CS225371B1

CS225371B1 - Výměník tepla s plovoucí trubkovnicí

Info

Publication number: CS225371B1
Application number: CS266782A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Csc Macek
Original assignee: Jan Ing Csc Macek
Priority date: 1982-04-14
Filing date: 1982-04-14
Publication date: 1984-02-13

Abstract

Vynález se týká výměníku tepla s plovoucí trubkovnicí, určený pro chlazení plnicího vzduchu přeplňovaného spalovacího motoru. Chladiče plnicího vzduchu přeplňovaných spalovacích motorů jsou vytvořeny svazkem žebrovaných trubek, upevněných na obou koncích svazku do trubkovnic, které jsou pevně uloženy v plášti chladiče. Chladicí voda protéká žebrovanými trubkami, chladicí vzduch proudí mezi žebry trubek. Vzhledem k velkým rozdílům teplot trubek a nechlazeného pláště, respektive jeho bočních vík, dochází ke značné dilataci trubek, která může vyvolat uvolnění spoje trubek v trubkovnici a dále vniknutí vody do plnícího systému motoru. Známé jsou výměníky tepla, u nichž trubky prochází trubkovnicí s vůlí a jejich konce jsou přivařeny k druhé trubkovnici, vytvořené z tenké pružné desky. (NSR 859 745.) Nevýhodou těchto výměníků je nebezpečí prasknutí tenké trubkovnice. Známé jsou výměníky, u nichž prochází trubky trubkovnicí opět s vůlí. Otvory v trubkovnici jsou osazené a trubky jsou v nich upevněny lamelovými těsnicími kroužky [NDR 42 140). Nevýhodou této konstrukce je jejich vysoká pracnost. Známé jsou i výměníky s plovoucími hlavami, tj. s trubkovnicemi volně uloženými

Description

Známé jsou výměníky tepla, u nichž trubky prochází trubkovnicí s vůlí a jejich konce jsou přivařeny k druhé trubkovnici, vytvořené z tenké pružné desky. (NSR 859 745.) Nevýhodou těchto výměníků je nebezpečí prasknutí tenké trubkovnice.

Známé jsou výměníky, u nichž prochází trubky trubkovnicí opět s vůlí. Otvory v trubkovnici jsou osazené a trubky jsou v nich upevněny lamelovými těsnicími kroužky [NDR 42 140). Nevýhodou této konstrukce je jejich vysoká pracnost.

Známé jsou i výměníky s plovoucími hlavami, tj. s trubkovnicemi volně uloženými

v tělese výměníku a v něm utěsněnými, přičemž trubky jsou v trubkovnicích pevně uložené. (ČSSR 101 200, 109 391, SSSR 279 654, NSR 1 243 706.) Nevýhodou těchto konstrukcí je opět vysoká pracnost. Výměníky této konstrukce mají výhradně tvar válce.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje výměník tepla s plovoucí trubkovnicí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že víko horní plovoucí trubkovnice má na vnější straně žebra a horní víko výměníku má na vnitřní straně žebra, která vyčnívají do mezer mezi žebry víka trubkovnice. Plovoucí trubkovnice je rozdělena na více kratších úseků, přičemž každý úsek trubkovnice je uzavřen samostatným víkem. Víko horní trubkovnice je po obvodu své horní části opatřeno těsnicí přírubou. Pod horním víkem je uložen horní břit a pod víkem horní trubkovnice je uložen dolní břit labyrintového těsnění.

Zamezení proudění vzduchu mezi víkem horní trubkovnice a horním víkem výměníku je dosaženo pomocí vystřídaných žeber, nebo pomocí těsnicí příruby na víku horní trubkovnice, nebo pomocí dvoubřitového labyrintového těsnění.

Výměník tepla podle vynálezu zaručuje bezpečný provoz při chlazení plnicího vzduchu o vysoké teplotě, dané vysokým poměrným stlačením vzduchu v kompresoru a řeší jeden z problémů při náhradě dvoustupňového přeplňovacího zařízení levnějším jednostupňovým.

