Система отопления в транспортном средстве
Изобретение относится к отопителям для транспортных средств. Система отопления в транспортном средстве (11) содержит нагревательный прибор (12) с нагревательным устройством (14) и теплообменником (26) для передачи выработанного в нагревательном устройстве (14) тепла в подлежащую нагреву теплообменную среду. Теплообменник (26) содержит область (40) потока теплообменной среды, через которую может протекать теплообменная среда, со входом (42) области потока и выходом (44) области потока, насос (52) теплообменной среды со входом (60) насоса и выходом (64) насоса, подключенную ко входу (60) насоса первую область (62) трубопровода теплообменной среды, подключенную к выходу (64) насоса вторую область (66) теплообменной среды. Насос (52) теплообменной среды выполнен в транспортном средстве свободнолежащим. Достигается снижение звукопередачи. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.
Настоящее изобретение относится к системе отопления в транспортном средстве, которую можно использовать для передачи тепла в жидкую теплообменную среду.
Такая система отопления содержит нагревательный прибор и теплообменник для передачи выработанного в нагревательном устройстве тепла в подлежащую нагреву теплообменную среду, причем теплообменник содержит область потока теплообменной среды, через которую может протекать теплообменная среда, со входом области потока и выходом области потока. Кроме того, система отопления содержит насос теплообменной среды со входом насоса и выходом насоса, подключенную ко входу насоса первую область трубопровода теплообменной среды, а также подключенную к выходу насоса вторую область трубопровода теплообменной среды.
Выработанное в нагревательном приборе тепло устройстве и транспортируемое через нагретую в теплообменнике теплообменную среду тепло можно передавать, например, в теплообменнике, встроенном в циркуляционный контур потока теплообменной среды, в воздух, подлежащий вводу во внутреннее пространство транспортного средства, или использовать во встроенном в циркуляционный контур потока теплообменной среды приводном агрегате, например, двигателе внутреннего сгорания, для его температурного кондиционирования перед или во время его ввода в эксплуатацию.
Задачей настоящего изобретения является создание системы отопления в транспортном средстве, которая, при несложным образом реализуемой конструкции, способствует снижению звукопередачи.
В соответствии с изобретением эту задачу решают с помощью системы отопления в транспортном средстве, содержащей:
- нагревательный прибор с нагревательным устройством и теплообменником для передачи выработанного в нагревательном устройстве тепла в подлежащую нагреву теплообменную среду, причем теплообменник содержит область потока, через которую может протекать теплообменная среда, со входом области потока и с выходом области потока,
- насос теплообменной среды со входом насоса и выходом насоса,
- подключенную ко входу насоса первую область трубопровода теплообменной среды,
- подключенную к выходу насоса вторую область трубопровода теплообменной среды.
В соответствии с настоящим изобретением насос теплообменной среды расположен в транспортном средстве со свободнолежащим расположением.
Свободнолежащее расположение насоса теплообменной среды в транспортном средстве означает в смысле настоящего изобретения, что между насосом теплообменной среды и транспортным средством, то есть, например, рамой транспортного средства или укрепленными на раме транспортного средства несущими конструкциями, отсутствует непосредственное несущее соединение, реализованное, например, посредством привинчивания корпуса насоса теплообменной среды к такой несущей структуре. По этой причине не требуется каких-либо компонентов, обеспечивающих такое несущее соединение насоса теплообменной среды с транспортным средством. Это не только упрощает конструкцию системы отопления, но и за счет такого непосредственного соединения насоса теплообменной среды и конструктивной группы, образующей транспортное средство, также предотвращает возникновение передающих звук перемычек между насосом теплообменной среды и транспортным средством. Поэтому нет необходимости в сравнительно дорогостоящем исполнении такой конструктивной группы для минимизации передачи корпусного шума между насосом теплообменной среды и транспортным средством.
Однако для обеспечения возможности стабильного и в определенной позиции размещения насоса теплообменной среды в транспортном средстве предложено крепление насоса теплообменной среды в транспортном средстве с помощью первой области трубопровода теплообменной среды и/или второй области трубопровода теплообменной среды.
