Компоновка теплообменника



Компоновка теплообменника
Компоновка теплообменника
Компоновка теплообменника
Компоновка теплообменника
Компоновка теплообменника
Компоновка теплообменника
Компоновка теплообменника

 


Владельцы патента RU 2592941:

ЭБЕРШПЕХЕР КЛАЙМИТ КОНТРОЛ СИСТЕМЗ ГМБХ УНД КО. КГ (DE)

Компоновка теплообменника, в частности, для отопительного устройства транспортного средства, содержащая: внутренний корпус (12) теплообменника в виде горшка с первой стенкой (16) дна и с присоединенной к первой стенке (16) дна, охватывающей продольную ось (L) первой стенкой (18) по периферии; внешний корпус (14) теплообменника в виде горшка со второй стенкой (20) дна и с присоединенной ко второй стенке (20) дна, охватывающей продольную ось (L) второй стенкой (22) по периферии; проточное пространство (24) текучей среды, образованное между внутренним корпусом (12) теплообменника и внешним корпусом (14) теплообменника; первую направляющую поток структуру (40), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии, и вторую направляющую поток структуру (42), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии с зазором по окружности к первой направляющей поток структуре (40), причем первая направляющая поток структура (40) и вторая направляющая поток структура (42) делят образованную между первой стенкой (18) по периферии и второй стенкой (22) по периферии часть (28) текучего проточного пространства (24) на первую часть (44) проточного пространства и на вторую часть (46) проточного пространства; по меньшей мере, одно входное отверстие (49) для текучей среды, открытое к первой части (44) проточного пространства, и, по меньшей мере, одно выходное отверстие (51) для текучей среды, открытое ко второй части (46) проточного пространства; структуру (94) прессовой посадки для фиксирования внутреннего корпуса (12) теплообменника относительно внешнего корпуса (14) теплообменника, причем структура (94) прессовой посадки включает первую направляющую поток структуру (40) и вторую направляющую поток структуру (42) и/или структура (94) прессовой посадки предусмотрена в находящейся на расстоянии от первой стенки (16) дна и второй стенки (20) дна конечной области (32) стенок (18, 22) по периферии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Данное изобретение относится к компоновке теплообменника, в частности, для отопительного устройства транспортного средства, содержащей:

- внутренний корпус теплообменника в виде горшка с первой стенкой дна и с присоединенной к первой стенке дна, охватывающей продольную ось первой стенкой по периферии;

- внешний корпус теплообменника в виде горшка со второй стенкой дна и с присоединенной ко второй стенке дна, охватывающей продольную ось второй стенкой по периферии;

- проточное пространство текучей среды, образованное между внутренним корпусом теплообменника и внешним корпусом теплообменника;

- первую направляющую поток структуру, продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси вдоль первой стенки по периферии и второй стенки по периферии, и вторую направляющую поток структуру, продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси вдоль первой по периферии и второй стенки по периферии с зазором по окружности к первой направляющей поток структуре, причем первая направляющая поток структура и вторая направляющая поток структура делят образованную между первой стенкой по периферии и второй стенкой по периферии часть проточного пространства текучей среды на первую часть проточного пространства и на вторую часть проточного пространства;

- по меньшей мере, одно входное отверстие для текучей среды, открытое к первой части проточного пространства, и, по меньшей мере, одно выходное отверстие для текучей среды, открытое ко второй части проточного пространства;

- структуру прессовой посадки для фиксирования внутреннего корпуса теплообменника относительно внешнего корпуса теплообменника.

Из документа DE 10143479 C1 известна подобная компоновка теплообменника со вставленными друг в друга двумя, в виде горшка, корпусами теплообменника. Заключенное между ним проточное пространство текучей среды разделено двумя расположенными с зазором по окружности друг к другу направляющими поток структурами на две части проточного пространства, поэтому подведенная к входному отверстию текучая среда входит в одну из частей проточного пространства, оттуда поступает до образованной между обеими стенками дна области проточного пространства текучей среды, а затем из этой области может протекать во вторую часть проточного пространства, а через нее - к выходному отверстию. В прилегающей области стенок по периферии к стенкам дна соответствующих корпусов теплообменника, в направлении периферии между направляющими поток структурами предусмотрены ограниченные по оси перемычки на внутреннем корпусе теплообменника, которые с прилеганием к противоположным подобным перемычке выступам в прилегающей области стенки по периферии внешнего корпуса теплообменника прижаты к стенке дна внешнего корпуса теплообменника и образующие вследствие этого в этой прилегающей области стенок по периферии к стенкам дна структуру прессовой посадки, посредством которой оба корпуса теплообменника жестко фиксированы друг к другу. Благодаря этому оба корпуса теплообменника находятся в области структур прессовой посадки в непосредственном контакте теплопередачи, что эффективно может увеличивать полезную для передачи тепла поверхность компоновки теплообменника.

Задача настоящего изобретения - создать компоновку теплообменника, в частности, для отопительного устройства транспортного средства, обеспечивающую при упрощенной приспособленности к сборке улучшенную теплопередающую способность.

