Глушитель-теплообменник

 

Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения путем улучшения теплообмена. Отработавшие газы через перфорированный впускной патрубок 4 поступают в резонаторную камеру 11, где вступают в контакт с перегородкой 10 и внутренней оболочкой 15 теплообменника 6, в кольцевой полости которого течет теплоноситель. Из резонаторной камеры 11 выхлопные газы проходят по каналу 13 во вторую резонаторную камеру 12, откуда через выпускной патрубок 9 выходят в окружающую среду. Повышение эффективности шумоглушения осуществляется за счет снижения температуры газов при теплообмене с теплоносителем и элементами глушителя-теплообменника. Глушитель-теплообменник может быть выполнен с гофрированным профилем корпуса 1, снабжен оребряющим элементом и дополнительной трубой, охватывающей перегородку 10, или дополнительными трубами, сопряженными с торцовыми стенками 2, 3. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

И1)5 F 01 N 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f (21) 4360460 f 25-06 (22) 08.01.88 (46) 15.04.90. Бюп. Р 14 (71) Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторHblH HHCTHTjjT (72) H.Ñ.Ñåìèêèí и Е.А.Малинин (53) 621.43.06 (088.8) (56) Патент США Р 3502268, кл. 237-123, опублик. 19?О. (54) ГЛУШИТЕЛЬ-ТЕПЛООБЧЕНИИ1( (57) Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения путем улучшения теплообмена. Отработавшие газы через перфорированный впускной патрубок 4 поступают в резонаторную камеру 11, где вступают в контакт с перегородкой 10 н внутренней оболочдура gj NQ 73 t У Л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЫ

ПРИ ГКНТ СССР

2 кой 15 теплообменника 6, в кольцевой полости которого течет теплоноситель. Из реэонаторной камеры 11 выхлопные газы проходят по каналу 13 во вторую резонаторную камеру 12, откуда через выпускной патрубок 9 выходят в окружающую среду. Ловышение эффективности шумоглушения осуществляется за счет снижения температуры газов при теплообмене с теплоносителем и элементами глушителятеплообменника. Глушитель-теплообмен» ник может быть выполнен с гофрированным профилем корпуса 1, снабжен оребряющим элементом и дополнитель-, ной трубой, охватывающей перегородку 10, или дополнительными трубами сопряженными с торцовыми стенками

2, 3. 5 з.п.A-лы, 9 ил.

Изобретение относится к машиностроению, н частности двигателестроенню, а именно к глушителям-теплообменникам, преимущественно двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.

Цель изобретения — повышение эффективности шумоглушения путем улучшения теплообмена.

На фиг. 1 представлен глушитель-. теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2- - то же, вариант корпуса с гофрированным профилем; на фиг. 3— разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4глушитель-теплообменник (вариант с оребряющнм элементом между корпусом и наружной оболочкой, продольный разрез; на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 4," на фиг. 6 — глушитель-теплообменник (вариант с дополнительной трубой, охватывающей перегородку), продольный разрез; на фиг. 7 глушитель-теплообменник (вариант с дополнительной трубой гофрированного профиля), продольный разрез; на фиг. 8— разрез Ч-В на фиг. 7; на фиг. 9— глушитель-теплообменник (вариант с дополнительными трубами сопряженными с торцовыми стенками), продоль- 30 ный,разрез.

Глушитель-теплообменник содержит цилиндрический корпус 1 с торцовыми стенками 2 и 3, соосный торцовый перфорированный впускной патрубок 4, частично размещенный в корпусе 1, и заглушенный со стороны выходного торца, выпускное отверстие 5 и теплообменника 6 кольцевой формы с жидким теплоносителем,.установленный в кор- 40 пусе 1 и снабженный входной 7 и выходной 8 трубками. Он снабжен частично размещенным в корпусе 1 и н выпускном отверстии 5 соосным торцовым перфорированным выпускным патрубком 9 45 с заглушенным входным торцом и по.перечной перегородкой 10, установленной между торцами патрубков 4 и 9, с образованием резонаторных камер

i1 и 12, а теплообменник 6 с внутренней понерхностью корпуса 1 образует канал 13 кольцевой формы, соединенный при помощи торцовых зазоров с резонаторными камерами 11 и 12.

Теплообменник 6 образован при помощи наружной 14 и внутренней 15 оболочек

55 и посредством входной трубки 7 сообщен с рубашкой охлаждения двигателя (не показана), а при помощи выходной трубки 8 - с радиатором"отопителем (не показан). Боковая поверхность корпуса 1 может быть выполнена roAрированного профиля (фиг. ? и 3).

