Отопительное устройство транспортного средства
Владельцы патента RU 2686414:
ЭБЕРШПЕХЕР КЛАЙМИТ КОНТРОЛ СИСТЕМЗ ГМБХ УНД КО. КГ (DE)
Изобретение относится к отопительным устройствам для транспортного средства. Отопительное устройство транспортного средства включает корпус (46) отопительного устройства, который ограничивает предназначенное воздушному потоку пространство (47) для нагреваемого воздуха и имеет область (49) входа для входа воздуха в предназначенное для воздушного потока пространство (47) и область (51) для выхода воздуха из предназначенного для воздушного потока пространства (47). В корпусе (46) отопительного устройства расположен конструктивный блок (30) камеры сгорания, снабжаемый воздухом, необходимым для горения, и топливом. Также содержит область (11) теплообменника с вытянутым в направлении продольной оси L корпуса и обтекаемым на внешней стороне (24) проходящим в предназначенном для воздушного потока пространстве (47) воздухом корпусом теплообменника. На внешней стороне (24) корпуса (12) теплообменника предусмотрены ребра (26) для передачи тепла. Корпус (46) отопительного устройства имеет окружную стенку (56) корпуса и примыкающую к окружной стенке (56) область (58) выхода торцевой стенки. Ребра (26) для передачи тепла имеют простирающуюся вдоль окружной стенки (56) корпуса продольную кромку (64) и простирающуюся вдоль области (58) выхода торцевой стенки радиальную кромку (66). У одного ребра (26) для передачи тепла участками изменяется расстояние радиальной кромки (66) от области (58) выхода торцевой стенки от радиально снаружи до радиально внутрь, предпочтительно увеличивается. Достигается улучшение способности передачи тепла. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к отопительному устройству транспортного средства, которое может применяться в транспортном средстве в качестве автономного отопительного средства или/и дополнительного подогревателя для того, чтобы с помощью кондиционированного воздуха обогревать системные области транспортного средства перед приведением в действие или во время движения.
Из DE 197 34 814 C 1 известно представленное на фиг. 2 бензиновое отопительное устройство транспортного средства для нагревания подаваемого во внутреннее пространство транспортного средства. Это отопительное устройство 10 транспортного средства включает область 11 теплообменника с корпусом 12 теплообменника с вытянутой в направлении продольной оси L областью окружной стенки 14. Окруженное областью 14 окружной стенки внутреннее пространство 16 корпуса в направлении продольной оси L корпуса по оси замкнуто присоединяющейся к области 14 окружной стенки областью 18 донной стенки. На обращенной к внутреннему пространству 16 корпуса внутренней стороне 20 корпуса теплообменника 12 предусмотрены продолжающиеся до области 18 донной стенки первые ребра 22 для передачи тепла. На обращенной от внутреннего пространства 16 корпуса внешней стороне 24 корпуса 12 теплообменника предусмотрены продолжающиеся точно также до области 18 донной стенки вторые ребра 26 для передачи тепла.
В точно также примыкающей по оси к области 14 окружающей стенки области 28, несущей конструктивный блок для горения, расположена конструктивный блок 30 камеры сгорания с корпусом 32 камеры сгорания и жаровой трубой 34. Предусмотренное в донной области корпуса 32 камеры сгорания средство 36 для испарения через подводящий топливо трубопровод 38 снабжается жидким топливом. Необходимый для горения воздух транспортируется воздуходувкой 40 для воздуха, необходимого для горения, здесь образованной воздуходувкой с боковым каналом, в направлении к корпусу 32 камеры сгорания. Воздуходувка 40 для воздуха, необходимого для горения, точно также расположена в области 28, несущей конструктивный блок для горения, корпуса 12 теплообменника. Воздуходувка 40 для воздуха, необходимого для горения, включает электродвигатель 42, который приводит в движение как служащее для транспортировки воздуха, необходимого для горения, рабочее колесо 43, таки служащее для транспортировки нагреваемого воздуха рабочее колесо 44.
Корпус 46 отопительного устройства ограничивает предназначенное для воздушного потока пространство 47, по которому должен проходить нагреваемый воздух, и имеет вблизи рабочего колеса 44 в области 49 входа входное отверстие 48 для воздуха для обогрева. Направленный с помощью рабочего колеса 44 воздух идет вдоль корпуса 46 отопительного устройства в направлении к корпусу 12 теплообменника и омывает вторые ребра для передачи тепла, прежде чем он выйдет из внешнего корпуса 46 в лежащее вблизи области 18 донной стенки выходное отверстие 50 для воздуха для обогрева области 51 выхода.
