Обогреватель транспортного средства - RU2720747C1

Чертежи

Показать все 7 чертежа(ей)

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится с обогревателю транспортного средства, включающему область горелки с окруженной стенкой по периферии камеры горения камерой горения, примыкающую с первым концом жаровой трубы к стенке по периферии камеры горения или/и предоставляющую, по меньшей мере, часть стенки по периферии камеры горения жаровую трубу с открытым для выхода газообразных продуктов сгорания в направлении продольной оси жаровой трубы вторым концом жаровой трубы, корпус теплообменника с окружающей снаружи жаровую трубу стенкой по периферии корпуса теплообменника и лежащей по оси напротив второго конца жаровой трубы донной частью корпуса теплообменника, причем между наружной стороной жаровой трубы и внутренней стороной стенки по периферии корпуса теплообменника образовано пространство для рециркуляции газообразных продуктов сгорания с областью входа у второго конца жаровой трубы и областью выхода в области первого конца жаровой трубы, причем внутренний размер стенки по периферии корпуса теплообменника увеличивается в направлении от области входа пространства для рециркуляции газообразных продуктов сгорания к области выхода пространства для рециркуляции газообразных продуктов сгорания.

Уровень техники

Подобный известный из DE 20 2004 015 472 U1 обогреватель транспортного средства фрагментарно представлен на фиг. 1-3. Этот обогреватель 10 транспортного средства имеет область 12 горелки, в которую подается топливо и воздух необходимый для горения. Корпус 14 камеры горения области 12 горелки окружает камеру 18горения стенкой 16 по периферии камеры горения. К стенке 16 по периферии камеры горения примыкает имеющая исполнение в виде цилиндра жаровая труба 20. Жаровая труба 20 простирается, исходя от своего примыкающего к стенке 16 по периферии камеры горения первого конца 22 жаровой трубы, вдоль продольной оси А жаровой трубы и открыта на своем отстоящим от стенки 16 по периферии камеры горения втором конце 24 жаровой трубы в направлении продольной оси А жаровой трубы. Корпус 26 теплообменника окружает жаровую трубу стенкой 28 по периферии корпуса теплообменника и с донной частью 30 корпуса теплообменника по оси лежит напротив второго конца 24 жаровой трубы.

Идущие главным образом в направлении продольной оси А жаровой трубы из камеры горения через поддерживаемую в жаровой трубе 20 дроссельную шайбу 32 жаровой трубы вдоль жаровой трубы 20 газообразные продукты сгорания выходят на втором конце 24 жаровой трубы из жаровой трубы 20, у донной части 30 корпуса теплообменника отклоняются радиально наружу и в области 34 входа поступают в образованное между наружной стороной 36 жаровой трубы 20 и внутренней стороной 38 стенки 28 по периферии корпуса теплообменника пространство 40 для рециркуляции газообразных продуктов сгорания. Идущие главным образом в направлении продольной оси А жаровой трубы от области входа 34 вдоль наружной стороны 36 жаровой трубы 20 газообразные продукты сгорания обтекают предусмотренные на внутренней стороне 38 стенки 28 по периферии корпуса теплообменника, простирающиеся в направлении продольной оси А жаровой трубы ребра 42 для передачи тепла и при этом передают тепло внутренней стороне стенки28 по периферии корпуса теплообменника 26.

На наружной стороне корпуса 26 теплообменника предусмотрены обтекаемые подлежащим нагреву воздухом ребра 46 для передачи тепла, так что на наружной стороне 44 корпуса 26 теплообменника предоставлена большая поверхность для передачи тепла.

Направляемые в пространство 40 для рециркуляции газообразных продуктов сгорания в направлении первого конца 22 жаровой трубы газообразные продукты сгорания покидают пространство 40 для рециркуляции газообразных продуктов сгорания в образованной в области первого конца 22 жаровой трубы области 48 выхода в направлении к патрубку 50 для газообразных продуктов сгорания.