Эта задача решена согласно изобретению посредством компоновки теплообменника, в частности, для отопительного устройства транспортного средства, содержащей:

- внутренний корпус теплообменника в виде горшка с первой стенкой дна и с примыкающей к первой стенке дна, охватывающей продольную ось первой стенкой по периферии;

- внешний корпус теплообменника в виде горшка со второй стенкой дна и с примыкающей ко второй стенке дна, охватывающей продольную ось второй стенкой по периферии;

- проточное пространство текучей среды, образованное между внутренним корпусом теплообменника и внешним корпусом теплообменника;

- первую направляющую поток структуру (40), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси вдоль первой стенки по периферии и второй стенки по периферии, и вторую направляющую поток структуру, продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси вдоль первой стенки по периферии и второй стенки по периферии с зазором по окружности к первой направляющей поток структуре, причем первая направляющая поток структура и вторая направляющая поток структура делят образованную между первой стенкой по периферии и второй стенкой по периферии часть проточного пространства (24) текучей среды на первую часть проточного пространства и на вторую часть проточного пространства;

- по меньшей мере, одно входное отверстие для текучей среды, открытое к первой части проточного пространства и, по меньшей мере, одно выходное отверстие для текучей среды, открытое ко второй части проточного пространства;

- структуру прессовой посадки для фиксирования внутреннего корпуса теплообменника относительно внешнего корпуса теплообменника.

Кроме того, для этого предусмотрено, что структура прессовой посадки включает первую направляющую поток структуру и вторую направляющую поток структуру и/или что структура прессовой посадки предусмотрена в находящейся на расстоянии от первой стенки дна и второй стенки дна конечной области стенок по периферии.

В компоновке теплообменника, согласно изобретению, эти два решения могут быть предусмотрены по отдельности, но, разумеется, также и в комбинации. Если направляющие поток структуры являются частью структуры прессовой посадки или если структура прессовой посадки выполнена, по существу, направляющими поток структурами, то не требуется предусматривать никаких других конструктивных мероприятий, делающих возможным определенное позиционирование и фиксацию обоих корпусов теплообменника относительно друг друга посредством выполнения прессовой посадки. Если структура прессовой посадки не предусмотрена, как это известно из уровня техники, в прилегающей области стенок по периферии к соответствующим стенкам дна корпусов теплообменника, а предусмотрена в конечной области стенок по периферии, в частности в той области, в которой они расположены на расстоянии от стенок дна, то следует позаботиться о том, чтобы добиться определенного позиционирования обоих корпусов теплообменника относительно друг друга, в частности, также в той области, в которой нужно плотно присоединять друг к другу обе стенки по периферии, а вследствие этого также определенным способом позиционировать и фиксировать действующую в ней структуру уплотнения, не опасаясь локальной повышенной нагрузки между обоими корпусами теплообменника. При заимствовании этой функциональной возможности структуры прессовой посадки направляющими поток структурами, в обоих корпусах теплообменника не требуются другие конструктивные мероприятия для осуществления этой функциональной возможности прессовой посадки. Благодаря этому можно оптимизировать выполнение обоих корпусов теплообменника относительно других функциональных возможностей, в частности функциональных возможностей направления потока или функциональных возможностей передачи тепла.

Чтобы добиться герметичного замыкания проточного пространства текучей среды в прилегающей области обоих корпусов теплообменника друг к другу, предлагается, что проточное пространство текучей среды в конечной области между внутренним корпусом теплообменника и внешним корпусом теплообменника герметично замыкается действующей структурой уплотнения.

Для создания достаточно стабильной функции фиксации между обоими корпусами теплообменника предлагается, что структура прессовой посадки имеет в направлении продольной оси длину продолжения в диапазоне от 0,2 до 0,6, предпочтительно, около 0,4, длины продолжения первой стенки окружности в направлении продольной оси.

Для возможности достижения простым конструктивным способом определенной, а также надежной в отношении утечек функциональной возможности направления потока предлагается, что, по меньшей мере, одна, предпочтительно каждая, направляющая поток структура содержит на стенке по периферии радиально выступающую от первой стенки по периферии и от второй стенки по периферии первую перемычку, а на другой стенке по периферии - раззенкованное углубление, вмещающее первую перемычку первой стенки по периферии и второй стенки по периферии.

При этом может быть предусмотрено для предотвращения локальных тонкостенных областей одного из корпусов теплообменника, что раззенкованное углубление выполнено между двумя выступающими с зазором друг к другу по окружности от другой стенки по периферии вторыми перемычками.

Предпочтительно, если первая стенка по периферии является одной стенкой по периферии, а вторая стенка по периферии - другой стенкой по периферии.

Защищающую от протечек протоков функциональную возможность направления потока с уплотнительной функцией в виде лабиринтного уплотнения можно получить простым способом благодаря соответствию ширины раззенкованного углубления, по меньшей мере, местами, по существу, ширине входящей в него первой перемычки.

Обеспечения функциональности структуры прессовой посадки посредством структур направления потока можно достичь простым способом за счет того, что структура прессовой посадки содержит, по меньшей мере, в одной направляющей поток структуре соответственно ориентированную радиально наружу первую поверхность прессовой посадки и ориентированную радиально вовнутрь и прижатую к первой поверхности прессовой посадки вторую поверхность прессовой посадки.

Для объединения функций структуры прессовой посадки и направляющей поток структуры в прежде описанной конструкции структур направления потока может быть предусмотрено, что, по меньшей мере, одна, предпочтительно каждая первая перемычка создает своей радиально ориентированной торцовой поверхностью одну поверхность прессовой посадки первой поверхности прессовой посадки и второй поверхности прессовой посадки и, что, по меньшей мере, одно, предпочтительно каждое, раззенкованное углубление создает своей радиально ориентированной поверхностью основания раззенкованного углубления другую поверхность прессовой посадки первой поверхности прессовой посадки и второй поверхности прессовой посадки.

Во избежание перегрузки лишними деталями в относительном позиционировании обоих корпусов теплообменника относительно друг друга предлагается, что в примыкающей к структуре прессовой посадки области длины, по меньшей мере, одной направляющей поток структуры торцовые поверхности, по меньшей мере, первой перемычки расположены с радиальным зазором к соответствующей поверхности основания раззенкованного углубления, причем предпочтительно может быть предусмотрено, что область удлинения продолжается, исходя из структуры прессовой посадки до прилегающей области стенок по периферии к стенкам дна.

