СИСТЕМА ИЗ ОТОПИТЕЛЯ И ВЫХЛОПНОЙ ТРУБЫ СО ВСТРОЕННЫМ ГЛУШИТЕЛЕМ И СПОСОБ EЁ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
SYSTEM COMPRISING HEATER AND EXHAUST PIPE WITH THE BUILT-IN SILENCER AND THE METHOD OF ITS MANUFACTURE

Данное изобретение относится к системе из отопителя и выхлопной трубы со встроенным глушителем, к мобильному топливному отопителю с такой системой из отопителя и выхлопной трубы и к способу изготовления системы из отопителя и выхлопной трубы.
В мобильных топливных отопителях в таких, которые, в частности, используются в автономном отоплении или в дополнительном отоплении в транспортных средствах, обычно используются системы горелок, в которых топливо с подведенным воздухом для горения преобразуется в камере сгорания с выделением тепла. При этом преобразование происходит обычно при сгорании в пламени, причем, прежде всего, в основном, возможно также и частичное или полное каталитическое преобразование. Образующиеся при сгорании горячие выхлопные газы проводятся обычно через теплообменник, чтобы по возможности большую часть выделенного тепла перенести на среду, подлежащую разогреву, и вслед за этим отводятся по трубопроводу для выхлопных газов.
Под «мобильным отопителем» в данном контексте понимается отопитель, который рассчитан для использования в мобильном применении и соответственно этому приспособлен. Это означает, в частности, что он пригоден для перевозки (или, соответственно, жестко смонтирован на транспортном средстве или размещен в нем только лишь для транспортировки) и не рассчитан исключительно на длительное, стационарное использование, как это имеет место, например, при отоплении здания. При этом мобильный отопитель также может быть жестко вмонтирован в транспортное средство (наземное транспортное средство, корабль и проч.), в частности, в наземное транспортное средство. В частности, он может быть рассчитан для отопления салона транспортного средства, как, например, наземного, водного или воздушного транспортного средства, а также частично открытого пространства, как это, например, имеет место на кораблях, в частности, яхтах. Также мобильный отопитель быть временно использован стационарно, как, например, в больших палатках, контейнерах (например, строительных контейнерах), и проч. В частности, мобильный отопитель может быть рассчитан в виде автономного отопления или дополнительного отопления для наземного транспортного средства, как, например, жилой вагончик, кемпер, автобус, легковой автомобиль и проч.
Для предотвращения нежелательной шумовой нагрузки от выходящих из такого мобильного отопительного прибора выхлопных газов, известно размещение глушителя в трубопроводе выхлопных газов мобильного отопителя. У известных мобильных отопителей глушитель обычно соединяется, например, посредством зажимных хомутов с гибкими элементами выхлопной трубы (прежде всего, в случае дооснащения), или при жестких размещениях выхлопных труб, так это применяется, в частности, в комплектации завода-изготовителя, выгнутые, прочные на изгиб элементы выхлопной трубы привариваются к входной стороне и выходной стороне глушителя.
Задачей данного изобретения является обеспечение улучшенной системы из отопителя и выхлопной трубы и улучшенного мобильного топливного отопителя.
Задача решается с помощью системы из отопителя и выхлопной трубы со встроенным глушителем по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования представлены в зависимых пунктах формулы.
Система из отопителя и выхлопной трубы со встроенным глушителем содержит изготовленную из перфорированного металлического листа путем круговой гибки и продольной сварки жесткую на изгиб выхлопную трубу, имеющую неперфорированный изогнутый первый участок трубы, неперфорированный второй участок трубы и выполненный цельно с первым участком трубы и вторым участком трубы перфорированный участок глушителя между первым участком трубы и вторым участком трубы, и перекрывающий перфорированный участок глушителя с внешней стороны корпус глушителя, расположенный таким образом, что первый участок трубы и второй участок трубы простираются соответственно, по меньшей мере, преимущественно снаружи корпуса глушителя.