В то время как имеющая исполнение в виде цилиндра жаровая труба 20 может предоставляться в виде преобразованного пластическим деформированием изделия из стального листа, корпус 26 теплообменника главным образом представляет собой отливку из металла. Чтобы иметь возможность извлечения изготовленного способом литья корпус 26 теплообменника после осуществления процесса литья из литейной формы, предусмотрены главным образом скосы для извлечения отливки из формы. Вследствие подготовки таких скосов для извлечения отливки из формы корпус теплообменника, исходя из донной части 30 корпуса теплообменника, имеет увеличивающийся относительно его продольной оси, которая в сборке соответствует главным образом продольной оси А жаровой трубы, радиальный размер, так что также расстояние внутренней стороны 38 стенки 28 по периферии корпуса теплообменника до продольной оси А жаровой трубы в направлении от донной части 30 корпуса теплообменника увеличивается. Это действительно, как для расстояния между внутренней стороной 38 стенки 28 по периферии корпуса теплообменника и наружной стороной 36 жаровой трубы 20 в области соответствующих видимых на фиг. 2 и 3 вершин 52 ребер 42 для передачи тепла, так и для образованных в направлении периметра между соответственно двумя ребрами 42 для передачи тепла, областей 54 стенки 28 по периферии корпуса теплообменника. Это отчетливо видно с помощью представленных на фиг. 2 и 3 поперечных сечений в различных осевых областях корпуса 26 теплообменника, соответственно простирающейся в нем жаровой трубы 20. Можно увидеть, что в представленном на фиг. 2 поперечном сечении в области второго конца 24 жаровой трубы это расстояние D между наружной стороной 38 жаровой трубы 20 существенно меньше, чем в представленной на фиг. 3 и лежащей ближе к первому концу 22 жаровой трубы, соответственно к области 48 выхода, продольной области пространства 40 для рециркуляции газообразных продуктов сгорания.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является предоставление обогревателя транспортного средства, который имеет более высокую эффективность передачи тепла.

Согласно изобретению эта задача решается с помощью обогревателя транспортного средства, включающего:

- область горелки с окруженной стенкой по периферии камеры горения камерой горения,

- примыкающую с первым концом жаровой трубы к стенке по периферии камеры горения или/и предоставляющую, по меньшей мере, часть стенки по периферии камеры горения жаровую трубу с открытым к выходу газообразных продуктов сгорания в направлении продольной оси жаровой трубы вторым концом жаровой трубы,

- корпус теплообменника с окружающей снаружи жаровую трубу стенкой по периферии корпуса теплообменника и лежащей по оси напротив второго конца жаровой трубы донной частью корпуса теплообменника, причем между наружной стороной жаровой трубы и внутренней стороной стенки по периферии корпуса теплообменника образовано пространство для рециркуляции газообразных продуктов сгорания с областью входа на втором конце жаровой трубы и с областью выхода в области первого конца жаровой трубы, причем внутренний размер стенки по периферии корпуса теплообменника увеличивается в направлении от области входа пространства для рециркуляции газообразных продуктов сгорания к области выхода пространства для рециркуляции газообразных продуктов сгорания.

При этом дальше предусмотрено, что наружный размер жаровой трубы увеличивается в направлении от второго конца жаровой трубы к первому концу жаровой трубы.

Так как жаровая труба имеет согласованное с увеличивающимся внутренним размером корпуса теплообменника увеличивающийся наружный размер, поступающие в пространство для рециркуляции газообразных продуктов сгорания газообразные продукты сгорания принуждаются к более эффективному обтеканию ребер для передачи тепла, соответственно всей внутренней стороны стенки по периферии корпуса теплообменника, так что достигается усиленное взаимодействие в части передачи тепла между газообразными продуктами сгорания и корпусом теплообменника.

Определенные условия обтекания могут поддерживаться, например, с помощью того, что внутренний размер стенки по периферии корпуса теплообменника в ее окружающей жаровую трубу продольной области главным образом постоянно увеличивается, или/и, что наружный размер жаровой трубы главным образом постоянно увеличивается.

Если согласно особенно предпочтительному аспекту настоящего изобретения обеспечено, что внутренний размер стенки по периферии корпуса теплообменника в ее окружающей жаровую трубу продольной области и наружный размер жаровой трубы в направлении от второго конца жаровой трубы к первому концу жаровой трубы увеличиваются с главным образом одинаковой скоростью, одновременно может достигаться, что в направлении продольной оси жаровой трубы расстояние между наружной стороной жаровой трубы и внутренней стороной стенки по периферии корпуса теплообменника главным образом постоянно.

Для эффективной передачи тепла корпусу теплообменника предлагается, что на внутренней стороне стенки по периферии корпуса теплообменника предусмотрено большинство простирающихся главным образом в направлении продольной оси жаровой трубы, простирающихся радиально внутрь к наружной стороне жаровой трубы ребер для передачи тепла с противолежащими наружной стороне жаровой трубы вершинами.

