні латунні труби 18 трубних пучків розділені по довжині між колекторами на дві ділянки 19 та 20 і зустрічні кінці труб 18 ділянки 19 та 20 (див.фіг.8 та 7 ) з'єднані між собою в проміжній ємності 21 з радіальним зсувом труб однієї ділянки щодо труб іншої ділянки. Переріз проміжної ємності 21 в площині, перпендикулярній трубам, перевищує сумарний поперечний переріз трубок пучка в 6 разів. В теплообміннику 3 плоскоовальні латунні труби 22 трубних пучків розділені по довжині між колекторами на дві ділянки 23 та 24 і зустрічні кінці труб 22 ділянки 23 та 24 (див.фіг.5) з'єднані між собою співвісно проміжною ємністю 25, переріз якої в площині, перпендикулярній трубкам, перевищує сумарний поперечний переріз труб пучка в 4 рази. Зустрічні кінці труб у проміжній ємності рознесені в осьовому напрямку на відстань 20 мм. В теплообміннику 3 забезпечений двоходовий потік охолоджуваного середовища, причому згідно з винаходом можливі варіанти: На фіг.6 показано як в колекторі 7 встановлена перегородка 26, а в проміжній ємностіперегородка 27. На фіг. 11 показано як в колекторі 7 встановлена перегородка 26, а крім проміжної ємності 25, інша група трубних пучків труб 22 з'єднані між собою додатковою проміжною ємністю 28. Між теплообмінниками встановлені пластини 29, що розділяють потік зовнішнього повітря між теплообмінниками. На кожному теплообміннику передбачені елементи розбірного кріплення теплообмінників до рамного каркаса 4, як за колектори, так і за проміжні ємності, в які входять вушка 30, з'єднані пайкою з колекторами та проміжними ємностями, і болти 31 з гайками 32 та шайбами 33. 4 UA 97870 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Або, див. фіг. 10 - елементи нерозбірного кріплення теплообмінників до рамного каркаса 4, як за колектори, так і за проміжні ємності, в які входять вушка 30, з'єднані пайкою з колекторами та проміжними ємностями, які з'єднані електрозварюванням або пайкою до рамного каркаса 4. Рамний каркас являє собою дві чотирикутні рамки 34 та 35, виконані з куткових елементів так, що при кріпленні теплообмінників щонайменше частина першої рамки контактує з елементами кріплення, що перебувають із боку лобової поверхні теплообмінників, а щонайменше частина другої рамки контактує з елементами кріплення, що перебувають із боку, протилежної лобової поверхні, а в нижній частині встановлені опори 36 з амортизаторами 37, для можливості кріплення на транспортному засобі. В представлених прикладах конструкції показано, що на трубах пучків насаджені пластини оребрення 30, але можлива конструкція, в якій між трубами встановлені гофровані стрічки оребрення. Пристрій в якому трубні пучки розташовані горизонтально, а теплообмінники в блоці розташовані один над іншим і відстань між колекторами від двох до чотирьох разів перевищує висоту розташування трубних пучків, в кожному теплообміннику, дуже зручний для встановлення на комбайнах, бронетранспортерах та вантажній колісній техніці з форсованими високої потужності ДВЗ, а також у стаціонарних енергетичних установках. Те, що в нашому прикладі, охолоджуваним середовищем першого теплообмінника є повітря для наддуву, охолоджуваним середовищем другого теплообмінника є масло, а охолоджуваним середовищем третього теплообмінника є вода або рідина, що містить воду, не обмежує інше розташування теплообмінників. Також можливе виконання конструкції, в якій поперечний переріз та задана відстань, на яку рознесені труби в пучках щонайменше двох теплообмінників є, по суті, однаковими, це спрощує технологію виготовлення. Пристрій охолодження силової установки транспортного засобу працює так: Теплообмінники пристрою під'єднані до систем силової установки, наприклад двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ): Теплообмінник 1 до системи повітря наддуву, що подається в ДВЗ; Теплообмінник 2 до системи подачі моторного мастила для змащення вузлів ДВЗ; Теплообмінник 3 до системи охолоджувальної рідини ДВЗ. Всі теплообмінники знаходяться в потоці зовнішнього повітря і не перекривають один одний. Повітря наддуву надходить у горловину 8, проходить по трубах 14 і між ділянкою 15 та 16 попадає у проміжну ємність 17, турбулізується, додатково змішується, а так як переріз додаткової ємності значно перевищує сумарний переріз труб, то аеродинамічний опір не підвищується і віддавши тепло зовнішньому повітрю виходить з горловини 9 у ДВЗ. Мастило надходить у горловину 10 теплоообмінника 2, проходить по трубах 18 у проміжну ємність 21, де густе мастило, ламінарний потік якого на стінках труб заважає теплообміну, перемішується, причому те що труби 18 ділянки 19 зміщені відносно труб 19 ділянки 20, додатково підвищує теплообмін. Охолоджувальна рідина з ДВЗ надходить у горловину 12 теплообмінника 3, і так як у проміжній ємності 25 встановлена перегородка 27, і в колекторі 7, з горловинами 12 та 13 перегородка 26, то потік охолоджувальної рідини проходить з ділянки 23 до ділянки 24 через відділену частину проміжної ємності 25, турбулізований та перемішаний без підвищення гідравлічного опору, повертається з протилежного колектора, через іншу частину трубок та іншу частину проміжної ємності 25 і через горловину 13 надходить у охолоджувальний контур ДВЗ, охолоджена і готова для повторного відбирання тепла. Також можливий варіант конструкції, в якій охолоджувальна рідина з ДВЗ надходить у горловину 12 теплообмінника 3, і так як проміжна ємність 25 з'єднує одну частину трубок, а проміжна ємність 28 іншу частину , і в колекторі 7, з горловинами 12 та 13 встановлена перегородка 26, то потік охолоджувальної рідини проходить з ділянки 23 до ділянки 24 через проміжну ємність 25, турбулізований та перемішаний без підвищення гідравлічного опору, повертається з протилежного колектора, через іншу частину трубок та проміжну ємність 28 і через горловину 13 надходить у охолоджувальний контур ДВЗ, охолоджена і готова для повторного відбирання тепла. Двоходовий потік забезпечує необхідне охолодження рідини, теплоємність якої значно перевищує теплоємність зовнішнього повітря. 