Поскольку глушитель встроен в систему из отопителя и выхлопной трубы, то глушитель, тем самым, выполнен непосредственно как часть выхлопной трубы, и его не следует отдельно соединять с элементами выхлопной трубы, что имеет следствием значительно сокращенную трудоемкость монтажа. Поскольку выхлопная труба, имеющая участок глушителя, изготовлена путем круговой гибки и продольной сварки из перфорированного металлического листа, то далее возможно особенно выгодное с точки зрения затрат изготовление. В частности, отверстия для участка глушителя могут быть выгодно с точки зрения затрат выполнены в металлическом листе до круговой гибки и продольной сварки, например, путем вырубания. Благодаря цельному выполнению выхлопной трубы, имеющей неперфорированный гнутый первый участок трубы, неперфорированный второй участок трубы и участок глушителя, весь конструкционный узел, т.е. система из отопителя и выхлопной трубы, может быть выгодно с точки зрения затрат изготовлена из глушителя и участков выхлопной трубы до и после глушителя. Предпочтительно также и неперфорированный второй участок трубы может быть сформирован изогнутым. В дальнейшем таким образом достигается значительно более компактный вариант выполнения в сравнении с отдельным вариантом исполнения глушителя и элементов выхлопной трубы, соединенных с ним, и являющиеся результатом этого допуски могут быть сокращены. При этом на основе жесткой на изгиб конструкции выхлопной трубы со встроенным глушителем обеспечивается самонесущая конструкция, которую можно смонтировать особенно просто. Поскольку по меньшей мере первый участок трубы загнут, предоставляется возможность закрепления без дополнительных изогнутых элементов на мобильном топливном отопителе также и в сложных условиях монтажа. Это, в частности, в еще большей мере касается случаев, когда неперфорированный второй участок трубы также загнут.
Согласно усовершенствованию, перфорированный участок глушителя простирается максимально на 40% общей длины выхлопной трубы. Предпочтительно перфорированный участок глушителя простирается максимально на 35% общей длины выхлопной трубы. В этом случае неперфорированные изогнутые участки трубы имеют длину, позволяющую осуществить надежный монтаж без прочих промежуточных элементов также и в сложных условиях монтажа. При этом под длиной выхлопной трубы или, соответственно, отдельных участков выхлопной трубы, понимается длина пути потока, измеренная в середине трубы.
Согласно усовершенствованию, по меньшей мере один из изогнутого первого участка трубы и второго участка трубы имеет длину, равную по меньшей мере 80% длины перфорированного участка глушителя. В этом случае первый участок трубы и/или второй участок трубы имеет длину, позволяющую надежно монтировать систему из отопителя и выхлопной трубы без прочих промежуточных элементов на мобильном топливном отопителе. Предпочтительно изогнутый первый участок трубы и второй участок трубы имеют соответственно длину, равную по меньшей мере 50% длины перфорированного участка глушителя.
Согласно усовершенствованию, по меньшей мере, изогнутый первый участок трубы имеет изгиб >90°, предпочтительно изгиб >120°. При этом под изгибом понимается изгиб, измеренный в направлении прохождения выхлопной трубы. При такого рода большом изгибе изогнутого участка трубы возможен монтаж системы из отопителя и выхлопной трубы также и при очень малом, имеющемся в распоряжении рабочем пространстве. Предпочтительно и второй участок трубы может иметь такого рода изгиб.
Предпочтительно корпус глушителя приварен к внешней стороне выхлопной трубы. В частности, корпус глушителя может быть соединен просто и выгодно с точки зрения затрат путем точечной сварки непосредственно с участком глушителя или с непосредственно примыкающей к нему зоной первого неперфорированного участка трубы и/или второго неперфорированного участка трубы.
Если корпус глушителя имеет две идентично выполненные полуоболочки, то возможно особенно выгодное с точки зрения затрат изготовление, при котором полуоболочки могут производиться в больших количествах, и их монтаж очень прост.
