PL73880Y1 - Urządzenie do chłodzenia silnika spalinowego i wytwarzania energii elektrycznej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do chłodzenia silnika spalinowego i wytwarzania energii elektrycznej posiadające rurę cieczy chłodzącej, wentylator, ogniwa Peltiera i konwerter napięcia. Charakteryzuje się on tym, że składa się z rury (1) miedzianej z przepływającą nagrzaną cieczą chłodzącą, której przekrój poprzeczny obydwu końców ma kształt pierścienia. Przekrój poprzeczny pomiędzy jej końcami ma dwa równoległe boki połączone wycinkami pierścienia. Rura (1) ma kształt meandryczny, składający się z równoległych, prostych odcinków połączonych łukami oraz końce rury (1) ułożone są po tej samej stronie i równolegle do jej prostych odcinków i do każdej płaskiej powierzchni prostego odcinka rury (1) przyklejone są klejem termoprzewodzącym moduły Peltiera (2), stronami pochłaniającymi ciepło. Do stron modułów Peltiera (2) oddających ciepło przyklejony jest klejem termoprzewodzącym płaskownik (3) ze stopu aluminium, bokiem o większej powierzchni, który ułożony jest równolegle do prostego odcinka rury (1). Do przeciwległego boku płaskownika (3), prostopadle do niego, przytwierdzone są lamele (4) ze stopu aluminium. Moduły Peltiera (2) podłączone są do konwertera napięcia (5), tudzież po jednej stronie prostych odcinków rury (1) z zaokrągloną powierzchnią, będącej wlotem powietrza do urządzenia, nad każdą ich zaokrągloną powierzchnią znajduje się osłona (7) w postaci wygiętej w łuk blachy, przymocowanej do boków płaskowników (3) o mniejszej powierzchni, znajdujących się po obydwu stronach płaskich powierzchni każdego, prostego odcinka rury (1). Po drugiej stronie prostych odcinków rury (1) z zaokrągloną powierzchnią, będącej wylotem powietrza z urządzenia, zamocowany jest wentylator (6) osiowy ssący.