При этом для поддержания определенных условий обтекания для более эффективного обтекания ребер для передачи тепла может быть предусмотрено, что внутренний размер стенки по периферии корпуса теплообменника в ее окружающей жаровую трубу продольной области в области вершин ребер для передачи тепла главным образом постоянно увеличивается, причем и здесь преимущественно предусмотрено, что радиальное расстояние между наружной стороной жаровой трубы и вершинами ребер для передачи тепла и между вторым концом жаровой трубы и первым концом жаровой трубы главным образом постоянно.

Например, для эффективного обтекания ребер для передачи тепла при тем не менее существующей возможности для простой сборки может быть предусмотрено, что радиальное расстояние между наружной стороной жаровой трубы и вершинами ребер для передачи тепла находится в диапазоне от 0,8 до 1,4 мм, преимущественно в диапазоне от 1 до 1,2 мм.

Стенка по периферии корпуса теплообменника на своей внутренней стороне может иметь относительно продольной оси жаровой трубы угол раскрытия в диапазоне от 0,5° до 1,5°, преимущественно около 1°, и жаровая труба на своей наружной стороне может иметь относительно продольной оси жаровой трубы угол раскрытия в диапазоне от 0,5° до 1,5°, преимущественно около 1°. Здесь следует обратить внимание на то, что подобного рода совпадение углов раскрытия является особенно предпочтительным, в частности для тех областей внутренней стороны стенки по периферии корпуса теплообменника, в которых предусмотрены ребра для передачи тепла, так что подобный угол раскрытия может рассматриваться в качестве угла раскрытия соответственно в областях вершин ребер для передачи тепла. Равным образом подобный угол раскрытия, соответственно подобное совпадение углов раскрытия может быть предусмотрено также в областях стенки по периферии корпуса теплообменника между соседними в направлении периметра ребрами для передачи тепла. Однако, в этих областях для воздействия на поперечное сечение потока газообразных продуктов сгорания в пространстве для рециркуляции газообразных продуктов сгорания может быть предусмотрен отличающийся от угла раскрытия на наружной стороны жаровой трубы, например, сильнее увеличивающийся вдаль в направлении донной части корпуса теплообменника или сильнее уменьшающийся угол раскрытия, чем на наружной стороне жаровой трубы.

Из соображений прочности корпус теплообменника представляет собой преимущественно металлическую отливку и жаровая труба для просто реализуемой конструкции может быть предоставленным телом из металлического листа, изготовленного с помощью пластического деформирования плоской листовой заготовки для получения формы главным образом усеченного конуса и соединения полученной пластическим деформированием главным образом в форме усеченного конуса листовой заготовки на противолежащих друг другу областях продольных краев.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение ниже подробно описывается со ссылкой на прилагаемые фигуры. Где показывают:

фиг. 1 - вид частичного продольного разреза известного из уровня техники обогревателя транспортного средства;

фиг. 2 - вид поперечного сечения обогревателя транспортного средства на фиг. 1, разрез по линии II-II на фиг. 1;

фиг. 3 - вид поперечного сечения обогревателя транспортного средства на фиг. 2, разрез по линии III-III на фиг. 1;

фиг. 4 - соответствующее фиг. 1 изображение разработанного согласно принципам настоящего изобретения обогревателя транспортного средства;

фиг. 5 - вид поперечного сечения обогревателя транспортного средства на фиг. 4, разрез по линии V-V на фиг. 4;

фиг. 6 - вид поперечного сечения обогревателя транспортного средства на фиг. 4, разрез по линии VI-VI на фиг. 4;

фиг. 7 - в принципиальном изображении вид продольного разреза корпуса теплообменника и простирающейся в нем жаровой трубы для наглядного представления различных углов раскрытия относительно продольной оси жаровой трубы.

Осуществление изобретения

Ниже со ссылкой на фиг. 4-7 с помощью конструкции поясняются принципы настоящего изобретения, которая относительно своего основного исполнения соответствует описанной выше со ссылкой на фиг. 1-3 конструкции. Поэтому относительно основной конструкции обогревателя транспортного средства дается ссылка на приведенные выше варианты осуществления на фиг. 1-3. В следующем ниже описании представленного на фиг. 4-7 исполнения обогревателя транспортного средства составные элементы, соответственно узлы конструкции, которые соответствуют описанным выше со ссылкой на фиг. 1-3 составным элементам, соответственно узлам конструкции относительно устройства или функции, обозначены одинаковыми позициями.

