РАДИАТОР СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к теплообменным устройствам, а именно к устройствам охлаждения силовых установок, и предназначена для использования в составе различных транспортных средств, а также может быть применена для стационарных тепловых установок.
Известен радиатор RU №2280831, содержащий коробки верхнего и нижнего коллекторов, выполненные составными из основных коробок с отверстиями и углублениями и проставочных профильных втулок, вход для подвода и выход для отвода охлаждаемого теплоносителя, пучок трубок, соединяющих коробки верхнего и нижнего коллекторов для пропускания потока теплоносителя, пластины оребрения, закрепленные на трубках. Трубки выполнены плоскоовальными с расширяющимися наружу концами овальной формы, соединенные с проставочными профильными втулками пайкой. Недостатком данного устройства является сравнительно низкая тепловая эффективность секции, ограниченная прочность и эксплуатационный ресурс.
Известен радиатор RU №2576728, содержащий коробки верхнего и нижнего коллекторов, выполненные с доньями для закрепления концов трубок, соединяющих коробки верхнего и нижнего коллекторов для пропускания потока теплоносителя и расположенных в шахматном порядке в два ряда в пластинах оребрения и зафиксированы посредством дорнования их полостей. Пластины оребрения расположены с шагом 1,2-1,5 мм и выполнены методом листовой штамповки из алюминиевой фольги толщиной 0,06-0,09 мм с образованием отбортовки. Коробки верхнего и нижнего коллекторов снабжены входом для подвода и выходом для отвода охлаждаемого теплоносителя. Недостатком известного устройства является неоптимальный выбор геометрии и конструктивных материалов радиатора, что приводит к недостаточно эффективному охлаждению теплоносителя.
Известен радиатор RU №112376 U, содержащий коробки верхнего и нижнего коллекторов, вход для подвода и выход для отвода охлаждаемого теплоносителя, пучок трубок, соединяющих коробки верхнего и нижнего коллекторов для пропускания потока теплоносителя, пластины оребрения. Пластины оребрения выполнены с отбортовками и жестко связаны с трубками при помощи механической операции дорнования полостей трубок с увеличением их диаметра, обеспечивающим соединение материалов трубок и пластин оребрения. Недостатком такого устройства является использование сложного процесса дорнования трубок, неоптимальный выбор геометрии теплообменных элементов, что в совокупности не обеспечивает должной эффективности охлаждения теплоносителя.
Наиболее близким к заявляемому радиатору является радиатор, раскрытый в Справочном пособии «Автотракторные радиаторы» Бурков В.Н., Индейкин А.И., Л: Машиностр., 1978, содержащий коробки верхнего и нижнего коллекторов, вход для подвода и выход для отвода охлаждаемого теплоносителя, пучок трубок, соединяющих коробки верхнего и нижнего коллекторов для пропускания потока теплоносителя, выполненных согнутыми в виде полуколец и закрепленными в коробках верхнего и нижнего коллекторов. Недостатком такого радиатора является сложность технологии изготовления, связанная с тем, что каждая трубка имеет свой радиус гиба, а также неравномерность распределения жидкости по трубкам из-за разной длины трубок, и соответственно, различного их гидравлического сопротивления.
Задачей заявляемого радиатора системы охлаждения силовой установки теплоэнергетического устройства, является создание радиатора с улучшенной тепловой эффективностью при сохранении габаритных и установочных размеров по отношению к аналогичным радиаторам в уровне техники.
Поставленная задача в радиаторе системы охлаждения силовой установки теплоэнергетического устройства, содержащей коробки верхнего и нижнего коллекторов, вход для подвода и выход для отвода охлаждаемого теплоносителя, пучок трубок, соединяющих коробки верхнего и нижнего коллекторов для пропускания потока теплоносителя, решена тем, что коробка каждого коллектора выполнена с хотя бы одной перегородкой с образованием по меньшей мере двух полостей коробки верхнего и нижнего коллекторов, при этом указанные полости коробки верхнего и нижнего коллекторов выполнены соединенными по потоку теплоносителя последовательно.
Предпочтительно радиатор выполнен так, что крайняя полость коробки верхнего коллектора соединена со входом для подвода охлаждаемого теплоносителя, а крайняя полость коробки нижнего коллектора, наиболее удаленная от указанной крайней полости коробки верхнего коллектора, соединена с выходом для отвода охлаждаемого теплоносителя.