Это можно реализовать, например, за счет того, что в соответствии с назначением для первой области трубопровода теплообменной среды предусмотрено первое опорное устройство для крепления первой области трубопровода теплообменной среды в транспортном средстве.
Альтернативно или дополнительно для еще более стабильного позиционирования насоса теплообменной среды может быть предусмотрено, что в соответствии с назначением для второй области трубопровода теплообменной среды предусмотрено второе опорное устройство для крепления второй области трубопровода теплообменной среды в транспортном средстве.
Для максимальной по возможности минимизации передачи корпусного шума через примыкающие к насосу теплообменной среды области трубопровода теплообменной среды предусмотрено, кроме того, что первая область трубопровода теплообменной среды выполнена гибкой, по меньшей мере, на своем примыкающем ко входу насоса участке трубопровода, и/или что вторая область трубопровода теплообменной среды выполнена гибкой, по меньшей мере, на своем примыкающем к выходу насоса участке трубопровода. Такое исполнение предусматривается, прежде всего, в том случае, если насос теплообменной среды имеет компактную и, следовательно, легкую конструкцию. Тем самым стабильное позиционирование насоса теплообменной среды может быть обеспечено также при гибкой интеграции в циркуляционный контур теплообменной среды.
Для этого, например, первая область трубопровода теплообменной среды может быть выполнена, по меньшей мере, на ее примыкающем ко входу насоса участке трубопровода в форме гибкого полимерного трубопровода и/или гофрированной трубы.
Альтернативно или дополнительно вторая область трубопровода теплообменной среды может быть выполнена, по меньшей мере, на своем примыкающем к выходу насоса участке трубопровода в форме гибкого полимерного трубопровода и/или гофрированной трубы.
Прежде всего при крупногабаритных насосах теплообменной среды предпочтительно, если первая область трубопровода теплообменной среды выполнена жесткой, по меньшей мере, на ее примыкающем ко входу насоса участке трубопровода, и/или если вторая область трубопровода теплообменной среды выполнена жесткой, по меньшей мере, на ее примыкающем к выходу насоса участке трубопровода. Тем самым обеспечивается возможность стабильного позиционирования насоса теплообменной среды также при его более значительном весе без непосредственного звукового мостика между насосом теплообменной среды и транспортным средством.
Для этого может быть, например, предусмотрено исполнение первой области трубопровода теплообменной среды, по меньшей мере, на ее примыкающем ко входу насоса участке трубопровода в форме жесткого полимерного трубопровода или металлического трубопровода.
Альтернативно или дополнительно вторая область трубопровода теплообменной среды может быть выполнена, по меньшей мере, на ее примыкающем к выходу насоса участке трубопровода в форме жесткого полимерного трубопровода или металлического трубопровода.
В этой взаимосвязи следует указать на то, что в смысле настоящего изобретения трубопровод или область трубопровода рассматривают как гибкие в случае, если под воздействием возникающих в процессе эксплуатации сил такой трубопровод или такая область трубопровода способны упруго деформироваться и, таким образом, допускают соответствующее движение отклонения присоединенного к ней насоса теплообменной среды. Жесткий трубопровод или жесткая область трубопровода, например, изготовленная из металлического материала область трубопровода, главным образом не допускают таких движений отклонения при силах, обычно возникающих в процессе эксплуатации.
В случае соответствующей изобретению системы отопления нагревательное устройство может содержать питаемую топливом и воздухом для сжигания конструктивную группу, так что подлежащее отводу через теплообменную среду тепло вырабатывают посредством сжигания смести топлива и воздуха для сжигания. Следует отметить, что альтернативно или дополнительно нагревательное устройство может быть выполнено для выработки тепла, подлежащего отводу через теплообменную среду, посредством электрического возбуждения.
В частности, в случае, если подлежащая нагреву теплообменная среда представляет собой жидкость, для создания замкнутого циркуляционного контура теплообменной среды предпочтительно, если теплообменник содержит внутренний корпус теплообменника с внутренней окружной стенкой и внутренней стенкой основания, а также наружный корпус теплообменника с наружной окружной стенкой и наружной стенкой основания, причем область потока теплообменной среды образована между внутренним корпусом теплообменника и наружным корпусом теплообменника.