Согласно усовершенствованию, между внутренней стороной корпуса глушителя и внешней стороной перфорированного участка глушителя расположен поглощающий шум изоляционный материал, чтобы достичь по возможности хорошего поглощения шумов. При этом изоляционный материал может содержать предпочтительно минеральную вату и/или стекловату, в частности, может быть образован минеральной ватой и/или стекловатой.
Предпочтительно выхлопная труба изготовлена из температуростойкого стального листа. В этом случае возможно особенно выгодное с точки зрения затрат изготовление простым образом. Альтернативно возможно также, например, изготовление из других материалов, таких как, в частности, алюминий или алюминиевый сплав.
Также задача решается с помощью мобильного топливного отопителя с такой системой из отопителя и выхлопной трубы по пункту 11.
Также задача решается с помощью способа изготовления системы из отопителя и выхлопной трубы со встроенным глушителем по пункту 12. Предпочтительные усовершенствования представлены в зависимых пунктах.
Способ включает этапы:
- формирование жесткой на изгиб трубы с первым неперфорированным участком трубы, вторым неперфорированным участком трубы и расположенным между ними перфорированным участком глушителя путем круговой гибки и продольной сварки перфорированного местами металлического листа;
- неупругая деформация по меньшей мере первого неперфорированного участка трубы с формированием жесткой на изгиб выхлопной трубы с неперфорированным изогнутым первым участком трубы, неперфорированным вторым участком трубы и находящимся между ними перфорированным участком глушителя,
- закрепление корпуса глушителя в зоне перфорированного участка глушителя таким образом, что неперфорированный изогнутый первый участок трубы и неперфорированный второй участок трубы простираются, по меньшей мере, преимущественно снаружи корпуса глушителя.
Этим способом достигаются ранее описанные преимущества применительно к системе из отопителя и выхлопной трубы со встроенным глушителем. Поскольку этим способом изготавливается встроенный в систему из отопителя и выхлопной трубы глушитель, то, тем самым, глушитель сформирован непосредственно как часть выхлопной трубы, и его не следует соединять отдельно с элементами выхлопной трубы, следствием чего является существенно сокращенные трудозатраты на монтаж. Поскольку выхлопная труба, имеющая участок глушителя, изготавливается путем круговой гибки и продольной сварки из перфорированного металлического листа, то это изготовление особенно выгодно с точки зрения затрат. В частности, отверстия для участка глушителя могут быть выгодно с точки зрения затрат выполнены перед круговой гибкой и продольной сваркой до формы трубы в металлическом листе, например, путем вырубания. Благодаря цельному выполнению выхлопной трубы, имеющей неперфорированный изогнутый первый участок трубы, неперфорированный второй участок трубы и участок глушителя, достигается значительно более компактный вариант выполнения в сравнении с отдельным вариантом выполнения глушителя и связанных с ним элементов выхлопной трубы, и являющиеся результатом этого допуски могут быть сокращены. Предпочтительно также может происходить неупругая деформация второго неперфорированного участка трубы с формированием неперфорированного изогнутого второго участка трубы. При этом на основании жесткого на изгиб исполнения выхлопной трубы со встроенным глушителем обеспечивается самонесущая конструкция, которая монтируется особенно просто. Поскольку первый участок трубы загнут, то в дальнейшем возможно закрепление на мобильном топливном отопителе также и в сложных монтажных условиях без дополнительных элементов изгиба. В частности, если загнут также и второй участок трубы, то это достигается еще лучше.
Согласно усовершенствованию, осуществляют сварку корпуса глушителя с выхлопной трубой. При этом сварка, в частности, может производиться просто и выгодно с точки зрения затрат путем точечной сварки. Корпус глушителя, в частности, может быть сварен с участком глушителя или с непосредственно примыкающей к нему зоной первого и/или второго участка трубы.