В альтернативном варианте выполнения предлагается, что структура прессовой посадки содержит, по меньшей мере, на одной направляющей поток структуре ориентированную, по меньшей мере, в первом направлении периферии первую поверхность прессовой посадки и, по меньшей мере, одну вторую поверхность прессовой посадки, ориентированную в противоположном первому направлению периферии - втором направлении периферии и прижатую, по меньшей мере, к первой поверхности прессовой посадки. Изготовление ориентированных в направлении периферии и прижатых друг к другу поверхностей прессовой посадки предотвращает при выполнении прессовой посадки радиальной нагрузки соединяемых друг с другом конструктивных узлов, в частности, обоих корпусов теплообменника, и вызванное ею возможное нарушение их герметичного замыкания. Для достижения объединения функций также и этом варианте выполнения предлагается, что, по меньшей мере, одна, предпочтительно каждая, первая перемычка создает своими ориентированными в направлении периферии боковыми поверхностями перемычки соответственно одну первую поверхность прессовой посадки и что, по меньшей мере, одно, предпочтительно каждое, раззенкованное углубление создает своими ориентированными в направлении периферии боковыми поверхностями раззенкованного углубления соответственно вторую поверхность прессовой посадки.

Для предотвращения перегрузки лишними деталями при взаимной фиксации обоих корпусов теплообменника относительно друг друга также и при производимом в направлении периферии действии сжатия, предлагается, что в примыкающей к структуре прессовой посадки области длины, по меньшей мере, одной структуры направления потока боковые поверхности перемычки расположены с зазором по окружности к соответствующим боковым поверхностям раззенкованного углубления, причем предпочтительно, если область длины продолжается, исходя от структуры прессовой посадки до прилегающей области стенок по периферии к стенкам дна.

Кроме того, изобретение относится к отопительному устройству транспортного средства, содержащему питающуюся топочным воздухом и топливом область горелки и согласно изобретению компоновку теплообменника для передачи произведенной в области горелки теплоты сгорания текучей среде, протекающей по проточному пространству, предпочтительно жидкости.

Далее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг. 1 - разрезанная вдоль продольной оси компоновка теплообменника, разрез в плоскости I-I по фиг. 2;

фиг. 2 - поперечное сечение компоновки теплообменника по фиг. 1, в разрезе вдоль линии II-II по фиг. 1;

фиг. 3 - вид в перспективе компоновки теплообменника с изображенным в частичном разрезе внешним корпусом теплообменника;

фиг. 4 - соответствующий фиг. 3 вид в перспективе показанного в продольном сечении внешнего корпуса теплообменника;

фиг. 5 - вид в перспективе компоновки теплообменника с изображенным в поперечном сечении внешним корпусом теплообменника;

фиг. 6 - радиальный вид элемента внутреннего корпуса теплообменника с соответствующей первой перемычке второй перемычкой, вид в разрезе.

Показанная на фигурах компоновка теплообменника, которую можно использовать, например, в приводимом в действие топливом отопительном устройстве транспортного средства с питаемой топливом и топочным воздухом областью горелки, обозначена на чертежах ссылочной позицией 10. Компоновка 10 теплообменника содержит в виде горшка внутренний корпус 12 теплообменника и, по существу, охватывающий его в виде горшка внешний корпус 14 теплообменника. Внутренний корпус 12 теплообменника содержит, по существу, ориентированную поперек продольной оси L первую стенку 16 дна и примыкающую к ней и, по существу, продолжающуюся вдоль продольной оси L, охватывающую ее первую стенку 18 по периферии. Равным образом, внешний корпус 14 теплообменника содержит, по существу, ориентированную поперек к продольной оси L вторую стенку 20 дна и примыкающую к ней охватывающую продольную ось L и проходящую вдоль нее вторую стенку 22 по периферии.

Внутренний корпус 12 теплообменника и внешний корпус 14 теплообменника ограничивают между его стенками 16, 20 дна и его стенками 18, 22 по периферии обозначенное везде под позицией 24 направляющее поток пространство для нагреваемой в компоновке 10 теплообменника текучей среды, например жидкости. Это проточное пространство 24 содержит образованную между обеими стенками 16, 20 дна часть 26 и образованную между обеими стенками 18, 22 по периферии - часть 28.

В конечной области 32, расположенной на расстоянии от прилегающей области 30 стенок 18, 22 по периферии к стенкам 16, 20 дна, оба корпуса 12, 14 теплообменника или их стенок 18, 20 по периферии соединены друг с другом герметично. Для этого служит элемент 34 уплотнения, выполненный между обоими корпусами 12, 14 теплообменника, например, в виде 0-образного кольца. Он может быть установлен, как, например, показано на фиг. 4, в выступающем радиально наружу наварном кольце 36 по периферии внутреннего корпуса 12 теплообменника или в предусмотренном в этом кольце пазе 38, а вследствие этого прилегает с уплотнением к противоположной поверхности второй стенки 22 по периферии внешнего корпуса 14 теплообменника.