Глушитель-теплообменник может быть снабжен элементом 16 гофрированного профиля, расположенным в канале

13 кольценой формы (фиг. 4 и 5), а также цилинцрической трубой 17, установленной коаксиально с патрубками

4, 9 с образованием с внутренней поверхностью теплообменника 6 кольцевого зазора 18 (фиг. 6), а цилиндрическая труба 17 может быть выполнена гофрированного профиля (AHr. 7 и 8).

Глушитель-теплообменник может быть снабжен расположенными коаксиально с впускным 4 и выпускным 9 натрубками, между ними и теплообменником 6 — дополнительными трубами 19, 20, сопряженными с торцовыми стенками 2, 3 с образованием между ними и теплообменником 6 каналов 21, 22, сообщенных с резонаторными камерами

11, 12 в зоне перегородки 10, а с каналом 13 кольценой формы у торцовых стенок 2, 3 корпуса 1 через торцовые зазоры (фиг. 9), Глушитель-теплообменник работает следующим образом.

Отработавшие газы, выходящие из выпускного коллектора двигателя (не показан), поступают в перфорированный впускной патрубок 4 и через отверстия перфорации в нем проходят н резонаторную камеру 11, образованную торцовой стенкой 2 корпуса 1, перегородкой 10 и внутренней поверхностью теплообменника 6. При прохождении отработавших газов через отверстия перфорации впускного патрубка 4, в резонаторную камеру 11 происходит первый этап глушения шума выпуска.

В резонаторной камере 11 выхлопные газы вступают в контакт с перегороцкой 10 и внутренней оболочкой 15 теплообменника 6, в кольцевой полости которого течет теплоноситель. В результате теплопередачи выхлопные газы отдают тепло, температура их снижается, а теплоноситель, имеющий более низкую температуру, принимает тепло, температура его увеличивается. Теплоноситель поступает из рубашки охлаждения двигателя (не показана) через трубку 7, проходит по кольцевой полости теплообменника 6 и выходит из нее через патрубок 8. Иэ резонатор155? 3

В варианте, когда глушитель-теплообменник снабжен дополнительными трубами 19, 20 (фиг, 9), сопряженными с торцовыми стенками 2, 3 с образованием между ними и теплообменником 6 ной камеры 11 выхлопные газы проходят по каналу 13, образованному цилиндрической поверхностью корпуса 1 и наружной оболочкой 14 теплообмен5 ника 6, во вторую резонаторную камеру 12. При входе в канал 13 из резонаторной камеры 11 выхлопные газы о меняют свое направление на 180, при этом происходит цальнейшее снижение шума выпуска. Проходя по каналу t3 с большой скоростью, выхлопные газы вступают в контакт с наружной оболочкой 14 теплообменника 6. В результате теплоперецачи происходит дальнейшее снижение температуры отработавших газов и нагрев теплоносителя, при этом теплоноситель движется .навстречу выхлопным газам. Такая схема обеспечивает максимальныи эффект .теп- 20 лопередачи. При выходе выхлопных газов из канала 13 в резонаторную.камеру 12 выхлопные газы вновь меняют направление движения на 780с, что обеспечивает дополнительное снижение 25 шума выпуска. В резояаторной камере

12 отработавшие газы вступают в контакт с внутренней оболочкой 15 теплообменника 6 и перегородкой 10. Так как температура внутренней оболочки

15 теплообменника 6 и перегородки 10, сопряженной с теплообменником 6, ниже температуры выхлопных газов, то происходит процесс теплопередачи от выхлопных газов в теплоноситель. В результате температура выхлопных газов

35 цополнительпо снижается. Из резонаторной камеры. 12 выхлопные газы через отверстия перфорации выпускного патрубка 9 и последний выходят наружу.

В результате теплопередачи температура отработавших газов значительно снижается, объем отработавших газов уменьшается, скорости их движения в глушителе-теплообменнике и на вы45 ходе из него снижаются. Это приводит к дополнительному эффекту снижения шума выпуска. В данном варианте конструкции отработавшие газы движутся с большой скоростью по каналу 13 вдоль цилиндрической стенки корпуса

1, что обеспечива.ет быстрое удаление конденсата с поверхности и предотвра-!, щения его образования в дальнейшем. отсутствие конденсата в глушителе

S5 !!оачительно увеличивает срок службы глушителя-теплообменника. !