Особенно предпочтительно, радиатор системы охлаждения силовой установки теплоэнергетического устройства представляет собой силовую установку двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.
Наиболее предпочтительно, силовая установка представляет собой двигатель внутреннего сгорания для стационарной системы охлаждения.
Заявленная полезная модель представлена в виде примеров реализации на неограничивающих чертежах, на которых:
Фиг. 1. общий вид радиатора с вырезом
Фиг. 2. схематическое изображение движения теплоносителя в радиаторе.
Заявляемый радиатор системы охлаждения (фиг. 1) содержит коробки 1, 2 верхнего и нижнего коллекторов, вход 3 для подвода и выход 4 для отвода охлаждаемого теплоносителя, пучок трубок 5, соединяющих коробки 1 и 2 верхнего и нижнего коллекторов для пропускания потока теплоносителя, выполненных в данном примере плоскоовальными из латуни. Трубки 5 расположены в шахматном порядке, концы которых закреплены любым известным способом (развальцованы либо впаяны серебряным припоем) в данном примере в плитах концевых 6 и 7. На трубках 5 закреплены посредством спекания пластины оребрения 8, выполненные из меди.
Коробка 1 верхнего коллектора радиатора выполнена с перегородкой 9 с образованием двух полостей 10 и 11, а коробка 2 нижнего коллектора разделена перегородкой 12 с образованием двух полостей 13 и 14, при этом крайняя полость 10 коробки 1 верхнего коллектора соединена со входом 3 для подвода охлаждаемого теплоносителя, а крайняя полость 14 коробки 2 нижнего коллектора, наиболее удаленная от указанной крайней полости 10 коробки 1 верхнего коллектора, соединена с выходом 4 для отвода охлаждаемого теплоносителя. Перегородка 9 выполнена из стали зацело с коробкой 1 верхнего коллектора, перегородка 12 выполнена зацело с коробкой 2 нижнего коллектора. Полости 10, 11, 13, 14 выполнены сообщающимися между собой посредством последовательного соединения полости 10 с полостью 13, полости 13 с полостью 11, полости 11 с полостью 14 по потоку теплоносителя (фиг 2).
Заявленное устройство работает следующим образом.
Подлежащий охлаждению теплоноситель через вход 3 для подвода охлаждаемого теплоносителя поступает в полость 10 коробки 1 верхнего коллектора, разделенную перегородкой 9, прокачивается через трубки 5 в полость 13 коробки 2 нижнего коллектора, разделенного перегородкой 12, и далее через трубки 5 попадает в полость И коробки 1 верхнего коллектора, после чего по трубкам 5 поступает в полость 14 коробки 2 нижнего коллектора, и затем через выход 4 для отвода охлаждаемого теплоносителя выводится из радиатора.
Теплоноситель охлаждается, передавая тепло через стенки трубок 5 и пластины оребрения 8 воздушному потоку, циркулирующему между пластинами оребрения 8.
Благодаря конструктивному выполнению радиатора, а именно выполнению перегородки, делящей коробки верхнего и нижнего коллекторов, с образованием хотя бы двух полостей, увеличивается как траектория и время прохождения теплоносителя по трубкам и полостям коробок верхнего и нижнего коллекторов, так и эффективность использования воздуха по всей поверхности радиатора, что приводит к увеличению площади интенсивного теплообмена и качественно улучшает процесс передачи тепла проходящего через радиатор воздуха.
Всесторонние испытания опытных экземпляров радиатора показали, что теплорассеивающая способность (теплоэффективность) увеличилась на 27-28% при сохранении габаритных и установочных размеров по отношению к аналогичным радиаторам в уровне техники, тем самым обеспечивая снижение трудоемкости изготовления радиатора с повышенной теплоэффективностью.
Источники информации:
1. RU №2280831, опубл. 27.07.2006.
2. RU №2576728, опубл. 10.03.2016.
3. RU №112376 U, опубл. 10.01.2012.
4. Бурков В.Н., Индейкин А.И., Автотракторные радиаторы. - Справочное пособие. - Л: Машиностр., 1978 с. 10 (прототип).