Первая направляющая поток структура 40 и вторая направляющая поток структура 42, действующие между обеими стенками 18, 22 по периферии, делят образованную между обеими стенками 18, 22 по периферии часть 28 проточного пространства 24 текучей среды на первую часть 44 проточного пространства и на вторую часть 46 проточного пространства. Эти обе части 44, 46 проточного пространства примыкают в прилегающей области 30 к образованной между обеими стенками 16, 20 дна части 26 проточного пространства 24 текучей среды. Текучая среда может поступать через выполненное в участке впускного патрубка 48 входное отверстие 49 в первую часть 44 проточного пространства. Направляемая обоими, например, по существу, диаметрально противоположными друг к другу относительно продольной оси L структурами 40, 42 направления потока поступающая в проточное пространство 24 текучей среды текучая среда протекает затем в направлении прилегающей области 30 и в часть 26 проточного пространства 24 текучей среды. Оттуда она поступает во вторую часть 46 проточного пространства и течет назад в направлении к конечной области 32. Через выполненное на участке выпускного патрубка 50 выходное отверстие 51 текучая среда, нагретая при тепловом взаимодействии с обоими корпусами 12, 40 теплообменника, выходит из проточного пространства 24 текучей среды. Для возможности создания наибольшей поверхности взаимодействия для этого теплового взаимодействия внутренний корпус 12 теплообменника может иметь, например, на своей противоположной проточному пространству 24 текучей среды внутренней стороне множество теплопередающих ребер 52, увеличивающих поверхность взаимодействия с текущими в этой области отработавшими газами сгорания.

Обе направляющих поток структуры 40, 42 продолжаются предпочтительно, по существу, в направлении продольной оси L, по существу, по всей длине продолжения стенок 18, 22 по периферии. В этой связи следует обратить внимание, что обстоятельство, при котором, например, стенки 18, 22 по периферии могут быть выполнены, по меньшей мере, участками с возрастающим радиальным зазором к продольной оси L, не препятствует возможности продолжения направляющих поток структур 40, 42 вдоль этой продольной оси L. В частности, на фиг. 2 показано, что эти обе направляющие поток структуры приближенно расположены также в содержащей продольную ось L и в плоскости, соответствующей по фиг. 1 плоскости сечения, или центрированы относительно нее.

Каждая из направляющих поток 40, 42 структур содержит на внешней стороне первой стенки 18 по периферии продолжающуюся в направлении продольной оси L, выступающую радиально наружу первую перемычку 54, 56. Каждой первой перемычке 54, 56 соответствует вмещающее ее раззенкованное углубление 58, 60 в стенке 22 по периферии внешнего корпуса 14 теплообменника. Для исключения местами слишком тонких областей стенки внешнего корпуса 14 теплообменника, по меньшей мере, одно из этих раззенкованных углублений 58, 60 выполнено между двумя радиально выступающими вовнутрь от стенки 22 по периферии, продолжающимися, по существу, в направлении продольной оси L вторыми перемычками 62, 64 или 66, 68. Для получения, по существу, герметичного и исключающего протечки соединения ширина по окружности первых перемычек 54, 56 предпочтительно соответствует при этом зазору по окружности первых перемычек 54, 56, приближенно зазору по окружности обеих соответствующих первых перемычек 54, 56 между вмещающими вторыми перемычками 62, 64 или 66, 68. Таким способом достигают функциональности уплотнения в виде лабиринтного уплотнения между первыми перемычками 54, 56 и вторыми перемычками 62, 64, 66, 68.

На фиг. 1 и 4 отчетливо показано, что обе первые перемычки 54, 56 направляющих поток структур 40, 42 выполнены так, что их радиальная высота выступающей части ступенчато изменяется над поверхностью, расположенной по внешнему периметру первой стенки 18 по периферии, например в переходной области 70, 72. В продолжающемся от прилегающей области 30 до переходной области 70 или 72 вдоль стенки 18 по периферии участке 74 или 76 первых перемычек 54 или 56 они имеют меньшую, предпочтительно, по существу, постоянную высоту выступающей части, чем в продолжающемся от переходной области 70 или 72 участке 78 или 80. Это приводит к конфигурации, у которой участки 78, 80 с предусмотренными в этих областях и ориентированными радиально наружу торцовыми поверхностями 82 или 84 в собранном положении под прессовой посадкой прилегают к соответствующей поверхности основания раззенкованного углубления 86, 88 вмещающих первые перемычки 54, 56 раззенкованных углублений 58, 60. При этом образованные в первых перемычках 54, 56 ориентированные радиально наружу торцовые поверхности 82, 84 создают соответственно первые поверхности 90, 92 структуры прессовой посадки обозначенной везде под ссылочной позицией 94 структуры прессовой посадки, в то время как ориентированные радиально вовнутрь поверхности 86, 88 основания раззенкованного углубления создают соответствующие вторые поверхности 96, 98 структуры прессовой посадки структуры 94 прессовой посадки.

Участки 78, 80 первых перемычек 54, 56 продолжаются, по существу, в конечной области 32 или продолжаются, исходя из области на осевом окончании первой стенки 16 по периферии или около него в направлении к прилегающей области 30 или к первой области 16 дна. При этом участки 78, 80 занимают предпочтительно протяженность в длину с долей в диапазоне от 0,2 до 0,6, предпочтительно около 0,4 осевой длины продолжения первой стенки 18 по периферии. В частности, участки 78, 80, а с ними также созданная, по существу, обеими направляющими поток структурами 40, 42 структура 94 прессовой посадки продолжаются вплоть до средней области стенок 18, 22 по периферии, т.е. в средней по оси области всей компоновки 10 теплообменника Торцовые поверхности перемычек 54, 56 располагаются в области участков 74, 76 с радиальным интервалом к поверхностям основания раззенкованного углубления на второй стенке 22 по периферии, поэтому оба корпуса 12, 14 теплообменника располагаются с интервалом друг к другу между структурой 94 прессовой посадки, ограниченной, по существу, по оси, в переходных областях 70, 72, и прилегающей области 30. Это обеспечивает осевое ограничение области взаимной фиксации, а вследствие этого при взаимном позиционировании обоих элементов корпуса 12, 14 можно избежать перегрузки лишними деталями. В частности, тем не менее, в той области, в которой оба корпуса 12, 14 теплообменника уплотнены элементом 34 уплотнения относительно друг друга, обеспечивается определенное и стабильное относительное позиционирование, предотвращающее локальные повышенные нагрузки или слишком маленькие нагрузки элемента 34 уплотнения. И тем не менее, оба корпуса 12, 14 теплообменника можно простым способом объединять с элементом 34 уплотнения в предмонтажный конструктивный узел.