Description

Opis wzoru Wzorem uzytkowym jest urzadzenie do chlodzenia silnika spalinowego i wytwarzania energii elektrycznej. Dotychczas znane sa rozwiazania urzadzen do rozpraszania i odzysku ciepla zbednego jaw- nego z silnika spalinowego. Do rozpraszania ciepla z silników standardowo wykorzystywane sa chlod- nice lamelowe. W pojazdach wykorzystywane sa równiez urzadzenia do termoelektrycznego wytwa- rzania energii (generatory TEG). Odzyskiwane jest glównie cieplo bezposrednio ze spalin, z plynu chlodniczego oraz z korpusu silnika i od elementów nagrzewanych wskutek tarcia. W opisie patento- wym US9145812B2 opisane sa termoelektryczne moduly odzyskujace energie z gazów spalinowych, montowane w ukladzie wydechowym samochodów. Podobne rozwiazanie dla dowolnych pojazdów spa- linowych opisane jest w zgloszeniu patentowym KR20160048671 A. Urzadzenie, które generuje prad poprzez wykorzystanie ciepla z bloku silnika opisane jest w zgloszeniu patentowym US20150128590A1. W zaprezentowanym urzadzeniu moduly termoelektryczne o róznych ksztaltach zamontowane sa bez- posrednio na korpusie silnika, który podczas pracy silnika ma podwyzszona temperature. Z kolei w opisie patentowym US7878283B2 przedstawiony jest modul termoelektryczny przymocowany do cylindrów sil- nika. W opisie patentowym US9470115B2 ujawniona jest konstrukcja dzielonego radiatora, który opty- malizuje rozpraszanie ciepla i umozliwia odzysk energii. Znane sa równiez rozwiazania, w których odzy- skuje sie cieplo z plynów uzywanych do chlodzenia. W opisie zgloszenia patentowego US4753682A przedstawione jest rozwiazanie, w którym moduly termoelektryczne TEG wykorzystywane sa do genero- wania pradu z goracego plynu chlodniczego. Opis zgloszenia patentowego GB978441A ujawnia uklad chlodzacy skladajacy sie z ukladu wy- mienników ciepla pracujacych w róznych temperaturach, przy czym wymienniki te oddzielone sa modu- lami Peltiera. Przedmiotem zgloszenia patentowego US4753682A jest urzadzenie do odzyskiwania rozprasza- nego ciepla i do generowania pradu w pojazdach z silnikiem spalinowym. Charakteryzujace sie ono tym, ze zawiera blok termoelektryczny wyposazony w co najmniej jedno bimetaliczne ogniwo Peltiera styka- jace sie jedna powierzchnia z cyrkulujacym plynem uzywanym do chlodzenia silnika. Wedlug przykladu wykonania blok termoelektryczny zawierajacy bimetaliczne ogniwa Peltiera sklada sie z metalowego wymiennika ciepla, który efektywnie wymienia cieplo z otoczeniem. Wymiennik ten podlaczony jest do ukladu chlodzacego silnik przed miejscem, w którym ciecz chlodzaca doprowadzana jest do chlodnicy. Wzorem uzytkowym jest urzadzenie do chlodzenia silnika spalinowego i wytwarzania energii elektrycznej posiadajace rure cieczy chlodzacej, wentylator, ogniwa Peltiera i konwerter napiecia. Jego istota jest to, ze sklada sie z rury miedzianej z przeplywajaca nagrzana ciecza chlodzaca, której prze- krój poprzeczny obydwu konców ma ksztalt pierscienia. Przekrój poprzeczny pomiedzy jej koncami ma dwa równolegle boki polaczone wycinkami pierscienia. Rura ma ksztalt meandryczny skladajacy sie z równoleglych prostych odcinków polaczonych lukami oraz konce rury ulozone sa po tej samej stronie równolegle do jej prostych odcinków i do kazdej plaskiej powierzchni prostego odcinka rury przyklejone sa klejem termoprzewodzacym moduly Peltiera stronami pochlaniajacymi cieplo. Od stron modulów Peltiera oddajacych cieplo przyklejony jest klejem termoprzewodzacym plaskownik ze stopu aluminium, bokiem o wiekszej powierzchni, który ulozony jest równolegle do prostego odcinka rury. Do przeciwle- glego boku plaskownika, prostopadle do niego, przytwierdzone sa lamele ze stopu aluminium. Moduly Peltiera podlaczone sa do konwertera napiecia tudziez po jednej stronie prostych odcinków rury z zao- kraglona powierzchnia, bedacej wlotem powietrza do urzadzenia, nad kazda ich zaokraglona po- wierzchnia znajduje sie oslona w postaci wygietej w luk blachy przymocowanej do boków plaskowników o mniejszej powierzchni znajdujacych sie po obydwu stronach plaskich powierzchni kazdego prostego odcinka rury. Po drugiej stronie prostych odcinków rury z zaokraglona powierzchnia, bedacej wylotem powietrza z urzadzenia, zamocowany jest wentylator osiowy ssacy. Korzystnym skutkiem zastosowania wzoru uzytkowego jest to, ze urzadzenie spelnia role za- równo standardowej lamelowej chlodnicy odbierajacej niekorzystne cieplo z silnika spalinowego jak i ge- neratora energii elektrycznej. Wzór uzytkowy zostal przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym poszcze- gólne figury przedstawiaja: Fig. 1 – widok perspektywiczny urzadzenia od tylu, Fig. 2 – widok perspektywiczny czesci urzadzenia z rura, modulami Peltiera, plaskownikami i lamelami od przodu,3 Fig. 2a – szczególu A z Fig. 2, Fig. 3 – przekrój urzadzenia wzdluz linii B-B. Urzadzenie do chlodzenia silnika spalinowego i wytwarzania energii elektrycznej w przykladzie wykonania sklada sie z rury 1 miedzianej z przeplywajaca nagrzana ciecza chlodzaca, której przekrój poprzeczny obydwu konców ma ksztalt pierscienia. Przekrój poprzeczny rury 1 pomiedzy koncami ma dwa równolegle boki o dlugosci 30 mm i grubosci 1 mm polaczone wycinkami pierscienia o wewnetrz- nym promieniu zaokraglenia 5 mm i grubosci 1 mm. Calkowita dlugosc rury wynosi 3,5 m. Rura 1 ma meandryczny ksztalt i sklada sie z osmiu odcinków prostych o dlugosci 361 mm oraz siedmiu luków o wewnetrznym promieniu zaokraglenia i kacie odpowiednio 45 mm i 180°. Konce rury 1 ulozone sa po tej samej stronie i równolegle do jej prostych odcinków. Do kazdej plaskiej powierzchni prostego odcinka rury 1 przyklejone sa moduly Peltiera 2 stronami pochlaniajacymi cieplo. Uzyto termoprzewodzacego kleju AG TermoGlue, a jako moduly Peltiera 2 zastosowano moduly termoelektryczne TES112705 o wy- miarach 30 - 30 mm, o napieciu nominalnym 12 V i pradzie maksymalny 5 A, które maja mozliwosc generowania energii elektrycznej wykorzystujac zjawisko Seebecka. Na kazdej plaskiej powierzchni prostego odcinka rury 1 przyklejonych jest dziesiec modulów Peltiera 2 ustawionych w szereg. Do od- dajacych cieplo stron modulów Peltiera 2 przyklejony jest termoprzewodzacym klejem plaskownik 3 ze stopu aluminium bokiem o wiekszej powierzchni, który ulozony jest równolegle do prostego odcinka rury 1. Przekrój poprzeczny plaskownika 3 ma dlugosc 30 mm i grubosci 2 mm. Do przeciwleglego boku plaskownika 3, prostopadle do niego, przylutowane sa tworzace radiator lamele 4 ze stopu aluminium, które zwiekszaja wymiane ciepla. Lamele te o dlugosci 30 mm, wysokosci 20 mm i grubosci 0,1 mm rozstawione sa wzdluz plaskowników 3 co 4 mm. Po jednej stronie prostych odcinków rury 1 z zaokra- glona powierzchnia, bedacej wlotem powietrza do urzadzenia, nad kazda ich zaokraglona powierzchnia znajduje sie oslona 7 w postaci wygietej w luk blachy przymocowanej do boków plaskowników 3 o mniej- szej powierzchni znajdujacych sie po obydwu stronach plaskich powierzchni kazdego prostego odcinka rury 1. Po drugiej stronie prostych odcinków rury 1 z zaokraglona powierzchnia, bedacej wylotem po- wietrza z urzadzenia, zamontowana jest wyprofilowana plastikowa obudowa. W centralnym otworze tej obudowy zamocowany jest wentylator 6 osiowy ssacy, którym jest wentylator SPAL VA09-AP8/C-27A o napieciu 12 VDC, srednicy 280 mm i wydatku 1280 m 3 /h. Wewnatrz rury 1 przeplywa glikol, który w obiegu zamknietym odbiera energie cieplna z silnika spalinowego. W urzadzeniu znajduje sie 160 polaczonych szeregowo modulów Peltiera 2, które podlaczone sa do konwertera napiecia 5 Eyonder EYD-DTD48S125060 o mocy 720 W, napieciu wejsciowym do 60 VDC i napieciu wyjsciowym 12 VDC. Wykaz oznaczen 1 – rura 2 – modul Peltiera 3 – plaskownik 4 – lamele – konwerter napiecia 6 – wentylator 7 – oslona PL PL