В последующем настоящее изобретение детально описано со ссылкой на единственную фиг. 1, на которой показано принципиальное изображение системы отопления в транспортном средстве.
На фиг. 1 интегрированная или подлежащая интеграции в транспортное средство 11 система отопления обозначена в целом ссылочной позицией 10. Эта система 10 отопления содержит в изображенном примере исполнения работающий на топливе нагревательный прибор 12. В случае работающего на топливе нагревательного прибора 12, указанный нагревательный прибор 12 содержит в свою очередь выполненное в форме конструктивной группы 13 камеры сгорания нагревательное устройство 14 с выполненной в корпусе 16 камеры сгорания камерой 18 сгорания, в которой сжигают смесь из воздуха V для сжигания, подведенного с помощью воздуходувки воздуха для сжигания, например, воздуходувки с боковым каналом, и топлива В, подведенного с помощью топливного насоса, например, дозирующего насоса. Возникающий при сжигании выхлопной газ покидает камеру 18 сгорания через жаровую заслонку 20 в направлении области 24 в направлении области потока выхлопного газа, образованной в жаровой трубе 22.
Нагревательный прибор 12 содержит, кроме того, теплообменник 26. Он выполнен главным образом в форме горшка с внутренним корпусом 28 теплообменника с внутренней окружной стенкой 30 и внутренней стенкой 32 основания, а также с наружным корпусом 34 теплообменника с наружной окружной стенкой 36 и наружной стенкой 38 основания. Между внутренним корпусом 28 теплообменника и наружным корпусом 34 теплообменника образована область 40 потока теплообменной среды. Через вход 42 области потока, содержащий, например, впускной патрубок, подлежащая нагреву теплообменная среда, в общем жидкость, протекает в область 40 потока теплообменной среды. Через выход 44 области потока, также содержащий, например, патрубок, нагретая в теплообменнике 26 теплообменная среда покидает область 40 потока теплообменной среды.
Для создания термического взаимодействия между возникающим при сжигании выхлопным газом и теплообменной средой внутренний корпус 28 теплообменника охватывает жаровую трубу 22, так что между жаровой трубой 22 и внутренней окружной стенкой 30 образована кольцевая область 49 потока выхлопного газа. Выходящий из аксиального, открытого конца жаровой трубы 22 выхлопной газ набегает на внутреннюю стенку 32 основания, отклоняется на ней радиально наружу и поступает, таким образом, в область 46 потока выхлопного газа. На удаленном от обеих стенок 32, 38 основания аксиальном конце область 46 потока выхлопного газа, например, через содержащее патрубок выходное отверстие 48 выхлопного газа, открыто наружу или в направлении системы отвода отработавшего газа.
Вход 42 области потока и выход 44 области потока присоединены к лишь принципиально изображенному на фиг. 1 циркуляционному контуру 50 потока теплообменной среды, так что может быть достигнута созданная насосом 52 теплообменной среды циркуляция теплообменной среды через область 40 потока теплообменной среды теплообменника 26 для приема тепла и сквозь области системы, в которых затем происходит отдача этого тепла. Эти области системы могут, например, содержать теплообменник 54, в котором происходит передача транспортируемого в теплообменной среде тепла, например, в воздух, направляемый во внутреннее пространство транспортного средства. Кроме того, эти области системы могут содержать водяную рубашку 56 приводного агрегата 58, выполненного в виде двигателя внутреннего сгорания, так что приводной агрегат 58 можно кондиционировать по температуре, прежде всего при низких температурах окружающего воздуха, прежде чем он будет введен в эксплуатацию, или быстрее нагревать его до рабочей температуры при вводе в эксплуатацию.
