RU2350483C1 - Power plant cooling system radiator - Google Patents

Power plant cooling system radiator Download PDF

Info

Publication number
RU2350483C1
RU2350483C1 RU2007139878/11A RU2007139878A RU2350483C1 RU 2350483 C1 RU2350483 C1 RU 2350483C1 RU 2007139878/11 A RU2007139878/11 A RU 2007139878/11A RU 2007139878 A RU2007139878 A RU 2007139878A RU 2350483 C1 RU2350483 C1 RU 2350483C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
radiator
cooled
coolant
exchange elements
Prior art date
Application number
RU2007139878/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Львович Астановский (RU)
Дмитрий Львович Астановский
Лев Залманович Астановский (RU)
Лев Залманович Астановский
Антон Владимирович Бурданов (RU)
Антон Владимирович Бурданов
Павел Васильевич Вертелецкий (RU)
Павел Васильевич Вертелецкий
Original Assignee
Дмитрий Львович Астановский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Львович Астановский filed Critical Дмитрий Львович Астановский
Priority to RU2007139878/11A priority Critical patent/RU2350483C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2350483C1 publication Critical patent/RU2350483C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: radiator consists of a horizontally positioned cylinder body with nipples for inlet and outlet of heat medium(a) being cooled with heat exchanger package(s) arranged along the body longitudinal axis to form distribution manifold(s). Each package is composed of horizontally positioned heat exchanger elements. Heat exchanger elements of each package adjoin each other, are interconnected with horizontal welds and (due to presence of spacer projections) provide for formation of external horizontal conduits enabling axial motion of the coolant air being circulated by the blower fan. Each heat exchanger element is hollow inside composed of two walls with spacer projections shaped as Archimedean spiral in cross-section. On two sides they are interconnected with circular welds so that to provide for formation of a radial-and-heliform conduit for the heat medium being cooled inside the intracavity. The intracavities of all the heliciform heat exchanger elements of all the packages communicate with the distribution manifolds.
EFFECT: enhanced heat efficiency, operational reliability and space effectiveness of the radiator enabling simultaneous cooling of one, two or multiple immiscible process medium(a).
6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, конкретно касается систем охлаждения силовых установок и предназначено, в первую очередь, для использования в составе различных транспортных средств, а также может быть применено для стационарных теплоэнергетических установок.The invention relates to mechanical engineering, specifically relates to cooling systems of power plants and is intended primarily for use in various vehicles, and can also be used for stationary thermal power plants.

Для отвода теплоты от силовых установок (двигателей внутреннего и внешнего сгорания и т.п.), как правило, используются системы с охлаждающими устройствами, основной частью которых являются радиаторы, в которых теплота от охлаждаемой рабочей среды отводится воздухом, прокачиваемым через радиатор установленным за ним вентилятором.To remove heat from power plants (internal and external combustion engines, etc.), as a rule, systems with cooling devices are used, the main part of which are radiators, in which the heat from the cooled working medium is removed by air pumped through a radiator installed behind it a fan.

Применяемые радиаторы различаются по назначению (для охлаждения воды или антифриза, масла, наддувочного воздуха), по геометрической форме (квадратные, прямоугольные, кольцеобразные), по типу теплообменных (теплорассеивающих) поверхностей, по количеству контуров охлаждения. Чаще всего применяются трубчато-пластинчатые поверхности (для тракторов, комбайнов, тягачей и тяжелых грузовых машин), трубчато-ленточные поверхности (для легковых автомобилей, легких и средних грузовиков) и т.п. При этом фронтальная площадь радиатора имеет форму квадрата или прямоугольника. В отдельных случаях применяются пластинчатые (в том числе пластинчато-ленточные) поверхности охлаждения.The used radiators differ in purpose (for cooling water or antifreeze, oil, charge air), in geometric shape (square, rectangular, ring-shaped), in the type of heat exchange (heat dissipating) surfaces, in the number of cooling circuits. The most commonly used tubular-lamellar surfaces (for tractors, combines, tractors and heavy trucks), tubular-tape surfaces (for cars, light and medium trucks), etc. In this case, the frontal area of the radiator is in the form of a square or rectangle. In some cases, plate (including plate and tape) cooling surfaces are used.