Claims (1)

Zastrzezenie ochronne

1. Urzadzenie do chlodzenia silnika spalinowego i wytwarzania energii elektrycznej posiadajace rure cieczy chlodzacej, wentylator, ogniwa Peltiera i konwerter napiecia znamienne tym, ze sklada sie z rury (1) miedzianej z przeplywajaca nagrzana ciecza chlodzaca, której przekrój poprzeczny obydwu konców ma ksztalt pierscienia, zas przekrój poprzeczny pomiedzy jej kon- cami ma dwa równolegle boki polaczone wycinkami pierscienia, przy czym rura (1) ma ksztalt meandryczny skladajacy sie z równoleglych prostych odcinków polaczonych lukami oraz konce rury (1) ulozone sa po tej samej stronie i równolegle do jej prostych odcinków i do kazdej plaskiej powierzchni prostego odcinka rury (1) przyklejone sa klejem termoprzewodzacym mo- duly Peltiera (2) stronami pochlaniajacymi cieplo, a do stron modulów Peltiera (2) oddajacych cieplo przyklejony jest klejem termoprzewodzacym plaskownik (3) ze stopu aluminium, bokiem o wiekszej powierzchni, który ulozony jest równolegle do prostego odcinka rury (1), zas do przeciwleglego boku plaskownika (3), prostopadle do niego, przytwierdzone sa lamele (4) ze stopu aluminium, przy czym moduly Peltiera (2) podlaczone sa do konwertera napiecia (5) tudziez po jednej stronie prostych odcinków rury (1) z zaokraglona powierzchnia, bedacej wlo- tem powietrza do urzadzenia, nad kazda ich zaokraglona powierzchnia znajduje sie oslona (7) w postaci wygietej w luk blachy przymocowanej do boków plaskowników (3) o mniejszej po- wierzchni znajdujacych sie po obydwu stronach plaskich powierzchni kazdego prostego od- cinka rury (1), natomiast po drugiej stronie prostych odcinków rury (1) z zaokraglona po- wierzchnia, bedacej wylotem powietrza z urzadzenia, zamocowany jest wentylator (6) osiowy ssacy.