Корпус 46 отопительного устройства включает окружную стенку 56 корпуса с, например, главным образом прямоугольным поперечным сечение и относительно продольной оси L корпуса главным образом цилиндрическую структуру. К лежащему вблизи области 51 выхода концу окружной стенки 56 корпуса примыкает в целом обозначенная 58 выходная область торцевой стенки. Выходная область 58 торцевой стенки включает сужающуюся на конус зону 60, которая радиально снаружи в изогнутой в виде кривой переходной области примыкает к окружной стенке 56 корпуса и радиально внутри в переходной области примыкает к главным образом цилиндрической, например, образованному с круглой структурой выходному участку 62 корпуса. В этом выходном участке 62 корпуса образовано выходное отверстие 50 для воздуха для обогрева области 51 выхода.
Поступивший с помощью воздуходувки 40 для воздуха, необходимого для горения, в корпус 32 камеры сгорания воздух, необходимый для горения сжигается там с испаренным из пористого средства 36 для испарения топливом. Газообразные продукты сгорания текут вдоль жаровой трубы 34 и попадают во внутреннее пространство 16. Там газообразные продукты сгорания проходят вдоль первых ребер 22 для передачи тепла назад в направлении к образованному в патрубке 52 для газообразных продуктов сгорания выпускному отверстию 54 для газообразных продуктов сгорания.
Предусмотренные на внешней стороне 24 корпуса 12 теплообменника ребра 26 для передачи тепла, то есть вторые ребра 26 для передачи тепла, имеют простирающиеся радиально снаружи, соответственно главным образом в направлении продольной оси L корпуса и имеющие главным образом постоянное расстояние по отношению к окружной стенке 56 корпуса продольные кромки 64. В области лежащей вблизи области 51 выхода продольная кромка 64 переходит в радиальную кромку 66. В первой области 68 радиальной кромки радиальная кромка 55 примыкает к продольной кромке 64. Радиально внутри к первой области 68 радиальной кромки примыкает вторая область 70 радиальной кромки, которая главным образом ортогонально ориентирована по отношению к продольной оси L корпуса и в осевом направлении лежит напротив выходного отверстия 50 для воздуха для обогрева. Первая область 68 радиальной кромки простирается главным образом параллельно к сужающейся на конус зоне 60 области 58 выхода торцевой стенки.
Задачей настоящего изобретения является создание отопительного устройства транспортного средства с улучшенными способностями передачи тепла.
Согласно изобретению эта задача решается с помощью отопительного устройства транспортного средства, включающего:
- корпус отопительного устройства, причем корпус отопительного устройства ограничивает предназначенное воздушному потоку пространство для нагреваемого воздуха и имеет область входа для входа воздуха в предназначенное для воздушного потока пространство и область для выхода воздуха из предназначенного для воздушного потока пространства,
- в корпусе отопительного устройства расположен конструктивный блок камеры сгорания, снабжаемый воздухом, необходимым для горения, и топливом,
- область теплообменника с вытянутым в направлении продольной оси корпуса и омываемым на внешней стороне текущим в предназначенном для воздушного потока пространстве воздухом корпусом теплообменника, причем на внешней стороне корпуса теплообменника предусмотрены ребра для передачи тепла, причем корпус отопительного устройства имеет окружную стенку корпуса и примыкающую к окружной стенке область выхода торцевой стенки, причем ребра для передачи тепла имеют простирающуюся вдоль окружной стенки корпуса продольную кромку и простирающуюся вдоль области выхода торцевой стенки радиальную кромку, причем, у по меньшей мере, одного ребра для передачи тепла, по меньшей мере, местами изменяется расстояние радиальной кромки от области выхода торцевой стенки от радиально снаружи до радиально внутрь, преимущественно нарастает.
С помощью изменяющегося, в частности, расходящегося исполнения радиальной кромки относительно области выхода торцевой стенки в осевой концевой зоне области теплообменника создается неравномерная потеря давления текущего в предназначенном для воздушного потока пространстве воздуха. Это вынуждает большую часть этого воздуха быть в контакте с корпусом теплообменника и таким образом к усиленному взаимодействию в части передачи тепла между этим воздухом и корпусом теплообменника, в частности, в осевой концевой зоне корпуса теплообменника, который может иметь примыкающую к оформленной приближенно цилиндрически области окружной стенки, например, оформленную наподобие колпачка область донной стенки.