Согласно усовершенствованию, осуществляют набивку поглощающего шум изоляционного материала между внутренней стороной корпуса глушителя и внешней стороной перфорированного участка глушителя. При этом набивка поглощающего шум изоляционного материала должна происходить, в частности, перед сваркой корпуса глушителя.
Следующие преимущества и усовершенствования вытекают из последующего описания примера исполнения со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг.1 - схематичное представление перфорированного местами металлического листа, который находит применение в соответствующем изобретению способе.
Фиг.2 - схематичное представление жесткой на изгиб металлической трубы, изготовленной из перфорированного металлического листа на фиг.1 путем круговой гибки и продольной сварки, с первым неперфорированным участком трубы, вторым неперфорированным участком трубы и расположенным между ними перфорированным участком глушителя.
Фиг.3 - схематичное представление жесткой на изгиб выхлопной трубы согласно варианту выполнения.
Фиг.4 - схематичное представление жесткой на изгиб выхлопной трубы с полуоболочкой корпуса глушителя.
Фиг.5 - схематичное представление выхлопной трубы с закрепленным на ней корпусом глушителя.
Фиг.6 - схематичное представление в разрезе системы из отопителя и выхлопной трубы со встроенным глушителем согласно варианту выполнения.
Фиг.7 - схематичное представление в перспективе системы из отопителя и выхлопной трубы.
Вариант выполнения системы 100 из отопителя и выхлопной трубы со встроенным глушителем описывается далее со ссылкой на фиг.1 - 7.
Система 100 из отопителя и выхлопной трубы согласно варианту выполнения рассчитана специально для мобильного топливного отопителя, в частности, для отопителя транспортного средства, который, например, обычно используется в автономном или дополнительном отоплении.
Система 100 из отопителя и выхлопной трубы со встроенным глушителем имеет жесткую на изгиб выхлопную трубу 1, как представлено на фиг.3. Выхлопная труба 1 выполнена из металла, в конкретно представленного варианта выполнения, в частности, из стального листа температуростойкой марки стали. Выхлопная труба 1 имеет изогнутый первый участок 2 трубы, изогнутый второй участок 3 трубы и участок 4 глушителя, сформированный между изогнутым первым участком 2 трубы и изогнутым вторым участком 3 трубы. При этом участок 4 глушителя выполнен цельно с изогнутым первым участком 2 трубы и изогнутым вторым участком 3 трубы из металлического листа. На участке 4 глушителя стенка выхлопной трубы 1 перфорирована, в то время как изогнутый первый участок 2 трубы и изогнутый второй участок 3 трубы не перфорирован, т.е. выполнен с закрытой стенкой трубы. На перфорированном участке 4 глушителя стенка выхлопной трубы 1 снабжена множеством отверстий, соединяющих внутреннюю сторону участка 4 глушителя с внешней стороной участка 4 глушителя.
Неперфорированный изогнутый первый участок 2 трубы и неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы простираются соответственно на длину трубы (измеренную как сформированный путь потока в центре трубы), которая составляет по меньшей мере 50% длины перфорированного участка 4 глушителя. На конкретно представленном примере выполнения неперфорированный изогнутый первый участок трубы 2 простирается на длину, соответствующую примерно длине участка глушителя, и неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы простирается, тем самым, более чем на 80% длины участка 4 глушителя. Совместно неперфорированный изогнутый первый участок 2 трубы и неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы образуют часть длины выхлопной трубы 1 большую, чем перфорированный участок 4 глушителя.
У представленного варианта выполнения неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы выполнен, например, с изгибом примерно в 90°, и неперфорированный изогнутый первый участок 2 трубы выполнен со значительно большим изгибом, в частности, изгибом >120°, на конкретно представленном примере выполнения изгиб даже более 160°. Напротив, перфорированный участок 4 глушителя простирается, по меньшей мере, по существу, линейно, т.е. выполнен негнутым.