Далее со ссылкой на изображенную на фиг. 6 в качестве примера первую направляющую поток структуру 40 разъясняется альтернативный вариант выполнения структуры 94 прессовой посадки. Следует учесть, что также и вторая направляющая поток структура может быть выполнена соответствующим способом. Принципиальная конструкция компоновки теплообменника с ее обоими корпусами теплообменника соответствует подробно описанной прежде конструкции.

Структура 94 прессовой посадки содержит в изображенной на фиг. 6 первой направляющей поток структуре 40, на ее участке 78 в направлении периферии, в частности, в изображении по фиг. 6 ориентированные вверх или вниз боковые поверхности 100, 102 перемычек, создающие соответствующие первые поверхности 104, 106 прессовой посадки структуры 94 прессовой посадки. Напротив обеих боковых поверхностей 100,102 перемычки, в направлении периферии, позиционированы боковые поверхности 108, 110 раззенкованного углубления, выполненного между обеими вторыми перемычками 62, 64 раззенкованного углубления 58. При этом боковая поверхность 110 раззенкованного углубления является боковой поверхностью перемычки второй перемычки 62. Боковая поверхность 108 раззенкованного углубления является боковой поверхностью второй перемычки 64. Боковые поверхности 108, 110 раззенкованного углубления создают соответствующие вторые поверхности 112, 114 прессовой посадки структуры 94 прессовой посадки.

Примыкая к участку 78 первая перемычка 54 сужается в выполненной рампообразно или ступенчато переходной области 70 и продолжается далее своим участком 74 вдоль располагающихся с интервалом по окружности к этому участку 74 вторых перемычек 62, 64 в направлении к прилегающей области 30.

Создание обоих участков 78, 74 в этом варианте выполнения обеспечивает также, что длина структуры 94 прессовой посадки между конечной областью 32 и прилегающей областью 30 ограничена той областью, в которой текучая среда входит в компоновку 30 теплообменника или выходит из нее и в которой предусмотрено также взаимное уплотнение обоих корпусов теплообменника относительно друг друга. Также и здесь может быть предусмотрено, что длина структуры 94 прессовой посадки составляет в диапазоне от 0,2 до 0,6, предпочтительно около 0,4, длины осевого продолжения первой стенки 18 по периферии.

Ширина первой перемычки 54, в частности, ее продолжения по окружности, на участке 78 согласована с шириной раззенкованного углубления 58, в частности с взаимным интервалом обеих вторых перемычек 62, 64 так, что при осевом задвигании друг в друга обоих корпусов 12, 14 теплообменника первые поверхности 104, 106 прессовой посадки и вторые поверхности 112, 114 прессовой посадки прижимаются друг к другу и создают вследствие этого прочную фиксацию обоих корпусов теплообменника друг к другу, а по существу, создают возможность вдвигания друг в друга. В частности, для этого может быть предусмотрено, что, например, первые поверхности 104, 106 прессовой посадки расположены друг к другу клинообразно, в частности, с возрастающим взаимным интервалом к конечной области 32, в то время как обе вторые поверхности 112, 114 прессовой посадки располагаются друг к другу, по существу, параллельно, то есть с постоянным интервалом в направлении раззенкованного углубления 58. Альтернативно обе вторые поверхности 112, 114 прессовой посадки могут иметь также в направлении к конечной области 32 возрастающий интервал относительно друг друга, вследствие чего также и раззенкованное углубление 58 будет клиновидно расширяться к конечной области 32.

Создание действующей в направлении периферии прессовой посадки исключает радиальный разжим внешнего корпуса 14 теплообменника в области его второй стенки 22 по периферии выполнении прессовой посадки, в частности, по существу, его деформацию. Соответственно, при создании прессовой посадки предотвращается также возможная возникающая радиально вовнутрь деформация внутреннего корпуса 12 теплообменника на участке его первой стенки 18 по периферии. Такие деформации могли бы нарушать герметичную функциональность элемента 34 уплотнения. Это позволяет в изображенном на фиг. 6 варианте изобретения выполнить очень жестко действующую прессовую посадку.

Описанные прежде выполнения компоновки теплообменника объединяют различные уже сами по себе особенно предпочтительные аспекты. С одной стороны, благодаря тому, что структуры направления потока создают также структуры прессовой посадки, достигают объединения функций, позволяющего выполнять оба корпуса теплообменника в других областях оптимизированными в отношении относящихся аспектов, например, не считаясь также с другой функциональностью, например с выполнением прессовой посадки. С другой стороны, выполнение прессовой посадки в конечной области стенок по периферии, в частности, с интервалом к соответствующим стенкам дна элементов корпуса, приводит к тому, что там, где особенно важным является определенное относительное позиционирование обоих корпусов, в частности, там, где также достигают уплотняющего эффекта, можно достигать этого определенного позиционирования. Кроме того, созданная посредством направляющих поток структурами структура прессовой посадки предотвращает любую негерметичность текучей среды между обеими частями проточного пространства, в частности, в той осевой области, где текучая среда входит в проточное пространство текучей среды или выходит из него. Это также обеспечивает, что предусмотренный во внешнем корпусе 14 теплообменника и входящий во вторую часть 46 проточного пространства температурный датчик 100 может точно регистрировать температуру, которую имеет термически обработанная текучая среда в области выходного отверстия 51 в компоновке 10 теплообменника. Однако там, где, по существу, такое предотвращение негерметичности текучей среды в отношении отрицательного влияния на тепловую эффективность менее критично и, в частности, ближе к прилегающей области стенок по периферии к соответствующим стенкам дна, входящие в раззенкованные углубления первые перемычки, выполняя названное подобное лабиринту действие уплотнения, обеспечивают, тем не менее, надежное разделение обеих частей проточного пространства.

