Верхний бачок радиатора двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению , а конкретнее - к радиаторам двигателей внутреннего сгорания, оборудованных системой жидкостного охлаждения. Цель изобретения - улучшение деаэрации трубной среды. Верхний бачок радиатора содержит корпус 1 с входным патрубком 2 на торцовой стенке и опорную пластину 3 с закрепленными в ней концами труб 4. В боковых стенках корпуса 1 закреплена перегородка 5 в виде набора обтекаемых профилей 6, разделяющих полость бачка на каналы 7, 8, сообщенные между собой и имеющие чередующиеся конфузорные и диффузорные участки. Патрубок 2 снабжен соплом 9. Профили б имеют осевые каналы и дренажные отверстия. Входные концы труб 4 выполнены с косыми срезами, обращенными в сторону диффузорных участков каналов 7, 8. Бачок может быть снабжен дополнительным входным патрубком с соплом , размещенным на другой торцовой стенке, причем расположен под перегородкой 5. Конструкция обеспечивает улучшение деаэрации трубной среды и повышает равномерность распределения потока по ширине трубного пучка. 3 з.п, ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808803/06 (22) 04.04.90 . (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Белорусский технологический институт им. С.M,Kèðîaà (72) А.В.Жлобич, В.ф;Медведев, E.Ñ.Ñàíêîвич и П.П.Сергеев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1502955, кл. F 28 F 9/02, 1987. (54) ВЕРХНИЙ БАЧОК РАДИАТОРАДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, а конкретнее — к радиаторам двигателей внутреннего сгорания, оборудованных системой жидкостного охлаждения. Цель изобретения — улучшение деазрации трубной среды. Верхний бачок радиатора содержит корпус 1 с входным патрубком 2 на торцовой стенке и опорную пластину 3 с

„,ЯХ„„1758389 А1 (я)5 F 28 Г 9/00, 9/22 закрепленными в ней концами труб 4. В боковых стенках корпуса 1 закреплена перегородка 5 в виде набора обтекаемых профилей 6, разделяющих полость бачка на каналы 7, 8, сообщенные между собой и имеющие чередующиеся конфузорные и диффузорные участки. Патрубок 2 снабжен соплом 9. Профили 6 имеют осевые каналы и дренажные отверстия. Входные концы труб 4 выполнены с косыми срезами, обращенными в сторону диффузорных участков каналов 7, 8. Бачок может быть снабжен дополнительным входным патрубком с соплом, размещенным на другой торцовой стенке, причем расположен под перегородкой 5, Конструкция обеспечивает улучшение деаэрации трубной среды и повышает равномерность распределения потока по ширине трубного пучка. 3 з,п, ф-лы, 5 ил..

1758389

Известен коллектор теплообмейного апйарата, преимущественно для систем охлаждеййя силовых установок, с конической перегородкой, выполненной из материала с равномерной пористостью. - .

Однако известный коллектор имеет односторонний подвод жидкости при отсутствий вывода паров и газов из жидкости, . обладает повышенным гидравлическим сопротивлением вследствие наличия мелких отверстий в вйде пор, которые склонны к 25 быст.рому заг ряз нению.

Целью изобретения является улучшение деаэрации трубной среды, в качестве которой служит жидкость системы охлажде30 ния двигателя

Поставленйая цель достигается тем; что верхний бачок радиатора двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входным патрубком на торцовой стенке и с закрепленными в днище концами теплооб менных труб и содержащий перегородку, закрепленную на боковых стенках корпуса под входным патрубком и разделяющую полость бачка на верхний и нижний сообщающиеся между собой каналы с изменяющимися по их длине сечениями, причем со стороны патрубка расположены конфузор ныеучасткивтих каналов, входной патрубок снабжен соплом, введенным в полость бачка, упомянутые каналы имеют чередующиеся по их длине конфузорные и диффузорные участки, в боковых стенках корпуса и в перегородке выполнены дренажные отверстия, а концы теплообменных труб выведены в полость бачка и имеют косые 50 срезы, обращенные в сторону диффузорных участков каналов, Кроме того, перегородка может быть выполнена в виде набора обтекаемых профилей, .закрепленных на боковых стенках 55 корпуса бачка.

Возможно выполнение предлагаемой конструкции с верхним бачком, снабженным дополнительным входным патрубком с соплом, закрепленным на другой торцовой

Изобретение относится к машиностроению, в частности к радиаторам двигателей внутренйего сгорания, оборудованных системой.жидкостйого охлаждения.

Известен бачок радиатора с наклонной 5 продольной перегородкой, образующей диффузорный канал с деаэрацией охлаж дающей жидкости и подпитывающую по лость:- ";, Недйстатками этого бачка являются 10

criî íîñòü"ê0íñòðóêöèè и рост гидросопро: тивления из-за поворота потока жидкости на 180 в верхнем бачке; что определяет неравномерность ее движения в трубках. стороне корпуса, а также с размещением дополнительного патрубка под перегородкой.