Чтобы описанный выше эффект сделать по возможности действенным, предлагается, что у всех ребер для передачи тепла расстояние радиальной кромки от области выхода торцевой стенки, по меньшей мере, местами изменяется от радиально снаружи радиально внутрь, преимущественно нарастает.
Определенное изменение расстояния может, например, получаться за счет того, что область выхода торцевой стороны, по меньшей мере, местами образована сужающейся на конус, и что изменяется расстояние радиальной кромки от области выхода торцевой стенки, по меньшей мере, в простирающемся вдоль сужающейся на конус зоны области выхода торцевой стенки участке радиальной кромки, преимущественно нарастает.
Например, конструкция может быть таковой, что сужающаяся на конус зона области выхода торцевой стенки радиально снаружи примыкает к окружной стенке корпуса и примыкает к подготавливающему выходное отверстие области выхода, преимущественно главным образом цилиндрическому выходному участку корпуса, причем преимущественно в области с изменяющимся, преимущественно нарастающим расстоянием по отношению к области выхода торцевой стенки, радиальная кромка простирается главным образом прямолинейно.
Для предпочтительного с одной стороны относительно требуемого установочного пространства, с другой стороны для искомой неравномерной потери давления исполнения предлагается, что в области с изменяющимся, преимущественно нарастающим расстоянием по отношению к области выхода торцевой стенки радиальная кромка имеет относительно области выхода торцевой стенки угол в диапазоне от 50 до 150, преимущественно около 100.
Предложенное в соответствии с изобретением отопительное устройство транспортного средства может быть устроено таким образом, что у, по меньшей мере, одного, преимущественно у каждого ребра для передачи тепла, радиальная кромка имеет примыкающую радиально снаружи к продольной кромке первую область радиальной кромки и примыкающую радиально внутри к первой области радиальной кромки и ориентированную главным образом ортогонально по отношению к продольной оси корпуса вторую область радиальной кромки, причем в первой области радиальной кромки изменяется расстояние радиальной кромки к области выхода торцевой стенки, преимущественно нарастает, или/и вторая область радиальной кромки в направлении продольной оси корпуса по оси расположена напротив области выхода.
Чтобы в той области, в которой нагреваемый воздух идет главным образом в направлении продольной оси корпуса вдоль ребер для передачи тепла через предназначенное для воздушного потока пространство, обеспечить равномерный воздушный поток, предусмотрено, что окружная стенка корпуса, по меньшей мере, в ее окружающей корпус теплообменника области образована главным образом цилиндрически, и что продольная кромка, по меньшей мере, одного ребра для передачи тепла, преимущественно всех ребер для передачи тепла, в направлении продольной оси корпуса имеет главным образом постоянное расстояние к окружной стенке корпуса. Для этого также является предпочтительным, если ребра для передачи тепла простираются главным образом прямолинейно в направлении продольной оси корпуса.
Настоящее изобретение ниже подробно описывается со ссылкой на прилагающиеся чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - разработанное согласно изобретению отопительное устройство транспортного средства, представлено частично в разрезе и упрощенно;
фиг. 2 - известное из уровня техники отопительное устройство транспортного средства в продольном разрезе.
Прежде чем ниже подробно остановиться на предложенном в соответствии с изобретением исполнении бензинового отопительного устройства транспортного средства, следует указать на то, что принципиальная конструкция подобного отопительного устройства транспортного средства может быть таковой, что описана выше со ссылкой на фиг. 2. Это касается, в частности, также исполнения конструктивного блока камеры сгорания, соответственно воздуходувки, которая применяется как для транспортировки воздуха, необходимого для горения, так и для транспортировки воздуха для обогрева.
На фиг. 1 представлен корпус 12 теплообменника области 11 теплообменника в продольном разрезе. Можно видеть образованные на внутренней стороне области 14 окружной стенки и простирающиеся в направлении продольной оси L корпуса первые ребра 22 для передачи тепла. Дальше можно видеть простирающиеся на внешней стороне 24 корпуса 12 теплообменника вторые ребра 26 для передачи тепла. Они вытянуты в направлении продольной оси L корпуса, соответственно простираются в этом направлении, так что проходящий предназначенное для воздушного потока пространство 47 от области 49 входа до области 51 выхода воздух может проходить главным образом прямолинейно и без бокового отклонения вдоль вторых ребер 26 для передачи тепла. Продольные кромки 64 вторых ребер 26 для передачи тепла простираются преимущественно с равномерным расстоянием в направлении продольной оси L корпуса вдоль окружной стенки 56 корпуса.