В некоторых силовых установках используют комбинированные (многоконтурные) системы охлаждения, в которых, помимо отвода теплоты от двигателя с помощью циркулирующей жидкости (антифриза или воды), охлаждают также другие рабочие среды - масло двигателя, масло агрегатов и узлов трансмиссии, масло систем управления, наддувочный воздух. В этом случае устанавливают несколько радиаторов либо выполняют радиатор с несколькими секциями (отдельно для каждой охлаждаемой рабочей среды).In some power plants, combined (multi-circuit) cooling systems are used, in which, in addition to removing heat from the engine using circulating fluid (antifreeze or water), other working fluids are also cooled - engine oil, oil of aggregates and transmission units, control system oil, pressurization air. In this case, install several radiators or perform a radiator with several sections (separately for each cooled working environment).

Наиболее распространены жидкостные системы охлаждения двигателей, работающие при давлении в контуре, равном атмосферному или незначительно превышающем его. При этом температура жидкости на выходе из двигателя поддерживается на уровне 90-95°С. Однако перспективным является применение полностью герметизированных систем с давлением до 0,2МПа и температурой жидкости до 120°С. В этом случае существенно возрастает температурный перепад между жидкостью и воздухом и, соответственно, увеличивается удельный теплосъем с теплорассеивающей поверхности, благодаря чему габаритные размеры и масса радиатора могут быть значительно уменьшены.The most common liquid engine cooling systems operating at a pressure in the circuit equal to atmospheric or slightly higher than it. In this case, the temperature of the liquid at the outlet of the engine is maintained at a level of 90-95 ° C. However, the use of fully sealed systems with a pressure of up to 0.2 MPa and a liquid temperature of up to 120 ° C is promising. In this case, the temperature difference between the liquid and air increases significantly and, accordingly, the specific heat removal from the heat-dissipating surface increases, due to which the overall dimensions and mass of the radiator can be significantly reduced.

Известны радиаторы квадратной и прямоугольной формы с трубчато-пластинчатой и трубчато-ленточной теплорассеивающей поверхностью (Бурков В.В., Индейкин А.И. Автотракторные радиаторы. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1978, с.9, 36).Known are square and rectangular radiators with a tubular-lamellar and tubular-tape heat dissipating surface (Burkov V.V., Indeykin A.I. Automotive tractor radiators. Reference manual. - L .: Engineering, Leningrad Branch, 1978, p. 9, 36 )

Недостатки радиаторов этого типа заключаются в следующем:The disadvantages of radiators of this type are as follows:

- при такой форме радиатора создаются неблагоприятные условия обдува теплорассеивающей поверхности, так как ометаемая вентилятором площадь не превышает 75-80% его фронтальной площади (Автомобильные двигатели, под ред. Ховаха М.С. - М.: Машиностроение, 1977, с.538);- with this form of the radiator, adverse conditions are created for blowing the heat-dissipating surface, since the area swept by the fan does not exceed 75-80% of its frontal area (Automobile engines, under the editorship of MS Hovakh - M .: Mechanical Engineering, 1977, p. 538) ;

- конструкция теплорассеивающей поверхности недостаточно надежна из-за большого объема сварных (паяных) соединений тонкостенных элементов;- the design of the heat-dissipating surface is not reliable enough due to the large volume of welded (soldered) joints of thin-walled elements;

- такая теплорассеивающая поверхность имеет недостаточную статическую и динамическую прочность, что препятствует широкому внедрению эффективных герметизированных систем охлаждения, работающих при повышенных давлениях;- such a heat dissipating surface has insufficient static and dynamic strength, which prevents the widespread adoption of effective sealed cooling systems operating at elevated pressures;

- направляющий кожух вентилятора должен выполняться с переходом от круглой формы (на стороне вентилятора) к квадратной или прямоугольной (в месте его присоединения к радиатору).- the fan guiding casing should be carried out with the transition from a round shape (on the side of the fan) to square or rectangular (at the point of its connection to the radiator).