Существенным отличием предлагаемой конструкции является создание контура циркуляции трубной среды вокруг разделительной перегородки в полости верхнего бачка с использованием зжекционного эффекта в упомянутом контуре; образование градиентов скорости и давления на сообщающихся конфузорных и диффузорных участках каналов в полости бачка, порождающих местные отрывные течения жидкости; движение жидкости преимущественно вдоль верхней опорной пластины с поперечным обтеканием трубок, выполненных с косыми срезами на входе. Совокупное действие этих гидродинамических факторов, которые саморегулируемы по расходу жидкости и ее температуре, т.е, по частоте вращения вала двигателя и его нагрузке, стимулирует развитие сепарационных процессов в жидкости, облегчает вывод парогазовой фазы через дренажные отверстия в разделитель-, ной перегородке и стенках верхнего входного бачка.

Благодаря контуру циркуляции и йаличию косых срезов на входных концах трубок улучшаются условия втекания жидкости на периферии входного бачка и тем самым повышается равномерность распределения жидкости по трубам.

На фиг. 1 изображен предлагаемый верхний бачок как элемент радиатора двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 — узел! на фиг. 1; на фиг. 3 — вид А на фиг. 1; на фиг, 4 — бачок с дополнительным входным патрубком и соплом, размещенным под перегородкой, пример выполнения; на фиг, 5— бачок с зеркальным расположением элементов, пример выполнения, Верхний бачок радиатора двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус

1 с входным патрубком 2 на его торцовой стенке и опорную пластину 3, которая образует днище и в которой закреплены концы плоских теплообменных трубок 4. В боковых стенках корпуса 1 закреплена перегородка 5 в виде набора обтекаемых профилей 6, разделяющая полость бачка на верхний 7 и нижний 8 каналы, сообщенные между собой и имеющие чередующиеся конфузорные и диффузорные участки.

Профили 6 установлены так, что выходная кромка каждого предыдущего профиля расположена над входной кромкой последующего, а размеры щелевых каналов между ними уменьшаются в направлении диффузорной части. Патрубок 2 снабжен плоским

1758389 щелевым соплом 9, сообщенным с подводя- сти под действием центробежной силы, гращим трубопроводом 10. диентов давления и скорости потока вследВ целом верхний канал 7 выполняет - ствие отрыва жидкости и вихревого роль проточной части струйного насоса, вид движения в окрестности этогО профиля, и размеры которого определяют активное Процесс сепарации продолжается в нижнем сопло 9, геометрия стенок корпуса 1 и раз- 5 канале 8 при поперечном обтекании иходделительной перегородки 5. ных концов плоских трубок 4, а также благоВсе профили 6 перегородки 5 или часть даря обтеканию другого периферийного из них имеют в стенках осевые каналы 11 профиля 6 и повороту эжектируемой массы (фиг. 2) и дренажные отверстия 12, которы- жидкости в конфузорной части бачка. ми полость верхнего бачка (фиг. 3) через 10 Концентрация пузырьков пара и газовс штуцеры 13 и пароотводные трубки 14 и 15 объединением их создается подъемной сисообщэется с полостью расширительного лой в нижнем канале 8, где основной поток бака (не показан) системы охлаждения дви- жидкости снижает скорость и совершает погателя. На стенках корпуса 1 могут быть ворот на 90 при втекании в плоские трубки установлены дополнительные штуцеры 16 15 4, установленные вертикально. Пар и газы в для отвода пара и газов из мест их-скопле- смеси с жидкостью образуют газожидкостния. ную фазу, котооая отводится через дренажВходныеконцыплоскихтрубок4выпол- ные отверстия 12, осевые каналы 11, о нены с косыми срезами под углом 45 коси, штуцеры 13 и по патрубкам 15 поступает в обращенными в сторону диффузорных уча- 20 расширительный бак, установленный выше стков каналов 7 и 8. уровня бачка. Дополнительный отвод газоПри подводе охлаждающей жидкости жидкостной фазы совершается через дреиз блока двигателя по двум трубопроводам нажные отверстия в стенках корпуса 1 и

10 корпус 1 входного бачка снабжен (фиг. 4) штуцеры 16, сообщенные с упомянутым расдополнительным патрубком с плоским со- 25 ширительным баком. плом 17, установленным относительно со- Увеличение расхода жидкости в систепла 9 на противоположной торцовой стенке ме охлаждения двигателя, рост температуи по оси нижнего канала 8. ры приводят к увеличению содержания пара

В случае развитой по ширине опорной и газов и повышению давления в бачке при пластины 3 (фиг. 5) верхний бачок дополни- 30 одновременном усилении эффекта зжекции тельно снабжен наряду с плоским соплом 17 и общей циркуляции жидкости в бачке, улучразделительной йерегородкой 18, так что в шающих сепарационный процесс. бачке образованы две симметричные поло- Циркуляционный контур вокруг раздести с зеркальным расположением сопл 9 и лительной перегородки 5 создает разные