В отличие от известной из уровня техники и описанной со ссылкой на фиг. 1-3 конструкции обогревателя 10 транспортного средства, в предложенном в соответствии с изобретением обогревателе 10 транспортного средства жаровая труба предоставлена не виде цилиндрической конструкцией в направлении продольной оси А жаровой трубы, а сужающейся на конус, соответственно на подобие усеченного конуса, в направлении продольной оси А жаровой трубы от первого конца 22 жаровой трубы ко второму концу 24 жаровой трубы. Это означает, что поверхность внутреннего поперечного сечения жаровой трубы 20, через которую могут проходить газообразны продукты сгорания, уменьшается в направлении от первого конца 22 жаровой трубы ко второму концу 24 жаровой трубы. Соответственно увеличивается наружный размер, то есть, например, измеренный относительно продольной оси А жаровой трубы наружный радиус r_a, исходя из второго конца 24 жаровой трубы в направлении к первому концу 22 жаровой трубы. Следует обратить внимание на то, что, например, жаровая труба 20 со своим первым концом 22 жаровой трубы установлена поверх осевого конца стенки 16 по периферии камеры горения и может быть закреплена на нем с помощью сварки и, таким образом жаровая труба, например, со своим находящимся между стенкой 16 по периферии камеры горения и концом 22 жаровой трубы продольными областями может предоставлять также часть окружающей снаружи радиально камеру горения стенки по периферии.

Изменение наружного размера жаровой трубы 20 в отношении изменения внутреннего размера корпуса 26 теплообменника выбрано так, что между наружной стороной36 жаровой трубы 20 и внутренней стороной 38 корпуса 26 теплообменника, соответственно стенки по периферии 28 корпуса теплообменника, как это видно с помощью показанного на фиг. 5 и 6 радиального расстояния D, в целом от окруженной стенкой 28 по периферии корпуса теплообменника продольной области жаровой трубы 20 главным образом постоянно. В этом месте следует обратить внимание на то, что в качестве внутреннего размера корпуса 26 теплообменника, соответственно стенки 28 по периферии корпуса теплообменника может приниматься, например, рассчитанный относительно продольной оси А жаровой трубы внутренний радиус r_i. Наружный радиус r_a жаровой трубы 20 и внутренний радиус r_i стенки 28 по периферии корпуса теплообменника в области вершин 52 ребер 42 для передачи тепла изменяются в направлении продольной оси А жаровой трубы преимущественно главным образом постоянно и с одинаковой скоростью, так что во всей окруженной корпусом 26 теплообменника продольной области жаровой трубы расстояние D между вершинами 52 ребер 42 для передачи тепла и наружной стороной 36 жаровой трубы 20 главным образом постоянно и может составлять, например от 1 до 1,2 мм. Таким образом, избегается увеличивающееся в направлении к области 48 выхода радиальное расстояние между корпусом 26 теплообменника и жаровой трубой 20 и добивается улучшенное обтекание корпуса 26 теплообменника текущими в пространстве 40 для рециркуляции газообразных продуктов сгорания газообразными продуктами сгорания.

Фиг. 7 показывает, что это может достигаться, например, с помощью того, что угол W₁ раскрытия наружной стороны 36 жаровой трубы 20 относительно продольной оси А жаровой трубы и угол W₂ раскрытия внутренней стороны 38 стенки 28 по периферии корпуса теплообменника, например, измеренный в области вершин 52 ребер 42 для передачи тепла главным образом равны друг другу и составляют около 1⁰.

Здесь следует обратить внимание на то, что угол W₂ может также измеряться, например, в находящихся относительно продольной оси А жарой трубы на большем расстоянии по отношению к наружной стороне 36 жаровой трубы областях 54 стенки 28 по периферии корпуса теплообменника. В этих областях 54 стенки, по меньшей мере, главным образом во всей перекрывающей по оси жаровую трубу 20 области стенки 28 по периферии корпуса теплообменника может быть предусмотрен одинаковый угол раскрытия относительно продольной оси А жаровой трубы, как на вершинах 52 ребер 42 для передачи тепла, что снова означает, что в этой продольной области ребра 42 для передачи тепла имеют радиально внутрь приближенно постоянную высоту выступа. Однако, в отличие от подобной конфигурации в областях 54 мог бы быть предусмотрен отличающийся от угла раскрытия на вершинах 52 угол раскрытия, так что, например, при предоставлении большего угла раскрытия, чем в области вершин 52, соответственно наружной стороны 36 жаровой трубы 20, радиальное расстояние внутренней стороны 38 стенки 28 по периферии корпуса теплообменника в областях 54 стенки по отношению к наружной стороне 36 жаровой трубы 20 от области 34 входа по отношению к области 48 выхода увеличивается, и, таким образом, превышая и без того увеличивающееся вследствие предоставления угла раскрытия поперечное сечение потока, в пространстве 40 для рециркуляции газообразных продуктов сгорания будет иметься еще более сильное увеличение поперечного сечения. Это имеет следствием, что увеличивается предоставленная для обтекания газообразными продуктами сгорания поверхность корпуса 26 теплообменника. При альтернативном исполнении угол раскрытия внутренней стороны 38 стенки 82 ( в позиции переставлены цифры – прим. перевод.) по периферии корпуса теплообменника в областях 54 стенки мог бы быть меньше чем угол W₂ раскрытия на вершинах 52, так что в направлении потока газообразных продуктов сгорания в пространстве 42 (пространство имеет позицию 40 – прим. перевод.) для рециркуляции газообразных продуктов сгорания высота ребер 42 для передачи тепла уменьшается, соответственно в пространстве 40 для рециркуляции газообразных продуктов сгорания может предоставляться меньшее нарастание площади поперечного сечения потока или по возможности почти постоянная площадь поперечного сечения потока, благодаря чему могут компенсироваться снижающаяся в направлении потока температура газообразных продуктов сгорания и соответствующее их уменьшение объема.