Известен также радиатор системы охлаждения силовой установки транспортного средства, сердцевина (теплорассеивающая поверхность) которого образована рядом ячеек прямоугольной формы с горизонтальными теплообменными трубками. Входы и выходы каждой группы ячеек соединены между собой вертикальными патрубками, причем на входе в каждую ячейку установлен двухпозиционный кран, а на выходе - обратный клапан для отключения ячейки при выходе ее из строя (RU 2266827 С2, В60К 11/02). Данной конструкции свойственны все недостатки, характерные для радиаторов квадратной и прямоугольной формы. Кроме того, такой радиатор сложен и недостаточно надежен из-за большого количества разъемных соединений, кранов и клапанов, что повышает вероятность протечек охлаждаемой жидкости через эти соединения.Also known is the radiator of the cooling system of a power plant of a vehicle, the core (heat-dissipating surface) of which is formed by a series of rectangular cells with horizontal heat-exchange tubes. The inputs and outputs of each group of cells are interconnected by vertical pipes, and at the entrance to each cell there is a two-position valve, and at the output there is a check valve to turn off the cell when it fails (RU 2266827 C2, B60K 11/02). This design is characterized by all the disadvantages characteristic of square and rectangular radiators. In addition, such a radiator is complex and not sufficiently reliable due to the large number of detachable connections, taps and valves, which increases the likelihood of leaks of the cooled liquid through these connections.

Известен также трехконтурный блок радиаторов, состоящий из трех радиаторов прямоугольной формы, предназначенных для охлаждения соответственно масла гидроусилителя руля, масла двигателя и воды, установленных последовательно по потоку охлаждающего воздуха (там же, с.8). Недостатки такой конструкции:Also known is a three-circuit block of radiators, consisting of three rectangular radiators, designed for cooling, respectively, power steering oil, engine oil and water, installed in series along the flow of cooling air (ibid., P. 8). The disadvantages of this design:

- затрудненность доступа к составным частям блока при его обслуживании;- difficulty in accessing the component parts of the unit during its maintenance;

- сложность обеспечения воздушной плотности в соединениях радиаторов между собой, и, как следствие, возможность подсосов воздуха через эти соединения;- the difficulty of ensuring air density in the connections of the radiators to each other, and, as a consequence, the possibility of air leaks through these connections;

- увеличенная глубина блока по продольной оси из-за необходимых зазоров между блоками;- increased block depth along the longitudinal axis due to the necessary gaps between the blocks;

- все недостатки радиаторов, связанные с их прямоугольной формой.- all the shortcomings of radiators associated with their rectangular shape.

Известен также трехконтурный блок радиаторов, состоящий из трех радиаторов, предназначенных для охлаждения соответственно наддувочного воздуха, масла и воды и установленных один за другим последовательно по потоку охлаждающего воздуха, причем для обеспечения доступа к каждому из радиаторов с целью проведения обслуживания и ремонта масляный и воздушный радиаторы установлены на шарнирах с возможностью поворота в разных плоскостях относительно водяного радиатора (SU 1509295 с пр. от 18.01.1988, В60К 11/04). Недостатками такой конструкции являются:A three-circuit radiator block is also known, consisting of three radiators designed to cool respectively charge air, oil and water and installed one after the other in series along the flow of cooling air, and to provide access to each of the radiators for the purpose of servicing and repairing oil and air radiators mounted on hinges with the possibility of rotation in different planes relative to the water radiator (SU 1509295 with ave. from 01/18/1988, B60K 11/04). The disadvantages of this design are:

- сложность обеспечения воздушной плотности в соединениях радиаторов между собой, и, как следствие, возможность подсосов воздуха через эти соединения (что приводит к перегрузке вентилятора и, как следствие, к увеличению мощности, затрачиваемой на его привод);- the difficulty of ensuring air density in the connections of the radiators to each other, and, as a result, the possibility of suction of air through these connections (which leads to overload of the fan and, as a result, to an increase in the power spent on its drive);

- увеличенная глубина блока по продольной оси из-за необходимых зазоров между блоками;- increased block depth along the longitudinal axis due to the necessary gaps between the blocks;

- сложность и увеличенная масса блока радиаторов из-за необходимости оснащения его шарнирными соединениями, опорными тягами, кронштейнами, фиксаторами, разъемными воздуховодами и другими элементами, необходимыми для обеспечения возможности поворота воздушного и масляного радиаторов при обслуживании устройства;- the complexity and increased mass of the radiator block due to the need to equip it with swivel joints, support rods, brackets, clips, detachable ducts and other elements necessary to enable rotation of the air and oil radiators when servicing the device;

- все недостатки радиаторов, связанные с их прямоугольной формой.- all the shortcomings of radiators associated with their rectangular shape.