17, разделительных перегородок 5 и 18, тру- 35 условия обтекания входных концов плоских бок 4 с косыми срезами, трубок 4, э именно осевой вход жидкости в

В радиаторе с ограниченными размера- плоские трубки 4 диффузорного участка, ми верхнего и нижнего бачков разделитель- движение под углом 90 к осям трубок 4 ная перегородка 5 сокращена по длине и средней части трубного пучка и под углом выполняется сплошной в виде одного удо- 40 приблизительно 45" к осям трубок 4 конфубообтекаемого профиля. зорного участка в нижнем канале 8. Разные

Бачок радиатора двигателя внутренне- по величине гидросопротивления входных го сгорания работает следующим образом. концов плоских трубок 4 с косыми срезами

Охлаждающая жидкость с примесью па- облегчают поступление жидкости в перифера и тазов направляется из двигателя в вер- 45 рийные трубки 4 и повышае1 равномерхний бачок по трубопроводу 10 и через ность распределения потока по ширине плоское щелевое сопло 9, создающее высо- трубного пучка. коскоростную плоскую струю в конфузор- B бачке, содержащем щелевые сопла 9 ной части верхнего канала 7. Благодаря и 17(фиг.4), образованы два струйных насоэжекции струи возникает вторичное движе- 50 са, включенные в контур циркуляции посление жидкости из конфузорного участка ниж- довательно, благодаря чему повышается него канала 8, а также на среднем участке устойчивость этого контура. снижается гидчерез щелевые каналы между профилями 6, росопротивление бачка в связи с уменьшеувеличивается масса жидкости и растетдав- нием подачи жидкости в кэ нал 7. ление на диффузорном участке верхнего ка- 55 Упомянутый бачок с двумя соплами позвонала 7. Поворот потока в пространстве ляетизменятьвидконтура циркуляциижидмежду периферийным профилем 6 и стен- кости, например, изменением геометрии кой корпуса 1 приводит к интенсивному разделительной перегородки 5, у которой процессу сепарации в двухфазной жидко- выходная кромка каждого предыдущего

1758389 профиля 6 может быть размещена под входной кромкой каждого последующего профиля.

При встречном (зеркальном) расположении элементов бачка (фиг. 5) формируются два симметричных контура циркуляции, действующие автономно, как описано выше (фиг.1), но с тем отличием, что диффузорная часть образована в середине полости бачка и действует при встречном движении потоков. Отрыв потоков от верхней стенки крышки 1 в связи с поворотом в сторону трубной решетки создает область устойчивого вихревого движения с пониженным давлением и концентрацией пузырьков пара и газов в жидкости, для вывода которых используется дренажное отверстие с дополнительным штуцером 16 на верхней стенке.

Радиатор с предлагаемой конструкцией входного бачка имеет повышенный теплоотвод от жидкости к трубкам, следовательно, увеличенную теплопередачу в окружающую среду. Росту теплопередачи способствует также повышенная температура стенок корпуса, создаваемая циркуляцией жидкости в бачке и теплопроводностью перегородки.

Форсирование процесса деаэрации охлаждающей жидкости снижает опасность возникновения кавитации на входе циркуляционного насоса системы охлаждения двигателя и обеспечивает рост производительности насоса.

Теплообменники с входным бачком предлагаемой конструкции могут быть использованы в различных отраслях промышленности там, где по условиям эксплуатации необходимо улучшить деаэрацию трубной среды и повысить теплообмен по ширйне трубного пучка.

5,Формула изобретения

1. Верхний бачок радиатора двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входным патрубком на торцовой стенке и закрепленными в днище концами теплооб10 менных труб и перегородку, соединенную с боковыми стенками корпуса под входным патрубком и разделяющую полость бачка на верхний и нижний сообщающиеся между собой каналы с изменяющимися по ихдлине

15 сечениями, причем со стороны патрубка расположены конфузорные участки этих каналов, отличающийся тем,что,сцелью улучшения деаэрации трубной среды, входной патрубок снабжен соплом, введенным в

20 полость бачка, упомянутые каналы имеют чередующиеся по их длине конфузорные и диффузорные участки, в боковых стенках корпуса и в перегородке выполнены дренажные отверстия, а концы теплообменных

25 труб выведены в полость бачка и имеют косые срезы, обращенные в сторону диффузорных участков каналов, 2. Бачок поп,1, отличающийся тем, что перегородка выполнена в виде нв30 бора обтекаемых профилей, 3. Бачок по пп, 1 и2, отл ича ю щийс я тем, что он снабжен дополнительным входным патрубком с соплом, закрепленным на другой торцовой стенке корпуса.

35 4. Бачок по и, 3, отличающийся, тем, что дополнительный патрубок размещен под перегородкой.

1758389