Хотя прежде описанное и хорошо узнаваемое на фигурах позиционирование обеих направляющих поток структур с угловым расстоянием 180° относительно продольной оси L особенно предпочтительно для равномерной характеристики восприятия тепла, они могли бы быть расположены также таким образом, что обе части 44 проточного пространства имеют разный размер по сравнению друг с другом, в частности, обе направляющие поток структуры имеют относительно друг друга угловое расстояние меньше или больше, чем 180°. Также следует обратить внимание на то, что, хотя это на фигурах и не изображено, на обоих корпусах 12 и/или 14 теплообменника, на их обращенных к проточному пространству 24 текучей среды поверхностях, могут быть предусмотрены направляющие поток ребра, чтобы определенно направлять текучую среду, протекающую в проточное пространство 24 текучей среды, в предусмотренные для этого области. Также является особенно предпочтительным продолжение направляющих поток структур или первых перемычек и вмещающих их раззенкованных углублений, по существу, по всей длине стенок по периферии в направлении продольной оси L. Например, по существу, первые перемычки могли бы заканчиваться уже перед прилегающей областью, в частности, в незначительном интервале к первой стенке дна. Однако, согласно данному изобретению это значит, что они продолжаются по существенной длине продолжения корпусов теплообменника или стенок по периферии.

Кроме того, следует обратить внимание на то, что структуры направления потока могут быть выполнены, например, также с компонентой продолжения окружности и, например, винтообразно навинчиваться вокруг продольной оси L. Введение первых перемычек во вмещающие их раззенкованные углубления может теперь происходить при осевом относительном движении и вращательном относительном движении по типу выполнения винтового соединения. Такое продолжение можно также интерпретировать согласно данному изобретению как продолжение структур направления потока, по существу, в направлении продольной оси L. Тем не менее, по технологическим причинам, а также по причинам упрощения конструкции, особенно предпочтительно, по существу, прямолинейное продолжение, как это изображено на чертежах. Заявленная со ссылкой на вариант выполнения по фиг. 1-5 определенная радиальная ориентация торцовых поверхностей или поверхностей дна, разумеется, согласно данному изобретению следует понимать не только так, что это должны быть выгнутые поверхности с точно радиально ориентированной нормалью к плоскости. Согласно данному изобретению нужно понимать также выполнение указанной поверхности, по существу, с радиально ориентированной нормалью к плоскости, в частности, также неизогнутые поверхности. То же самое касается также боковых поверхностей перемычки или раззенкованного углубления по фиг. 6. Также эти поверхности не должны проходить точно вдоль радиальных линий, а могут располагаться, например, также параллельно к пересекающей продольную ось L резкой радиальной плоскости и могут быть выполнены как изогнутые или неизогнутые поверхности.

В выполненной, согласно изобретению, компоновке теплообменника может быть также предусмотрено, что одна из структур направления потока имеет конструкцию, как на фиг. 6, в частности, с выполнением действующей в направлении периферии прессовой посадки, в то время как другая структура направления потока имеет конструкцию по фиг. 1-5, в частности изготовлена с выполнением действующей в радиальном направлении прессовой посадки. Независимо от того, какая или сколько направляющих поток структур выполнено с конструкцией согласно фиг. 6 или с конструкцией согласно фиг. 1-5, кроме того, может быть предусмотрено, что одна или обе направляющие поток структуры изготовлены с первой перемычкой на внешнем корпусе теплообменника и с раззенкованным углублением или с соответствующей первой перемычке второй перемычкой на внутреннем корпусе теплообменника.

В частности, показанное на фиг. 1 выполнение, в котором обе стенки по периферии располагаются заподлицо со своими осевыми концами, в частности, также образуют расположенные радиальными ступенями и заподлицо друг к другу торцовые поверхности в стенках по периферии, предпочтительно также для получения просто реализуемой конструкции. Тем не менее, следует обратить внимание на то, что стенки по периферии могут быть изготовлены также так, как опубликовано в прежде указанном документе DE 10143479 С1. То есть на внутреннем корпусе теплообменника, с присоединением к осевому концу его стенки по периферии, может быть присоединена радиально охватывающая ее снаружи кольцеобразная область стенки, которую следует позиционировать с присоединением на предусмотренной на внешнем корпусе теплообменника стенке по периферии или позиционировать с присоединением ее осевого конца и вместе с этим герметично замкнуть также элементом уплотнения и в конце концов вместе со стенкой по периферии внешнего корпуса теплообменника ограничить радиально снаружи проточное пространство текучей среды.