Příkladné provedení výměníku tepla s plovoucí trubkovnicí je znázorněna na připojeném výkresu. Na obr. 1 je podélný řez výměníkem vedený svislou rovinou, na obr. 2 je příčný řez výměníkem vedený opět svislou rovinou. Na obr. 3 je částečný podélný řez výměníkem, u něhož je horní plovoucí trubkovnice rozdělena na několik kratších úseků. Na obr. 4 je částečný podélný řez víkem horní plovoucí trubkovnice opatřeným těsnicí přírubou. Na obr. 5 je částečný podélný řez víkem horní plovoucí trubkovnice opatřeným labyrintovým těsněním.

Claims

1. Výměník tepla s plovoucí trubkovnicí, sestávající ze svazku žebrovaných trubek, uložených jednak v dolní trubkovnici, jednak v horní plovoucí trubkovnici, uložené s vůlí v plášti výměníku, vyznačený tím, že víko (13) horní plovoucí trubkovnice (12) má na vnější straně žebra (15) a horní víko (5) výměníku má na vnitřní straně žebra (16), která vyčnívají do mezer mezi žebry (15) víka (13].

2. Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený t í m, že horní plovoucí trubkovnice (12) je rozdělena na více kratších úseků

Plášť výměníku tepla, přibližně čtvercového půdorysu, tvoří dvě protilehlé svislé plné bočnice 1, na obr. 2 a dvě protilehlé svislé bočnice 2, na obr. 1, opatřené přírubou 3 pro vstup vzduchu a přírubou 4 pro výstup vzduchu. Plášť výměníku je shora uzavřen horním víkem 5. Spodní stěnu pláště výměníku tvoří dolní trubkovnice 6, ve které jsou upevněny dolní konce žebrovaných trubek 7. Dolní trubkovnice 6 je uzavřena dolním víkem 8, opatřeným přírubou 9 pro vstup a přírubou 10 pro výstup chladicí vody. Ve víku 8 jsou svislé přepážky 11 sloužící k usměrnění proudu vody z jedné řady trubek 7 do druhé řady. Horní konce trubek 7 jsou upevněny v horní plovoucí trubkovnici 12, která je uložena s malou vůlí uvnitř pláště výměníku. Horní trubkovnice 12 je uzavřena víkem 13, opatřeným svislou přepážkou 14 pro usměrnění proudu vody z jedné řady trubek 7 do druhé řady. K zamezení proudění vzduchu mezi víkem 13 horní trubkovnice 12 a horním víkem 5 výměníku slouží žebra 15 na vnější straně víka 13 a žebra 16 na vnitřní straně horního víka 5, vyčnívající do mezer mezi žebry 15.

Pro vysoké tepelné spády je výhodné uspořádání výměníku s horní plovoucí trubkovnicí rozdělenou na více kratších úseků, např. na první úsek 17, druhý úsek 18 a třetí úsek 19, na obr. 3, které jsou uzavřeny prvním víkem 20, druhým víkem 21 a třetím víkem 22. Rozdělení horní plovoucí trubkovnice do více úseků zvyšuje provozní bezpečnost výměníku i při vysokých teplotách, jelikož se vyrovnají odlišné teplotní dilatace jednotlivých řad trubek.

Horní víko 5 může být též bez vnitřních žeber 16 a víko 13 bez vnějších žeber 15, je-li opatřeno těsnicí přírubou 23, na obr. 4, která nahrazuje funkci žeber 15 a 16. Alternativně může být těsnicí příruba 23 nahrazena labyrintovým těsněním vytvořeným horním břitem 24, uloženým pod horním víkem 5 a dolním břitem 25, uloženým pod víkem 13 horní trubkovnice 12.

VYNÁLEZU (17, 18, 19), přičemž každý úsek (17, 18, 19) je uzavřen samostatným víkem (20, 21, 22).

3. Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, že víko (13) horní plovoucí trubkovnice (12) je po obvodu své horní části opatřeno těsnicí přírubou (23).

4. Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, že pod horním víkem (5) je uložen horní břit (24) a pod víkem (13) horní trubkovnice (12) je uložen dolní břit (25) labyrintového těsnění.