Выхлопная труба 1, имеющая неперфорированный изогнутый первый участок 2 трубы, перфорированный участок 4 глушителя и неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы, выполнена жесткой на изгиб, поэтому является самонесущей, т.е. не деформируется, если, например, она закреплена только в одной или нескольких точках. Выхлопная труба 1 выполнена путем круговой гибки и продольной сварки из ровного металлического листа 10, который имеет неперфорированный первый участок 11, неперфорированный второй участок 12 и находящийся между ними перфорированный участок 13, как это, например, схематично представлено на фиг.1. Отверстия в перфорированном участке 13 могут быть выполнены, в частности, путем вырубания в металлическом листе 10, что делает возможным особенно выгодное с точки зрения затрат изготовление. Изготовленная путем круговой гибки и продольной сварки жесткая на изгиб труба 20 схематично представлена на фиг.2. Как схематично представлено на фиг.2, жесткая на изгиб труба 20 имеет проходящий в продольном направлении трубы 20 сварной шов 25, который представлен на фиг.2 пунктиром. Следует обратить внимание на то, что у фиг.1 и фиг.2 речь идет только лишь о схематичных представлениях, и длина неперфорированных участков 11 и 12, а также перфорированного участка 13 металлического листа 10 из-за схематичного представления не полностью совпадает с соответствующими длинами представленной на фиг.3 - 7 выхлопной трубы 1. Как можно видеть на фиг.2, образованная жесткая на изгиб труба 20 имеет неперфорированный первый участок 21 трубы, неперфорированный второй участок 22 трубы и расположенный между ними участок 4 глушителя.
Представленная на фиг.3 жесткая на изгиб выхлопная труба 1 получена путем неупругой деформации жесткой на изгиб трубы 2. При этом неперфорированный изогнутый первый участок 2 трубы и неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы получены путем гибки неперфорированных участков 21 и 22 трубы с помощью обычного приспособления для гибки труб. Для изготовления жесткой на изгиб выхлопной трубы 1 свободный конец неперфорированного изогнутого первого участка 2 трубы и/или свободный конец неперфорированного изогнутого второго участка 3 трубы также могут быть, в частности, еще подрезаны на требуемую длину.
Для создания системы 100 из отопителя и выхлопной трубы согласно варианту выполнения жесткая на изгиб выхлопная труба 1 оснащается корпусом 5 глушителя. У варианта выполнения корпус 5 глушителя имеет две идентично друг другу выполненные полуоболочки 5а, 5b, что делает возможным особенно выгодное с точки зрения затрат изготовление. Также корпус 5 глушителя у варианта выполнения выполнен из металлического листа, в частности, из стального листа. При этом полуоболочки 5а, 5b корпуса 5 глушителя могут быть получены, в частности, путем деформации металлического листа. Полуоболочки 5а, 5b корпуса 5 глушителя расположены на жесткой на изгиб выхлопной трубе 1 таким образом, что корпус 5 глушителя перекрывает перфорированный участок 4 глушителя. При этом корпус 5 глушителя охватывает весь внешний периметр участка 4 глушителя, поэтому между внешней стороной перфорированного участка 4 глушителя и внутренней стороной корпуса 5 глушителя сформировано промежуточное пространство, как это можно видеть, в частности, на схематичном представлении в разрезе на фиг.6. В промежуточном пространстве расположен поглощающий шум изоляционный материал 6, который в варианте выполнения образован, в частности, минеральной ватой. Альтернативно или дополнительно в качестве изоляционного материала также может найти применение, в частности, стекловата. Но также могут быть использованы и другие стойкие к воздействию температуры и окружающей среды волокнистые материалы.