1. Компоновка теплообменника, в частности, для отопительного устройства транспортного средства, содержащая:
- внутренний корпус (12) теплообменника в виде горшка с первой стенкой (16) дна и с присоединенной к первой стенке (16) дна, охватывающей продольную ось (L) первой стенкой (18) по периферии;
- внешний корпус (14) теплообменника в виде горшка со второй стенкой (20) дна и с присоединенной ко второй стенке (20) дна, охватывающей продольную ось (L) второй стенкой (22) по периферии;
- проточное пространство (24) текучей среды, образованное между внутренним корпусом (12) теплообменника и внешним корпусом (14) теплообменника;
- первую направляющую поток структуру (40), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии, и вторую направляющую поток структуру (42), продолжающуюся, по существу, в направлении продольной оси (L) вдоль первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии с зазором по окружности к первой направляющей поток структуре (40), причем первая направляющая поток структура (40) и вторая направляющая поток структура (42) делят образованную между первой стенкой (18) по периферии и второй стенкой (22) по периферии часть (28) проточного пространства (24) текучей среды на первую часть (44) проточного пространства и на вторую часть (46) проточного пространства;
- по меньшей мере, одно входное отверстие (49) текучей среды, открытое к первой части (44) проточного пространства, и, по меньшей мере, одно выходное отверстие (51) текучей среды, открытое ко второй части (46) проточного пространства;
- структуру (94) прессовой посадки для фиксирования внутреннего корпуса (12) теплообменника относительно внешнего корпуса (14) теплообменника,
отличающаяся тем, что структура (94) прессовой посадки включает первую направляющую поток структуру (40) и вторую направляющую поток структуру (42) и/или структура (94) прессовой посадки расположена в находящейся на расстоянии от первой стенки (16) дна и второй стенки (20) дна конечной области (32) стенок (18, 22) по периферии.

2. Компоновка теплообменника по п. 1, отличающаяся тем, что проточное пространство (24) текучей среды в конечной области (32) между внутренним корпусом (12) теплообменника и внешним корпусом (14) теплообменника герметично замыкается действующей структурой (34) уплотнения.

3. Компоновка теплообменника по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что структура (94) прессовой посадки имеет в направлении продольной оси (L) длину продолжения в диапазоне от 0,2 до 0,6, предпочтительно около 0,4, длины продолжения первой стенки (18) по периферии в направлении продольной оси (L).

4. Компоновка теплообменника по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна, предпочтительно каждая, направляющая поток структура (40, 42) содержит на стенке (18) по периферии радиально выступающую от первой стенки (18) по периферии и от второй стенки (22) по периферии первую перемычку (54, 56), а на другой стенке (22) по периферии - раззенкованное углубление (58, 60), вмещающее первую перемычку (54, 56) первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии.

5. Компоновка теплообменника по п. 4, отличающаяся тем, что раззенкованное углубление (58, 60) выполнено между двумя выступающими с зазором друг к другу по окружности от другой стенки (22) по периферии вторыми перемычками (62, 64, 66, 68).

6. Компоновка теплообменника по п. 4, отличающаяся тем, что первая стенка (18) по периферии является одной стенкой по периферии, а вторая стенка (221) по периферии - другой стенкой по периферии.

7. Компоновка теплообменника по п. 4, отличающаяся тем, что ширина раззенкованного углубления соответствует, по меньшей мере, местами, по существу, ширине перемычки входящей в него первой перемычки (54, 56).

8. Компоновка теплообменника по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что структура (94) прессовой посадки содержит, по меньшей мере, на одной направляющей поток структуре (40, 42) соответственно ориентированную радиально наружу первую поверхность (90, 92) прессовой посадки и ориентированную радиально вовнутрь и прижатую к первой поверхности (90, 92) прессовой посадки вторую поверхность (96, 98) прессовой посадки.

9. Компоновка теплообменника по п. 8, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна, предпочтительно каждая, направляющая поток структура (40, 42) содержит на стенке (18) по периферии радиально выступающую от первой стенки (18) по периферии и от второй стенки (22) по периферии первую перемычку (54, 56), а на другой стенке (22) по периферии - раззенкованное углубление (58, 60), вмещающее первую перемычку (54, 56) первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии, причем, по меньшей мере, одна, предпочтительно каждая, первая перемычка (54, 56) создает своей радиально ориентированной торцовой поверхностью (82, 84) одну поверхность (90, 92) прессовой посадки первой поверхности (90, 92) прессовой посадки и второй поверхности (96, 98) прессовой посадки, и что, по меньшей мере, одно, предпочтительно каждое, раззенкованное углубление (58, 60) создает своей радиально ориентированной поверхностью (86, 88) основания раззенкованного углубления другую поверхность (96, 98) прессовой посадки первой поверхности (90, 92) прессовой посадки и второй поверхности (96,98) прессовой посадки.

10. Компоновка теплообменника по п. 9, отличающаяся тем, что в примыкающей к структуре (94) прессовой посадки области длины, по меньшей мере, одной направляющей поток структуры (40, 42), торцовые поверхности (82, 84), по меньшей мере, первой перемычки (54, 56) расположены с радиальным зазором к соответствующей поверхности (86, 88) основания раззенкованного углубления.

11. Компоновка теплообменника по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что структура (94) прессовой посадки содержит, по меньшей мере, на одной направляющей поток структуре (40), по меньшей мере, одну, ориентированную в первом направлении периферии, первую поверхность (104, 106) прессовой посадки и, по меньшей мере, одну вторую поверхность (112, 114) прессовой посадки, ориентированную в противоположном первому направлению периферии - втором направлении периферии и прижатую, по меньшей мере, к первой поверхности (104, 106) прессовой посадки.