5 UA 97870 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Пристрій охолодження силової установки транспортного засобу, що містить перший теплообмінник, призначений для охолодження першого охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, другий теплообмінник, призначений для охолодження другого охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, і третій теплообмінник, призначений для охолодження третього охолоджуваного середовища потоком зовнішнього повітря, що проходить через його лобову поверхню, при цьому теплообмінники розміщені один біля іншого й змонтовані на рамному каркасі, що створює збірну конструкцію у вигляді єдиного блока, так, що жоден з них не перекриває лобові поверхні інших, причому кожний теплообмінник містить два колектори із вхідними й вихідними каналами, між колекторами розміщений пакет рознесених на задану для кожного теплообмінника відстань трубних пучків, пакет трубних пучків кожного теплообмінника оснащений міжтрубним оребренням, який відрізняється тим, що труби трубних пучків у кожному теплообміннику розділені по довжині між колекторами не менш ніж на дві ділянки, і зустрічні кінці труб з'єднані між собою проміжною ємністю, переріз якої в площині, перпендикулярній трубам, перевищує сумарний поперечний переріз труб пучка від 2 до 10 разів. 2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що труби ділянок пучків труб розташовані співвісно. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що труби ділянок пучків труб розташовані з радіальним зсувом труб однієї ділянки щодо труб іншої ділянки. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зустрічні кінці труб у проміжній ємності рознесені в осьовому напрямку на відстань від 5 до 30 мм. 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що між теплообмінниками встановлені пластини з можливістю виключення перетікання зовнішнього повітря між теплообмінниками. 6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що труби трубних пучків виконані у вигляді плоскоовальних латунних труб . 7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що в щонайменше одному колекторі та в щонайменше одній проміжній ємності встановлені перегородки для можливості забезпечення щонайменше двоходового потоку охолоджуваного середовища через теплообмінник. 8. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що в щонайменше одному колекторі встановлені перегородки та ділянки трубних пучків, поділені не менше ніж на дві групи, кожна з яких з'єднана своїми роздільними проміжними ємностями, для можливості забезпечення щонайменше двоходового потоку охолоджуваного середовища через теплообмінник. 9. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що між трубами встановлені гофровані стрічки оребрення. 10. Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що на трубах пучків насаджені пластини оребрення. 11. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що трубні пучки розташовані горизонтально, а теплообмінники в блоці розташовані один над іншим і відстань між колекторами від двох до чотирьох разів перевищує поперечну зону розташування трубних пучків в кожному теплообміннику. 12. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що охолоджуваним середовищем першого теплообмінника є повітря для наддуву, охолоджуваним середовищем другого теплообмінника є масло, а охолоджуваним середовищем третього теплообмінника є вода або рідина, що містить воду. 13. Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що розташування, поперечний переріз та задана відстань, на яку рознесені труби в пучках щонайменше двох теплообмінників, є по суті однаковими. 14. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий перший теплообмінник, згаданий другий теплообмінник і згаданий третій теплообмінник зв'язані в єдиний блок нерознімно, як за колектори, так і проміжну ємність. 15. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що на кожному теплообміннику передбачені елементи розбірного кріплення теплообмінників до рамного каркаса, як за колектори, так і за проміжні ємності. 16. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що рамний каркас являє собою дві чотирикутні рамки, виконані з куткових елементів так, що при кріпленні теплообмінників щонайменше частина першої рамки контактує з елементами кріплення, що перебувають із боку лобової поверхні теплообмінників, а щонайменше частина другої рамки контактує з елементами 6 UA 97870 C2 кріплення, що перебувають із боку, протилежного лобовій поверхні, а в нижній частині встановлені опори з амортизаторами для можливості кріплення на транспортному засобі. 7 UA 97870 C2 8 UA 97870 C2 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Device for cooling a vehicle power unit

Автори англійською

Shvets Oleksandr Mykhailovych

Назва патенту російською

Устройство охлаждения силовой установки транспортного средства

Автори російською

Швец Александр Михайлович

МПК / Мітки

МПК: F28D 5/00, F28F 1/12, F28D 1/04, B60K 11/00

Мітки: охолодження, пристрій, транспортного, силової, установки, засобу

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/11-97870-pristrijj-okholodzhennya-silovo-ustanovki-transportnogo-zasobu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій охолодження силової установки транспортного засобу</a>

Подібні патенти