Корпус 5 глушителя связан с внешней стороной жесткой на изгиб выхлопной трубы 1 посредством сварки. Корпус 5 глушителя имеет габариты такого рода, что как неперфорированный изогнутый первый участок 2 трубы, так и неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы простираются соответственно, по меньшей мере, преимущественно снаружи корпуса 5 глушителя. Тем самым, неперфорированный изогнутый первый участок 2 трубы и неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы образуют не только выходящие из корпуса 5 глушителя соединительные патрубки для подсоединения звеньев выхлопной трубы, но и сами, соответственно, образуют звенья выхлопной трубы. Корпус 5 глушителя наварен на участке 4 глушителя или на непосредственно примыкающих к нему зонах неперфорированного изогнутого первого участка 2 трубы и/или неперфорированного изогнутого второго участка 3 трубы. При этом сварное соединение между корпусом 5 глушителя и выхлопной трубой 1 может быть получено, в частности, просто и выгодно с точки зрения затрат путем точечной сварки.
Далее система 100 из отопителя и выхлопной трубы со встроенным глушителем имеет у варианта выполнения крепление 7 для закрепления системы 100 из отопителя и выхлопной трубы, как можно видеть на фиг. 6 и фиг.7. Крепление 7 выполнено также из металлического листа и связано посредством сварки с корпусом 5 глушителя. По причине жесткого на изгиб выполнения выхлопной трубы 1 система 100 из отопителя и выхлопной трубы может быть закреплена, например, лишь посредством крепления 7, и система 100 из отопителя и выхлопной трубы сохраняется самонесущей, в частности, предотвращено то, что неперфорированный изогнутый первый участок 2 трубы или неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы будут двигаться относительно встроенного глушителя, образованного участком 4 глушителя и корпусом 5 глушителя. Таким образом, на сварное соединение между выхлопной трубой 1 и корпусом 5 глушителя не действуют большие силы, поэтому это соединение является очень стабильным и долговечным.
Поскольку участок 4 глушителя выполнен цельно с выхлопной трубой 1, выхлопная труба 1 может быть сформирована гнутой непосредственно на границе с корпусом 5 глушителя, поэтому, по сравнению с отдельным выполнением глушителя и закрепленными на нем, например, посредством патрубка звеньями выхлопной трубы, возможна значительно более компактный вариант выполнения.
При способе изготовления системы 100 из отопителя и выхлопной трубы согласно варианту выполнения жесткая на изгиб труба 20 с первым неперфорированным участком 21 трубы, вторым неперфорированным участком 22 трубы и расположенным между ними перфорированным участком 4 глушителя, как это схематично представлено на фиг.2, образуется путем круговой гибки и продольной сварки перфорированного местами металлического листа 10, который схематично представлен на фиг.1.
Затем первый неперфорированный участок 21 трубы и второй неперфорированный участок 22 трубы неупруго деформируются, что происходит, например, на обычном приспособлении для гибки труб. Этим формируется жесткая на изгиб выхлопная труба 1 с неперфорированным изогнутым первым участком 2 трубы, неперфорированным изогнутым вторым участком 3 трубы и находящимся между ними перфорированным участком 4 глушителя, которая схематично представлена на фиг.3.
Затем корпус 5 глушителя в зоне перфорированного участка 4 глушителя закрепляется на выхлопной трубе 1 таким образом, чтобы неперфорированный изогнутый первый участок 2 трубы и неперфорированный изогнутый второй участок 3 трубы, по меньшей мере, простирались преимущественно снаружи корпуса 5 глушителя. При этом на примере выполнения закрепление происходит, в частности, через сварку, в частности, путем точечной сварки. До или при закреплении корпуса 5 глушителя поглощающий шум изоляционный материал 6 располагается между внутренней стороной корпуса 5 глушителя и внешней стороной перфорированного участка 4 глушителя. Крепление 7 может быть соединено, например, уже до закрепления корпуса 5 глушителя с одной из обеих полуоболочек 5а, 5b или же также только после закрепления корпуса 5 глушителя на жесткой на изгиб выхлопной трубе 1. Также и закрепление крепления 7 может происходить предпочтительно через точечную сварку.