Вихревой кондиционер для кабин и салонов автотранспортных средств

 

Использование: в автомобилестроении. Сущность изобретения: вихревой кондиционер состоит из двух основных элементов: вихревого кондиционирующего блока и вихревого выхлопного коллектора. Вихревой кондиционирующий блок содержит трехканальный спиральный теплообменник с вихревой трубой, щелевым раскруточным диффузором и крыльчаткой-вентилятором. Вихревой выхлопной коллектор содержит вихревую камеру, соединенную с цилиндрами двигателя тангенциальными каналами, щелевой диффузор и сопло подсоса воздуха из блока. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к вихревым кондиционерам кабин и салонов автотранспортных средств.

Известен вихревой кондиционер для кабин и салонов автотранспортных средств, содержащий теплообменник, вихревую трубу и выхлопной коллектор.

Описываемое изобретение отличается от известного тем, что теплообменник выполнен из трех свитых в спираль металлических штампованных лент, образующих три газовых канала, в центре одного из которых установлена вихревая труба, снабженная щелевым диффузором с крыльчаткой для приведения в движение вентилятора кабины. Выхлопные окна цилиндров двигателя соединены в вихревом коллекторе каналами с тангенциальными соплами цилиндрической камеры смешения, снабженной щелевым диффузором и приосевым вакуумирующим соплом, соединенным с вихревым кондиционером.

На фиг.1 изображен кондиционер, вид общий; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 вихревой коллектор, общий вид; на фиг.5 разрез Б-Б на фиг.4.

Кондиционер содержит свернутый в спираль из трех снабженных полусферических металлических штампованных лент теплообменник 1, в котором между лентами образованы три спиральных канала: канал 2 входа воздуха из атмосферы в тангенциальные сопла 3 вихревой трубы 4, канал 5 холодного потока вихревой трубы и канал 6 охлаждения кабинного воздуха. Первые два канала закрыты с торцов, в них потоки текут по спиральному пути. В третьем канале торцы открыты и через них протекает вдоль оси теплообменника кабинный воздух. Полость 7 вытекающего из отверстия диафрагмы 8 холодного потока соединена со спиральным каналом 5. Полость 9 подвода воздуха к тангенциальным соплам 3 соединена со спиральным каналом 6 подвода воздуха из атмосферы. На горячем конце вихревой трубы установлен круговой щелевой раскруточный диффузор 10 с помещенной в нем крыльчаткой 11, приводящей во вращение вентилятор 12. На периферии торца теплообменника имеется сборник, полость которого соединена с полостью канала 5 холодного потока, и через радиальные патрубки 13 с приосевой полостью эжекторной щели 14. Выход щелевого диффузора соединен с радиальными каналами 15 и патрубком 16 выхода отработанного воздушного потока к вихревому коллектору двигателя автомашины. Вихревой коллектор двигателя автомашины содержит выхлопные патрубки 17 цилиндров двигателя, полости которых соединены с тангенциальными соплами 18 цилиндрической камеры смешения 19. Цилиндрическая камера снабжена щелевым раскруточным диффузором с улиточным сборником 20 и выходным фланцем 21 соединения с выхлопной трубой двигателя. В торце диффузора установлено сопло 22 подвода воздуха от вихревого кондиционера.

Принцип работы вихревого коллектора состоит в следующем.

В процессе выхлопа и выталкивания поочередно из цилиндров продукты сгорания через выхлопные патрубки и тангенциальные сопла вытекают со звуковой скоростью в цилиндрическую камеру, образуя интенсивный круговой поток. Этот круговой поток по законам механики газов не может распространиться до своей приосевой области, в приосевой области создается вакуум, куда через сопло 24 подсасывается воздух из кондиционера.

Кислород поступившего через сопло воздуха, смешиваясь с раскаленными выхлопными газами, обеспечивает дожигание содержащихся в них угарного газа (СО) и несгоревших углеводородов (С_хН_у), что заметно снижает токсичность продуктов сгорания.

Поочередное истечение продуктов сгорания через тангенциальные сопла непрерывно поддерживает круговое течение, создающее эжекторный эффект в том тангенциальном сопле, где заканчивается процесс выталкивания, т.е. снижает конечное давление в цилиндре двигателя в конце процесса выталкивания, что улучшает продувку цилиндра, его последующее наполнение и повышает мощность и экономичность двигателя. Истечение из тангенциальных сопел в круговой поток исключает появление скачков уплотнения, которые в обычных коллекторах являются основным источником шума. Это позволяет исключить глушитель из выхлопной системы.

Принцип работы вихревого кондиционера следующий.

За счет создаваемого вихревым коллектором вакуума воздух из атмосферы засасывается в контур 2 спирального теплообменника, охлаждается в нем и через полость 9 и тангенциальные сопла 3 втекает в вихревую трубу, где за счет вихревого эффекта делится на холодный и горячий потоки. Холодный поток вытекает через отверстие диафрагмы 8 и через полость 7 поступает в контур 5 теплообменника, охлаждая текущий ему навстречу по спирали атмосферный воздух контура 2, а затем через сборник, радиальные патрубки 13 и эжекторную щель 14 отсасывается горячим потоком и смешивается с ним. Смешанный поток по радиальным каналам 15 и патрубку 16 отсасывается через сопло 22 в вихревой коллектор. За счет интенсивного кругового движения вытекающий через диффузор 10 горячий поток вращает крыльчатку 11, которая приводит во вращение вентилятор 12. Вентилятор прогоняет кабинный воздух через открытые торцы спиральных щелей третьего контура теплообменника, где он охлаждается текущими по двум другим контурам потоками.

Формула изобретения

1. ВИХРЕВОЙ КОНДИЦИОНЕР ДЛЯ КАБИН И САЛОНОВ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, содержащий теплообменник, вихревую трубу и выхлопной коллектор, отличающийся тем, что теплообменник выполнен из трех свитых в спираль металлических штампованных лент, образующих три газовых канала, в центре одного из которых установлена вихревая труба, снабженная щелевым диффузором с крыльчаткой для приведения в движение вентилятора кабины.

2. Кондиционер по п.1, отличающийся тем, что выхлопные окна цилиндров двигателя соединены в вихревом коллекторе каналами с тангенциальными соплами цилиндрической камеры смешения, снабженной щелевым диффузором и приосевым вакуумирующим соплом, соединенным с вихревым кондиционером.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5