Отчетливо можно видеть на фиг. 2, что примыкающая к продольным кромкам 64 первая область 68 радиальных кромок 66 относительно выходной области 58 торцевой стенки, в частности, сужающейся на конус зоны 60 ее, простирается, будучи установленной под углом W в диапазоне примерно 100, так что расстояние между первой областью 68 радиальной кромки по отношению к сужающейся на конус зоне 60 области 58 выхода торцевой стенки нарастает от радиально снаружи радиально внутрь. Первая область 68 радиальной кромки имеет по отношению к сужающейся на конус зоне 60 области 58 выхода торцевой стенки минимальное расстояние там, где первая область 68 радиальной кромки примыкает к соответствующей области 64 продольной кромки, и имеет максимальное расстояние по отношению к области 58 выхода торцевой стенки, соответственно по отношению к сужающейся на конус зоне 60 ее, там, где оформленный главным образом цилиндрически выходной участок 62 корпуса примыкает к сужающейся на конус зоне 60 области 58 выхода торцевой стенки. Соответственно примыкающая в радиально внутренней области к первой области 68 радиальной кромки вторая область 70 радиальной кромки находится по оси радиально внутри напротив простирающейся в виде конуса зоне 60 области 58 выхода торцевой стенки выходного отверстия 50 для воздуха для обогрева.
Описанное выше исполнение преимущественно выбрано для всех вторых ребер 25 для передачи тепла, которые, в частности, одинаково оформлены и имеют одинаковые размеры в расположенной вблизи области 58 выхода торцевой стенки концевой зоне ее, так что, в частности, также первые области 68 радиальных кромок определяют эту общую огибающую их коническую поверхность.
С этим исполнением осевой концевой зоны корпуса 12 теплообменника создается неравномерная потеря давления проходящего через предназначенное для воздушного потока пространство 47 воздуха, что ведет к тому, что он принуждается к увеличенному контакту с корпусом 12 теплообменника, в частности, с его образованной главным образом в форме шарового колпачка области 18 донной стенки, чтобы там воспринять увеличенное тепло от проходящих вдоль внутренней стороны 20 газообразных продуктов сгорания. Таким образом, обеспечивается, что большая часть транспортированного в газообразных продуктах сгорания тепла может передаваться проходящему корпус 46 отопительного устройства воздуху.
Следует учесть, что подробно описанная выше со ссылкой на фиг. 1 предложенная в соответствии с изобретением форма исполнения корпуса 12 теплообменника может варьироваться самым различным образом. Так, например, у вторых ребер для передачи тепла переход от продольных кромок 64 к радиальным кромкам 66 может быть выполнен скругленным, точно так как переход от соответствующей первой области 58 радиальной кромки к соответствующей второй области 70 радиальной кромки. Также, например, в собранном из синтетического материала, преимущественно из нескольких частей корпусе 6 отопительного устройства переход от окружной стенки 56 корпуса к области 58 выхода торцевой стенки может быть образован одинаково, в частности, в согласовании с образованным во вторых ребрах 26 для передачи тепла переходом, скругленным. Примыкающий к области 58 донной стенки и отклоняющий воздушный поток также в осевом направлении к продольной оси L корпуса преимущественно главным образом центрический выступ 72, который преимущественно по оси завершает встык соответствующие вторые области 70 радиальных кромок вторых ребер 26 для передачи тепла, в осевом направлении и в радиальном направлении может быть выполнен с другими размерами. В принципе радиальные кромки 66, в частности, их первые области 68 радиальных кромок, относительно области 58 выхода торцевой стенки, в частности, ее конической зоны 60, также в противоположность представленной на фиг. 1 установке могли бы быть наклонными, так что от радиально снаружи радиально внутрь расстояние убывает.
Также в области служащих горению и не показанных на фиг. 1 системных областей, а также служащих транспортировке воздуха системных областей отопительное устройство 10 транспортного средства может быть образовано по-другому, чем представлено на фиг. 2, не отклоняясь от принципов настоящего изобретения.