В варианте, когда боковая поверхность корпуса, 1 выполнена roA45 Б рированного профиля (фиг, 2 и 3), проходное сечение кольцевого канала

73 прецставляет собой совокупность продольных каналов, образованных гофрами, причем суммарное их проходное сечение меньше, чем сечение канала 13, но площадь конгакта выхлопных газов с наружной оболочкой 14 теплообменника 6 сохраняется: !ТрН этом скорость движения выхлопных газов увеличивается, что приводит к повышению теплоотцачи от вьгхлопных газон в теплоноситель и дополнительному снижению уровня шума.

В варианте, когда глушитель-теплообменник снабжен элементом 16 гофрированного профиля, расположенным в канале 13 кольцевой формы (фиг. 4 и

5), обеспечивается дополнительное увеличение площади контакта с выхлопными газами, что позволяет повысить теплоотдачу от выхлопных газов к теплоносителю.

В варианте, когда глушитель-теплообменник снабжен цилиндрической трубой 17, установленной коаксиально с патрубками 4, 9 с образованием с внутренней поверхностью (оболочкой

15) геплообменни1са 6 кольцевого зазора 18 (фиг. 6), дополнительно имеет

Mñão увеличения поверхности контакта отработавших газов с теплоносителем и элементами глушителя, причем благодаря разнице температур поверхности оболочки .15 теплообменника 6 и трубы ",7 имеет место дополнительная теплоотдач". излучением. что повышает эффективность шумоглушения.

В варианте, когда глушитель-теплообменгппс снабжен цилиндрической трубой 17 гофрированного профиля (фиг. 7 и 8), сопряженной с внутренней обо.лочкой !5 теплообменника 6 с обра,зованием цополн -.тельных каналов, образованных гофрамн, увеличивается площаць контакта огработавших газов с элементами глушителя (трубой 17) и повьппнется теплоотдача, так как теплопередача излучением в определенной части заменяется на теплопередачу через непосредственный механический контакт, т,е. дополнительно повышается эффективность шумоглушения.

1557345 каналов 21, 22, имеет место дополнительное увеличение площади теплообмена, причем контакт перегородки 8 с внутренней оболочкой 15 теплообмен5 ника 6 также способствует теплообмену между отработавшими газами и теплоносителем, что повышает эффективность шумоглушения. !

О формула изобретения

1. Глушитель-теплообменник, преимущественно двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, содержащий корпус с торцовыми стенками, соосный торцовой перфорированный впускной патрубок, частично размещенный в корпусе и заглушенный со стороны выходного торца, выпускное отверстие и теплообменник кольцевой формы с теплоносителем, установленный в корпусе и снабженный входной и выходной трубками, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения путем улучшения теплообмена, он снабжен частично размещенным в корпусе соосным торцовым перфорированным выпускным патрубком с заглушенным входным торцом и поперечной перегородкой, установленной между торцами патрубков с образованием резонаторных камер, а теплообменник с внутренней поверхностью корпуса образует канал кольцевой формы, соедин=нный при помощи торцовых зазоров с резонаторными камерами.

2. Глушитель-теплообменник по п.1, отличающийся тем, что боковая поверхность корпуса выполнена гофрированного профиля.

3. Глушитель-теплообменник по п.1, отличающийся тем, что он снабжен элементом гофрированного профиля, расположенным в канале кольцевой формы.

4. Глушитель-теплообменник по пп. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрической трубой, установленной коаксиально с патрубками с образованием с внутренней поверхностью теплообменника коль,цевого зазора

5. Глушитель-теплообменник по п.4, отличающийся тем, что цилинцрическая труба выполнена гофрированного профиля. б. Глушитель-теплообменник по пп.1-3, отличающийся тем, что он снабжен расположенными коаксиально с впускным и выпускным патрубками между ними и теплообменником дополнительными трубами, сопряженными с торцовыми стенками корпуса с образованием между ними и теплообменником каналов, сообщенных с резонаторными камерами в зоне перегородки и с каналом кольцевой формы у торцовых стенок корпуса через торцовые зазоры.

155/ 34> я-А

Фиг. 5

1557345

Б-G

АО. $

Я

1557345

11 1514 19 21 Ц 10

Ф г.9

Составитель В.Славников

Техред А.Кравчук Корректор В.Кабаций

Редактор А.Долинич

Заказ 707 Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101