Циркуляционный контур 50 потока теплообменной среды содержит область 62 трубопровода теплообменной среды, подключенную к содержащему, например, патрубок входу 60 насоса. Равным образом циркуляционный контур 50 потока теплообменной среды содержит вторую область 66 трубопровода теплообменной среды, подключенную к содержащему, например, патрубок выходу 64 насоса. В изображенном примере исполнения вторая область 66 трубопровода теплообменной среды соединяет выход 64 насоса со входом 62 области потока и присоединена к нему. Например, области 62, 66 потока могут быть насажены на вход 60 насоса, выход 64 насоса или вход 42 области потока и зафиксированы на них для создания герметичного запирания, например, с использованием трубного хомута или т.п. Возможно также насаживание с созданием прессовой посадки.
Первая область 62 трубопровода теплообменной среды может быть подключена на ее удаленном от насоса 52 теплообменной среды конце к одной из подлежащей нагреву областей системы, например, водяной рубашке 56, или может быть подключена к следующей области трубопровода, обеспечивающей такое присоединение.
В случае системы 10 отопления на фиг. 1 насос 52 теплообменной среды расположен свободнолежащим в транспортном средстве 11, содержащей систему 10 отопления. Это означает, что между насосом 52 теплообменной среды и транспортным средством 11 не существует прямого несущего соединения. Отсутствуют предусмотренные для осуществления такой несущей функции конструктивные элементы, которые, с одной стороны, непосредственно присоединены к насосу 52 теплообменной среды, например, к его корпусу, например, путем привинчивания, и которые, с другой стороны, присоединены к неподвижному относительно транспортного средства конструктивному элементу, например, раме транспортного средства или укрепленной на ней несущей структуре. Тем самым избегают соединения, поддерживающего непосредственную передачу корпусного шума между насосом 52 теплообменной среды и транспортным средством.
Насос 52 теплообменной среды укреплен в транспортном средстве 11 исключительно с помощью подключенных к нему областей 62, 66 трубопровода теплообменной среды. Предпочтительным образом в соответствии с назначением для каждой из этих обеих областей трубопровода теплообменной среды предусмотрено соответствующее несущее устройство 68, 70, которое обеспечивает несущее соединение между первой областью 62 трубопровода теплообменной среды и неподвижной относительно транспортного средства несущей структурой 72 или соединение между второй областью 66 трубопровода теплообменной среды и неподвижной относительно транспортного средства несущей структурой 74. Например, обе несущих структуры 72, 74 могут быть образованы различными областями шасси транспортного средства или различными, укрепленными на них конструктивными группами.
Оба несущих устройства 68, 70 могут содержать охватывающие, например, в форме хомутов или скоб области 62, 66 трубопровода теплообменной среды крепежные элементы, которые обеспечивают стабильное крепление соответствующих областей 62, 66 трубопровода теплообменной среды в транспортном средстве 11. Для того чтобы также по возможности максимально предотвратить передачу корпусного шума между насосом 52 теплообменной среды и транспортным средством через области 62, 66 трубопровода теплообменной среды, они, по меньшей мере, на их примыкающих к насосу теплообменной среды участках 80, 82 трубопровода могут быть выполнены гибкими, то есть главным образом способными к деформации. Например, на этих участках 80, 82 трубопровода области 62, 66 трубопровода теплообменной среды могут быть выполнены из гибкого полимерного материала, например, резины или подобного резине материала, и/или могут быть выполнены в форме гофрированных труб, допускающих деформацию. Одна или обе из областей 62, 66 трубопровода теплообменной среды может быть выполнена гибкой также там, где оно закреплено относительно транспортного средства с помощью соответственно приданного несущего устройства 68, 70. В случае альтернативного исполнения, по меньшей мере, одна из обеих областей 62, 66 трубопровода теплообменной среды может быть выполнена таким образом, что гибкий участок, исходящий от насоса 52 теплообменной среды, простирается не до соответственно приданного несущего устройства 68, 70, а еще перед соответствующим несущим устройством 68, 70 примыкает к главным образом жесткому участку трубопровода соответствующей области 62, 66 трубопровода теплообменной среды. С одной стороны, за счет соответственно приданного несущего устройства 68, 70 это обеспечивает стабильное крепление относительно транспортного средства, однако, с другой стороны, обеспечивает, что между областью этого крепления и насосом 52 теплообменной среды в результате гибкости соответствующего участка 80, 82 трубопровода соединение с насосом 52 теплообменной среды не является жестким и, тем самым, можно существенно уменьшить передачу корпусного шума.
Такое подвешивание насоса 52 теплообменной среды с помощью областей 62, 66 трубопровода теплообменной среды или их участков 80, 82 трубопровода, из которых, по меньшей мере, один выполнен гибким, предпочтительно прежде всего в случае, если насос 52 теплообменной среды выполнен со сравнительно малыми габаритами и, таким образом, вследствие своего сравнительно малого веса может быть стабильно закреплен также с помощью гибких областей трубопровода или участков трубопровода. Тем не менее, при, по меньшей мере, частичном гибком исполнении области 62, 66 трубопровода теплообменной среды расстояние между соответствующим несущим устройством 68, 70 и насосом 52 теплообменной среды выбрано таким образом, что, с одной стороны, обеспечено стабильное крепление насоса 52 теплообменной среды, то есть расстояние не является слишком большим, и что, с другой стороны, однако, в существенной мере исключена передача корпусного шума через область 62, 66 трубопровода теплообменной среды, то есть расстояние не является слишком малым.
В случае более габаритных насосов 52 теплообменной среды предпочтительно, если, по меньшей мере, одна из обеих областей 62, 66 трубопровода теплообменной среды или один из участков 80, 82 трубопровода выполнен жестким, то есть главным образом не способным к деформации. Например, для этого можно использовать главным образом жесткий полимерный материал или металлический материал. При использовании, по меньшей мере, одной такой жесткой области 62 или 66 трубопровода теплообменной среды она на протяжении всей области между насосом 52 теплообменной среды и приданным несущим устройством 68 или 70 выполнена жесткой с тем, чтобы обеспечить несущие усилия, необходимые для имеющего большие размеры и, таким образом, более тяжелого насоса 52 теплообменной среды. Для по возможности полной минимизации передачи корпусного шума на транспортное средство 11 также при таком жестком исполнении областей 62, 66 трубопровода теплообменной среды возможно использование, например, несущих устройств 68, 70 со звукоизоляционным материалом, например, таким образом, что они охватывают соответственно приданную область трубопровода теплообменной среды с использованием промежуточной прокладки из звукоизоляционного материала, например, резины.
При помощи соответствующей изобретению конструкции системы отопления, при которой избегают непосредственного несущего соединения между насосом теплообменной среды и содержащим систему отопления транспортным средством, предусматривают, с одной стороны, легко реализуемую конструкцию, поскольку отказываются от компонентов, которые образуют непосредственное соединение между насосом теплообменной среды и транспортным средством. Также нет необходимости в конструктивных мерах для держателя, удерживающего сам нагревательный прибор в транспортном средстве, которые могли бы, например, обеспечить непосредственное присоединение к нему насоса теплообменной среды. Тем не менее стабильное позиционирование насоса теплообменной среды в транспортном средстве реализуют с помощью присоединенных к нему областей трубопровода теплообменной среды, которые, в свою очередь, крепят в транспортном средстве с помощью приданных им несущих устройств. Тем самым достигают рентабельной, ведущей к экономии веса конструкции, при которой дополнительно за счет предотвращения непосредственного контакта между насосом теплообменной среды и транспортным средством существенно минимизирована передача корпусного шума или вибраций между насосом и транспортным средством.
В случае изображенной на фиг. 1 системы отопления могут быть предусмотрены самые разнообразные вариации с использованием конструктивных признаков настоящего изобретения. Так, например, выход насоса теплообменной среды может быть соединен с подлежащими нагреву областями системы, в результате чего выданная насосом теплообменной среды теплообменная среда протекает сначала через подлежащие нагреву области системы и затем через область потока теплообменной среды. Также и циркуляционный контур потока теплообменной среды может быть выполнен иначе. Так, он может содержать несколько ответвлений, так что возможно параллельное протекание через подлежащие нагреву области системы или выборочное протекание при использовании соответствующих клапанов. Например, циркуляционный контур потока теплообменной среды может содержать главным образом предусмотренный в транспортном средстве циркуляционный контур охлаждающей воды двигателя внутреннего сгорания, предусмотренного в качестве приводного агрегата.