12. Компоновка теплообменника по п. 11, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна, предпочтительно каждая, направляющая поток структура (40, 42) содержит на стенке (18) по периферии радиально выступающую от первой стенки (18) по периферии и от второй стенки (22) по периферии первую перемычку (54, 56), а на другой стенке (22) по периферии - раззенкованное углубление (58, 60), вмещающее первую перемычку (54, 56) первой стенки (18) по периферии и второй стенки (22) по периферии, причем, по меньшей мере, одна, предпочтительно каждая, первая перемычка (54) создает своими ориентированными в направлении периферии боковыми поверхностями (100, 102) перемычки соответственно одну первую поверхность (104, 106) прессовой посадки, и что, по меньшей мере, одно, предпочтительно каждое, раззенкованное углубление (58) создает своими ориентированными в направлении периферии боковыми поверхностями (108, 110) раззенкованного углубления соответственно вторую поверхность (112, 114) прессовой посадки.

13. Компоновка теплообменника по п. 12, отличающаяся тем, что в примыкающей к структуре (94) прессовой посадки области длины, по меньшей мере, одной структуры (40) направления потока боковые поверхности (100, 102) перемычки расположены с зазором по окружности к соответствующим боковым поверхностям (108, 110) раззенкованного углубления.

14. Компоновка теплообменника по п. 10, отличающаяся тем, что область длины продолжается от структуры (94) прессовой посадки до прилегающей области (30) стенок (18, 22) по периферии к стенкам (16, 20) дна.

15. Отопительное устройство транспортного средства, содержащее питающуюся топочным воздухом и топливом область горелки и компоновку (10) теплообменника по любому из пп. 1-14 для передачи произведенной в области горелки теплоты сгорания текучей среде, протекающей по проточному пространству (24) текучей среды, предпочтительно жидкости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области отопления, в частности к водонагревателям, и может быть использовано для отопления жилых помещений и снабжения горячей водой. Твердотопливный отопительный аппарат верхнего горения содержит корпус с продольно гофрированной конвективной стенкой, образующей полость с патрубками подвода и отвода теплоносителя, съемной крышкой, камерой сгорания с дымоходом, вертикальной топкой и зольником.

Изобретение относится к теплообменным устройствам для подогрева жидких или газообразных сред и может быть использовано в нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел содержит корпус с топкой и соосной с ней конвективной камерой.

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии в процессе транспортирования в трубах различных теплоносителей (газов, жидкостей) путем непосредственной трансформации части их тепловой энергии в электрическую.

Изобретение относится к области производства водогрейных котлов, в частности к котлам наружного размещения, и может быть использовано в автономных системах отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при изготовлении конденсационных котлов наружного размещения. Технический результат, который может быть получен с помощью изобретения, сводится к упрощению конструкции и уменьшению габаритов и веса котла.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к котлам для нагрева воды, работающим на твердом топливе. Котел стальной водогрейный твердотопливный содержит камеру топочную, элементы корпуса которой выполнены с двойными стенками и объединены в единую полость водяной рубашки.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в конструкциях водогрейных котлов малой мощности. Над топочной решеткой топки водогрейного котла на протяжении участка активного горения топлива сформированы нависающие продольные топочные пороги, выполненные в виде гнутых труб боковых экранов, при этом гнутые трубы выполнены Г-образными и чередуются с прямыми, вертикальные участки которых расположены параллельно, а горизонтальные отгибы обращены друг к другу и расположены над топочной решеткой, их концы сообщены друг с другом, а торцы заглушены, при этом пространство между нижними гнутыми трубами заполнено огнеупорным шамотобетоном, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой, при этом топка водогрейного котла дополнительно снабжена системой подачи вторичного дутьевого воздуха, содержащей горизонтальные дутьевые каналы, выполненные по обеим сторонам топки, сообщенные друг с другом поперечным воздухогазопроводом, причем один из горизонтальных дутьевых каналов сообщен с источником дутья, при этом над горизонтальными дутьевыми каналами параллельно им размещены дополнительные продольные горизонтальные каналы, сообщенные с ними вертикальными патрубками, расположенными у конца продольных топочных порогов, кроме того, дополнительные продольные горизонтальные каналы снабжены горизонтальными патрубками, снабженными дутьевыми соплами, ориентированными над топочной решеткой непосредственно над слоем горящего топлива.

Изобретение относится к котельной технике, в частности к котлам малой мощности с тепловой производительностью до 4,0 МВт с топочным устройством в виде наклонной переталкивающей решетки, может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения производственных и жилых зданий. Котел включает фундамент, на котором смонтированы топка и конвективный блок, при этом пространство топки, соответственно снизу, спереди, с боков и сверху, ограничено наклонной переталкивающей топочной решеткой, фронтовым, боковыми и потолочным топочными экранами, выполненными в виде трубных панелей, гидравлически связанных с соответствующими двумя верхними и двумя нижними продольными коллекторами котла.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для тепло- и электроснабжения жилых домов. Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности теплоэлектроснабжения небольших объектов и снижения уровня вредных выбросов в окружающую среду. Технический результат достигается тем, что система тепло- и электроснабжения содержит корпус, в котором размещены топочное устройство и труба для отвода отходящих газов в водяной бойлер, на котором размещен датчик температуры воды, подающий сигнал на блок управления для запуска микрогазотурбинной когенерационной установки, газораспределительное устройство, которое, в зависимости от внешней температуры, направляет отходящие газы или в атмосферу, или для отопления дома в каналы межкомнатной стены, которая снабжена датчиком температуры. Одновременно с этим электрогенератор вырабатывает электроэнергию, заряжая аккумуляторные батареи, при этом блок управления производит запуск микрогазотурбинной установки для их подзарядки. Подключенный к батареям инвертор питает всю электрическую нагрузку дома. 1 ил.
Наверх