Обогреватель 10 транспортного средства может предоставляться с изображенной на фиг. 4-7 конструкцией более простым способом с помощью того, что, как выше уже пояснялось, корпус 26 теплообменника предоставляется, например, в виде металлической отливки. Жаровая труба 20 может предоставляться в виде тела из металлического листа с помощью того, что из листа изготавливается плоская заготовка с приближенно трапециевидным контуром по периметру и ей с помощью пластического деформирования, соответственно сворачивания, придается форма усеченного конуса, причем потом радиально накладывающиеся друг на друга или противолежащие в направлении периметра краевые области преобразованной с помощью пластического деформирования заготовки из листа соединяются друг с другом с помощью сварки. Таким образом, сформированное тело из металлического листа потом со свои первым концом 22 жаровой трубы может надвигаться поверх осевого конца стенки 16 по периферии камеры горения и крепиться на нем.

В заключение следует отметить, что обусловленные изготовлением отклонения размеров элементов конструкции в принципе не могут избегаться и в этом отношения не может исключаться также то, что в собранном согласно изобретению обогревателе транспортного средства будет иметь место отклонение или вариация радиального расстояния между наружной стороной жаровой трубы и внутренней стороной стенки по периферии корпуса теплообменника вдоль пространства для рециркуляции газообразных продуктов сгорания. В соответствии с настоящим изобретением подобное отклонение в радиальном расстоянии, соответственно различие в угле раскрытия, рассматривается в качестве несущественного, соответственно радиальное расстояние рассматривается главным образом в качестве постоянного и оба угла раскрытия рассматриваются в качестве главным образом одинаковых, если вариация, соответственно отклонение, не превышает величины около 10%, например, радиального расстояния в области входа или угла раскрытия жаровой трубы.

Реферат

Изобретение относится к системам отопления транспортных средств. Обогреватель транспортного средства включает область (12) горелки с окруженной стенкой (16) по периферии камеры горения камерой (18) горения, примыкающую с первым концом (22) жаровой трубы к стенке (16) по периферии камеры горения или/и предоставляющую по меньшей мере часть стенки (16) по периферии камеры горения жаровую трубу (20) с открытым к выходу газообразных продуктов сгорания в направлении продольной оси А жаровой трубы вторым концом (24) жаровой трубы, корпус (28) теплообменника с охватывающей снаружи жаровую трубу (20) стенкой (28) по периферии корпуса теплообменника и лежащей по оси напротив второго конца (24) жаровой трубы донной частью (30) корпуса теплообменника. Между наружной стороной (36) жаровой трубы (20) и внутренней стороной (38) стенки (28) по периферии корпуса теплообменника образовано пространство (40) для рециркуляции газообразных продуктов сгорания с областью (34) входа на втором конце (24) жаровой трубы и с областью (48) выхода в области первого конца (22) жаровой трубы, причем внутренний размер (r)стенки (28) по периферии корпуса теплообменника увеличивается в направлении от области (34) входа пространства (40) для рециркуляции газообразных продуктов сгорания к области (48) выхода пространства (40) для рециркуляции газообразных продуктов сгорания, отличающийся тем, что наружный размер (r) жаровой трубы (20) увеличивается в направлении от второго конца (24) жаровой трубы к первому концу (22) жаровой трубы. Достигается повышение эффективности передачи тепла. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула