Воздушно-водяной теплообменник

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в замкнутых, не сообщающихся с внешней средой, системах охлаждения электрических машин и трансформаторов. Воздушно-водяной теплообменник содержит корпус с установленными в нем воздушно-водяным охладителем, центробежным вентилятором, подающим поток нагретого воздуха на воздушно-водяной охладитель и включающим рабочее колесо, установленное на роторе электродвигателя, при этом теплообменник снабжен дополнительным контуром охлаждения электродвигателя вентилятора, выполненным в виде стакана, охватывающего с зазором ротор электродвигателя, и канала подачи охлажденного воздуха с выхода основного воздушно-водяного охладителя в полость стакана. Технический результат - расширение температурного диапазона работы теплообменника. 1 ил.

 

Изобретение относится к области теплообменной техники и может быть использовано в замкнутых, не сообщающихся с внешней средой, системах охлаждения электрических машин и трансформаторов. Наиболее эффективно применение данного изобретения там, где к теплообменнику предъявляются повышенные требования по габаритам и массе, при использовании его на подвижных объектах, морских и речных судах.

Известна конструкция воздушно-водяного теплообменника, встраиваемого в систему охлаждения объекта, содержащего корпус, установленные в нем воздушно-водяной охладитель, связанный с подводящим и отводящим водяными патрубками, плоский центробежный вентилятор, состоящий из рабочего колеса, установленного на роторе, расположенного в центре электродвигателя с внешним ротором, и статора, жестко закрепленного на корпусе теплообменника. Нагретый воздух с охлаждаемого объекта поступает на вход центробежного вентилятора, далее прокачивается им через воздушно-водяной охладитель, охлаждается, возвращается обратно в систему охлаждения объекта (см., например, Воздушно-водяные теплообменники 7.000 Вт PWS 7702, PWS 7702 SL немецкой компании Pfannenberg, http://www.pfannenberg.com/ru/produkcija/klimat-kontrol/vozdukho-vodjanye-teploobmenniki/vozdukho-vodjanye-teploobmenniki/pws-77027702-sl-7kw/).

Недостатком известной конструкции теплообменника в реальных условиях его эксплуатации, с учетом того, что центробежный вентилятор эффективно работает только на всасывание воздуха, является то, что работающий электродвигатель вентилятора постоянно находится в потоке горячего воздуха. При достижении верхнего температурного предела работы электродвигателя, с целью предотвращения перегорания, он автоматически отключается, при этом охлаждение объекта данным теплообменником прекращается, что ведет к ускоренному перегреву охлаждаемого объекта, наступает аварийная обстановка. В данной конструкции верхний температурный предел работы электродвигателя вентилятора является также пределом и для охлаждаемого объекта, хотя средняя его температура (между горячим и охлажденным воздухом) является для последнего еще рабочей.

Задачей настоящего изобретения является удаление прямой зависимости верхнего температурного предела работы охлаждаемого объекта от этого же показателя электродвигателя вентилятора теплообменника и, как следствие, расширение температурного диапазона работы теплообменника, повышения его максимальной мощности теплового потока с сохранением его массы и габаритов.

Поставленная задача решается за счет того, что воздушно-водяной теплообменник, содержащий корпус с установленными в нем воздушно-водяным охладителем, центробежным вентилятором, подающим поток подлежащего охлаждению воздуха на воздушно-водяной охладитель и включающим рабочее колесо, установленное на роторе электродвигателя, согласно изобретению теплообменник снабжен дополнительным контуром охлаждения электродвигателя вентилятора, выполненным в виде стакана, охватывающего с зазором ротор электродвигателя, и канала подачи охлажденного воздуха с выхода основного воздушно-водяного охладителя в полость стакана.

Введение дополнительного контура охлаждения электродвигателя вентилятора, не требующего дополнительных внешних источников, обеспечивающее охлаждение ротора двигателя вентилятора за счет использования на его охлаждение части охлажденного после прохождения охладителя воздуха, подаваемого по каналу подачи непосредственно к внутренней поверхности ротора, обеспечивает достижение технического результата: удаление прямой зависимости верхнего температурного предела работы охлаждаемого объекта от этого же показателя электродвигателя вентилятора теплообменника, предотвращение перегрева электродвигателя.

Таким образом, верхний температурный предел работы охлаждаемого объекта повышается, повышается максимальная мощность теплового потока теплообменника, электродвигатель вентилятора работает в охлажденном воздухе, не перегревается и не отключается, не создает аварийной обстановки для охлаждаемого объекта.

Проведенные патентные исследования показали, что заявляемое устройство соответствует условиям патентоспособности изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемое устройство может быть использовано в промышленности, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема теплообменника.

На фиг. 2 представлена схема прототипа (Воздушно-водяные теплообменники 7.000 Вт PWS 7702).

Теплообменник содержит корпус 1, рабочее колесо центробежного вентилятора 2, установленное на роторе электродвигателя с внешним ротором 3, статор 4, жестко закрепленный на корпусе 1, воздушно-водяной охладитель 5, связанный с подводящим и отводящим водяными патрубками 6, стакан 7 с расположенным внутри него ротором 3, соединенным с каналом 8, подающим охлажденный воздух с выхода воздушно-водяного охладителя 5. Корпус теплообменника 1, имеющий входное и выходное окна для прохода воздуха, совместно с корпусом охлаждаемого объекта 9 создают единый замкнутый и герметичный объем циркуляции воздуха.

Теплообменник работает следующим образом.

В процессе работы воздух (газ) в охлаждаемом объекте нагревается и скапливается в верхней части его корпуса 9. Далее подлежащий охлаждению воздух (газ) поступает на вход вентилятора, в зону низкого давления – вовнутрь рабочего колеса 2. Затем с выхода вентилятора, под более высоким давлением, воздух (газ) поступает на вход воздушно-водяного охладителя 5. Охлажденный воздух (газ) возвращается в нижнюю часть корпуса 9.

Часть охлажденного воздуха из зоны повышенного давления, с выхода воздушно-водяного охладителя 5, проникает по каналу 8 в стакан 7, где охлаждает ротор электродвигателя 3, и затем проникает в зону низкого давления – вовнутрь рабочего колеса 2. Далее процесс идет непрерывно.

Воздушно-водяной теплообменник, содержащий корпус с установленными в нем воздушно-водяным охладителем, центробежным вентилятором, подающим поток подлежащего охлаждению воздуха на воздушно-водяной охладитель и включающим рабочее колесо, установленное на роторе электродвигателя, отличающийся тем, что снабжен дополнительным контуром охлаждения электродвигателя вентилятора, выполненным в виде стакана, охватывающего с зазором ротор электродвигателя, и канала подачи охлажденного воздуха с выхода основного воздушно-водяного охладителя в стакан.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системах теплообменников с воздушным охлаждением. Система (1) теплообменника с воздушным охлаждением содержит входную магистраль (6), содержащую множество входных ответвительных труб (18), отходящих от нее, теплообменник (4), соединенный с выходным концом каждой из ответвительных труб и содержащий впускной коллектор (31), помещенный на раму основания с возможностью перемещения, выпускной коллектор и множество труб (34) теплопереноса, соединяющих эти два коллектора, и соединительный элемент (41, 75), соединяющий каждую соседнюю пару впускных коллекторов.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при монтаже на теплообменниках автотранспортных средств. Способ монтажа воздуховода (2) по меньшей мере на одном теплообменнике (3), включающий в себя этап позиционирования воздуховода относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника посредством поступательного перемещения воздуховода относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника в первом направлении (91), по существу перпендикулярном к второму направлению (92), в котором воздушный поток должен проходить через указанный по меньшей мере один теплообменник, затем этап вращения или поворота воздуховода относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника вокруг оси, определенной третьим направлением (93), по меньшей мере, по существу перпендикулярным к первому направлению и ко второму направлению.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен жидкостной охладитель наддувочного воздуха в двигателях внутреннего сгорания, содержащий водовоздушный теплообменник, жидкостной насос и радиатор охлаждения, также в состав устройства введена рубашка охлаждения, выполненная вокруг впускного коллектора и его трубопроводов в виде полости с впускным и выпускным патрубками, посредством которых полость соединяют с подводящим и отводящим коллекторами холодного контура системы охлаждения, а последние последовательно подсоединяют к радиатору охлаждения и жидкостному насосу соответственно.

Изобретение применимо особенно при изготовлении электрических нагревательных приборов, в частности конвекторов, радиаторов и прочих излучающих приборов, и относится к угловому элементу лицевой стороны металлического корпуса.

Изобретение относится к области теплотехники и используется в конструкции поперечной перегородки для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата. Перегородка содержит верхние и нижние пластины 1, 2, цилиндрические втулки 3 и периферийное кольцо 4.

Устройство теплообменника, в частности, для системы отопления транспортного средства, содержащее расположенный вдоль продольной оси (L) чашеобразный корпус (12) теплообменника с внешней стенкой (18, 20) и внутренней стенкой (22, 24), причем между внешней (18, 20) и внутренней (22, 24) стенками образовано пространство для потока среды-теплоносителя, причем на внешней стенке (18, 20) предусмотрен, по меньшей мере, один штуцер (50, 52) для протекания среды-теплоносителя, открытый со стороны пространства для потока среды-теплоносителя, и причем на корпусе (12) теплообменника предусмотрен один штуцер (30) для протекания отработанного газа, открытый со стороны окруженного внутренней стенкой (22, 24) внутреннего пространства (26) корпуса (12) теплообменника, причем корпус (12) теплообменника содержит внешнюю часть (14) корпуса с внешней окружающей стенкой (18) и внешней стенкой-дном (20), а также внутреннюю часть (16) корпуса с внутренней окружающей стенкой (22) и внутренней стенкой-дном (24), причем в расположенной на расстоянии от внешней стенки-дна осевой концевой зоне (44) внешней окружающей стенки (18) внешней части (14) корпуса предусмотрен, по меньшей мере, один штуцер (50, 52) для протекания среды-теплоносителя.

Изобретение относится к кожухотрубным теплообменникам для теплообмена жидких и газообразных сред. Теплообменник содержит кожух, снабженный штуцерами для ввода и вывода теплоносителя, крышки со штуцерами для входа и выхода теплообменивающейся среды и пучок теплообменных труб, зафиксированных в отверстиях трубных решеток, состоящих из внутренней и последующей перфорированных пластин с уплотнительным материалом между ними.

Изобретение предназначено для охлаждения электронных устройств бортовой аппаратуры космических аппаратов (КА). Технический результат - повышение эффективности охлаждения устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты и силовые модули с различными тепловыделениями, в том числе предназначенных для эксплуатации в условиях невесомости.

Изобретение относится к раздающим коллекторным системам. Раздающая камера (5) ограничена снаружи корпусом (3), днищем (2) и решеткой (6) и соединяет между собой центральную подводящую трубу (8) и боковой отводящий канал (1) через зазор между днищем (2) и торцевой частью центральной подводящей трубы (8).

Изобретение относится к раздающим коллекторным системам. Раздающая камера (5) ограничена снаружи корпусом (3), днищем (2) и решеткой (6) и соединяет между собой центральную подводящую трубу (8) и боковой отводящий канал (1) через зазор между днищем (2) и торцевой частью центральной подводящей трубы (8).

Теплообменник включает в себя первый проточный канал для охлаждающей жидкости двигателя, второй проточный канал для моторного масла, третий проточный канал для трансмиссионного масла и несколько пластин, которые разделяют первый, второй и третий проточные каналы. Первый проточный канал выполнен с возможностью разрешать охлаждающей жидкости двигателя осуществлять теплообмен как с моторным маслом, так и с трансмиссионным маслом через пластины. Второй проточный канал размещается в идентичном слое с третьим проточным каналом. Первый проточный канал размещается в слое, отличающемся от слоя второго и третьего проточного канала. Третий проточный канал располагается на стороне впуска, и второй проточный канал располагается на стороне выпуска в направлении потока охлаждающей жидкости двигателя в первом проточном канале. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в химической и энергетической промышленности, например, при изготовлении подогревателей питательной воды высокого давления в производстве синтеза аммиака. Повышение надежности толстостенного теплообменника путем выравнивания скорости потока, уменьшения вибрации труб без увеличения металлоемкости обеспечивается выполнением распределительного экрана, размещенного в зазоре между кожухом и трубным пучком в виде обечайки с пазами переменной ширины, увеличивающимися пропорционально удаленности от входного патрубка. 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках и реакторах кожухотрубчатой конструкции. В теплообменник, состоящий из корпуса, трубных решеток, перегородок и труб, трубы установлены с предварительным прогибом, при этом предварительный прогиб осуществляется за счет смещения отверстий для труб в перегородках или за счет смещения перегородок механизмом перемещения, а перегородки установлены с возможностью смещения в направлении предварительного смещения, причем перегородки в средней части теплообменника установлены неподвижно со смещением отверстий для труб, а корпус может быть выполнен с прогибом. Остальные перегородки установлены с возможностью дальнейшего смещения в направлении предварительного смещения труб для компенсации их удлинения при температурной деформации, при этом предварительный прогиб труб осуществляется в процессе сборки теплообменника из прямых труб, которые изгибаются в пределах упругой деформации. Технический результат - обеспечение компенсации удлинения труб при температурной деформации. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к поворачиваемому теплообменнику. Рабочее транспортное средство имеет основание, опору, шарнирно прикрепленную к основанию для поворота относительно основания вокруг первой оси поворота между первым опорным положением и вторым опорным положением, и теплообменник. Теплообменник шарнирно прикреплен к опоре для поворота относительно опоры вокруг второй оси поворота между первым положением теплообменника и вторым положением теплообменника. Изобретение обеспечивает повышение эффективности теплообменника. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 15 ил.

Группа изобретений относится к военной технике, а именно к средствам защиты от фиксации теплового излучения сторонними наблюдателями. Способ защиты от средств фиксации теплового излучения включает выполнение закрывающего источник тепла экрана с осуществлением поэтапного поглощения выделяемого теплового излучения, преобразования его в электрическую энергию, поступающую на дифференциальные термопары для последующего охлаждения посредством ее «холодных» концов атмосферного воздуха над экраном. В устройстве для защиты от средств фиксации теплового излучения экран выполнен в виде корпуса из соединенных с возможностью пространственного перемещения комплектов панелей из сетчатых параллельных полос, при этом между панелями размещен теплоизоляционный слой. Техническим результатом группы изобретений является обеспечение защиты от средств фиксации теплового излучения в полевых условиях. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, к водяным камерам сетевых подогревателей горизонтального типа. Водяная камера с продольными перегородками и люками к каждому ходу сетевого подогревателя горизонтального типа. Продольные перегородки скреплены с днищем и трубной доской сварным или разъемным соединением внутри камеры. Продольные перегородки состоят из двух частей, соединенных между собой разъемным соединением. Изобретение направлено на равномерное распределение нагрузки от давления на днище и трубную доску. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в замкнутых, не сообщающихся с внешней средой, системах охлаждения электрических машин и трансформаторов. Воздушно-водяной теплообменник содержит корпус с установленными в нем воздушно-водяным охладителем, центробежным вентилятором, подающим поток нагретого воздуха на воздушно-водяной охладитель и включающим рабочее колесо, установленное на роторе электродвигателя, при этом теплообменник снабжен дополнительным контуром охлаждения электродвигателя вентилятора, выполненным в виде стакана, охватывающего с зазором ротор электродвигателя, и канала подачи охлажденного воздуха с выхода основного воздушно-водяного охладителя в полость стакана. Технический результат - расширение температурного диапазона работы теплообменника. 1 ил.

Наверх