1. Система отопления в транспортном средстве (11), содержащая:
- нагревательный прибор (12) с нагревательным устройством (14) и теплообменником (26) для передачи выработанного в нагревательном приборе (14) тепла в подлежащую нагреву теплообменную среду, причем теплообменник (26) содержит область (40) потока теплообменной среды, через которую протекает теплообменная среда, со входом (42) области потока и выходом (44) области потока,
- насос (52) теплообменной среды со входом (60) насоса и выходом (64) насоса,
- подключенную ко входу (60) насоса первую область (62) трубопровода теплообменной среды,
- подключенную к выходу (64) насоса вторую область (66) трубопровода теплообменной среды,
причем насос (52) теплообменной среды выполнен в транспортном средстве свободнолежащим.
2. Система отопления по п. 1, отличающаяся тем, что насос (52) теплообменной среды установлен в транспортном средстве (11) с помощью первой области (62) трубопровода теплообменной среды и/или с помощью второй области (66) трубопровода теплообменной среды.
3. Система отопления по п. 2, отличающаяся тем, что в соответствии с назначением для первой области (62) трубопровода теплообменной среды предусмотрено первое несущее устройство (68) для крепления первой области (62) трубопровода теплообменной среды на транспортном средстве (11).
4. Система отопления по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что в соответствии с назначением для второй области (66) трубопровода теплообменной среды предусмотрено второе несущее устройство (70) для крепления второй области (66) трубопровода теплообменной среды на транспортном средстве (11).
5. Система отопления по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что первая область (62) трубопровода теплообменной среды выполнена гибкой, по меньшей мере, на своем примыкающем ко входу (60) насоса участке (80) трубопровода и/или вторая область (66) трубопровода теплообменной среды выполнения гибкой, по меньшей мере, на своем примыкающем к выходу (64) насоса участке (82) трубопровода.
6. Система отопления по п. 5, отличающаяся тем, что первая область (62) трубопровода теплообменной среды выполнена, по меньшей мере, на своем примыкающем ко входу (60) насоса участке (80) трубопровода, в виде гибкого полимерного трубопровода и/или в виде гофрированной трубы.
7. Система отопления по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что вторая область (66) трубопровода теплообменной среды выполнена, по меньшей мере, на своем примыкающем к выходу (64) насоса участке (82) трубопровода, в виде гибкого полимерного трубопровода и/или в виде гофрированной трубы.
8. Система отопления по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что первая область (62) трубопровода теплообменной среды, по меньшей мере, на своем примыкающем ко входу (60) насоса участке (80) трубопровода, выполнена жесткой и/или вторая область (66) трубопровода теплообменной среды, по меньшей мере, на своем примыкающем к выходу (64) насоса участке (82) трубопровода, выполнена жесткой.
9. Система отопления по п. 8, отличающаяся тем, что первая область (62) трубопровода теплообменной среды выполнена, по меньшей мере, на своем примыкающем ко входу (60) насоса участке (80) трубопровода, в виде жесткого полимерного трубопровода или металлического трубопровода.
10. Система отопления по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что вторая область (66) трубопровода теплообменной среды выполнена, по меньшей мере, на своем примыкающем к выходу (64) насоса участке (82) трубопровода, в виде жесткого полимерного трубопровода или металлического трубопровода.
11. Система отопления по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что нагревательное устройство (14) содержит питаемую топливом и воздухом для сжигания конструктивную группу (13) камеры сгорания.
12. Система отопления по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что теплообменник (26) содержит внутренний корпус (28) теплообменника с внутренней окружной стенкой (30) и внутренней стенкой (32) основания, а также наружный корпус (34) теплообменника с наружной окружной стенкой (36) и наружной стенкой (38) основания, причем область (40) потока теплообменной среды образована между внутренним корпусом (28) теплообменника и наружным корпусом (34) теплообменника.