1. Отопительное устройство транспортного средства, содержащее:
- корпус (46) отопительного устройства, причем корпус (46) отопительного устройства ограничивает предназначенное воздушному потоку пространство (47) для нагреваемого воздуха и имеет область (49) входа для входа воздуха в предназначенное для воздушного потока пространство (47) и область (51) для выхода воздуха из предназначенного для воздушного потока пространства (47),
- в корпусе (46) отопительного устройства расположен конструктивный блок (30) камеры сгорания, снабжаемый воздухом, необходимым для горения, и топливом,
- область (11) теплообменника с вытянутым в направлении продольной оси L корпуса и обтекаемым на внешней стороне (24) проходящим в предназначенном для воздушного потока пространстве (47) воздухом корпусом теплообменника, причем на внешней стороне (24) корпуса (12) теплообменника расположены ребра (26) для передачи тепла, причем корпус (46) отопительного устройства имеет окружную стенку (56) корпуса и примыкающую к окружной стенке (56) область (58) выхода торцевой стенки, причем ребра (26) для передачи тепла имеют простирающуюся вдоль окружной стенки (56) корпуса продольную кромку (64) и простирающуюся вдоль области (58) выхода торцевой стенки радиальную кромку (66), причем у по меньшей мере одного ребра (26) для передачи тепла, по меньшей мере участками изменяется расстояние радиальной кромки (66) от области (58) выхода торцевой стенки от радиально снаружи радиально внутрь, предпочтительно увеличивается.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что у всех ребер (26) для передачи тепла расстояние радиальной кромки (66) от области (58) выхода торцевой стенки по меньшей мере участками изменяется от радиально снаружи радиально внутрь, предпочтительно увеличивается.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что область (58) выхода торцевой стенки по меньшей мере участками сформирована сужающейся на конус, при этом расстояние радиальной кромки (66) от области (58) выхода торцевой стенки по меньшей мере в простирающемся вдоль сужающейся на конус зоны (60) области (58) выхода торцевой стенки участке радиальной кромки (66) изменяется, предпочтительно увеличивается.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что сужающаяся на конус зона (60) области (58) выхода торцевой стенки радиально снаружи примыкает к окружной стенке (56) корпуса и радиально внутри примыкает к формирующему выходное отверстие (50) области (51) выхода, предпочтительно по существу цилиндрическому, выходному участку (62) корпуса.
5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что в области с изменяющимся, предпочтительно увеличивающимся, расстоянием по отношению к области (58) выхода торцевой стенки радиальная кромка (66) простирается по существу прямолинейно.
6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что в области с изменяющимся, предпочтительно увеличивающимся, расстоянием по отношению к области (58) выхода торцевой стенки радиальная кромка (66) имеет относительно области (58) выхода торцевой стенки угол в диапазоне от 5° до 15°, предпочтительно около 10°.
7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что у по меньшей мере одного, предпочтительно каждого, ребра (26) для передачи тепла радиальная кромка (66) имеет примыкающую радиально снаружи к продольной кромке (64) первую область (68) радиальной кромки и примыкающую радиально внутри к первой области (68) радиальной кромки и по существу ортогонально ориентированную по отношению к продольной оси (L) вторую область (70) радиальной кромки, причем в первой области (68) радиальной кромки изменяется расстояние радиальной кромки (66) по отношению к области (58) выхода торцевой стенки, преимущественно нарастает, или/и вторая область (70) радиальной кромки в направлении продольной оси (L) корпуса расположена напротив области (51) выхода.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что окружная стенка (56) корпуса по меньшей мере в ее окружающей корпус (12) теплообменника области сформирована цилиндрической, при этом продольная кромка (64) по меньшей мере одного ребра (26) для передачи тепла, предпочтительно все ребра (26) для передачи тепла, имеют в направлении продольной оси (L) корпуса по существу постоянное расстояние по отношению к окружной стенке (56) корпуса.
9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что ребра (26) для передачи тепла простираются по существу прямолинейно в направлении продольной оси (L) корпуса.
10. Устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что корпус (12) теплообменника имеет простирающуюся по существу в направлении продольной оси (L) корпуса, выполненную по существу цилиндрической область (14) окружной стенки и примыкающую к области (14) окружной стенки, предпочтительно выполненную по существу в виде колпачка область (18) донной стенки.