Наиболее близким к изобретению является выбранный в качестве прототипа кольцеобразный комбинированный двухконтурный радиатор фирмы «Аутокюлер-Гессельшафт» (ФРГ) с трубчато-ленточной теплорассеивающей поверхностью, образованной согнутыми в виде полуколец трубками, закрепленными в коллекторах подвода и отвода жидкости (Бурков В.Н., Индейкин А.И. Автотракторные радиаторы. Справочное пособие. - Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение. 1978, с.10). Недостаток такого радиатора - низкая ремонтопригодность и сложность технологии изготовления, связанные с большим количеством паяных швов и тем, что каждая трубка имеет свой радиус гиба. Кроме того, в процессе работы имеет место неравномерность распределения жидкости по трубкам из-за разной длины трубок и, соответственно, различного их гидравлического сопротивления.Closest to the invention is a ring-shaped combined double-circuit radiator of the company "Autoküler-Hesselshaft" (Germany) selected as a prototype with a tubular-ribbon heat dissipating surface formed by tubes bent in the form of half rings fixed in the manifolds for supplying and discharging liquid (V. Burkov, Indeykin A.I. Automotive Tractor Radiators.Handbook. - L.: Mechanical Engineering. Leningrad Branch. 1978, p. 10). The disadvantage of this radiator is its low maintainability and the complexity of manufacturing technology associated with a large number of soldered seams and the fact that each tube has its own bending radius. In addition, in the process of work there is an uneven distribution of fluid in the tubes due to the different lengths of the tubes and, accordingly, their different hydraulic resistance.

Задачей настоящего изобретения является повышение тепловой эффективности, эксплуатационной надежности и компактности радиатора при обеспечении возможности охлаждения одной, двух и более несмешивающихся рабочих сред.The objective of the present invention is to increase thermal efficiency, operational reliability and compactness of the radiator while providing the possibility of cooling one, two or more immiscible working environments.

Поставленная задача решается путем создания конструкции радиатора с радиально-спиральной теплорассеивающей поверхностью.The problem is solved by creating a design of a radiator with a radially spiral heat dissipating surface.

В радиаторе, содержащем горизонтальный цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода охлаждаемых теплоносителей, вдоль продольной оси которого, последовательно по потоку охлаждающего воздуха, установлены один или более блоков теплообменных элементов с образованием периферийного кольцеобразного и центрального цилиндрического распределительных коллекторов;In a radiator containing a horizontal cylindrical body with nozzles for supplying and discharging cooled coolants, along the longitudinal axis of which, successively along the flow of cooling air, one or more blocks of heat-exchange elements are installed with the formation of a peripheral annular and central cylindrical distribution manifolds;

каждый блок сформирован из горизонтально установленных теплообменных элементов, причем теплообменные элементы каждого блока прилегают друг к другу, сварены между собой горизонтальными швами и благодаря наличию дистанционирующих выступов, выполняющих одновременно функции интенсификаторов теплообмена, образуют наружные горизонтальные щелевые каналы для перемещения в аксиальном направлении прокачиваемого вентилятором охлаждающего воздуха;each block is formed of horizontally mounted heat exchange elements, and the heat exchange elements of each block are adjacent to each other, are welded together by horizontal seams and, due to the presence of spacing protrusions, which simultaneously serve as heat transfer intensifiers, form external horizontal slotted channels for moving cooling air pumped by the fan in the axial direction ;

каждый теплообменный элемент выполнен полым и представляет собой две стенки с дистанционирующими выступами, имеющие в поперечном сечении форму спирали Архимеда, сваренные между собой по двум сторонам кольцеобразными швами и образующие во внутренней полости радиально-спиральный щелевой канал для охлаждаемого теплоносителя, причем внутренние полости спиралевидных теплообменных элементов всех блоков сообщаются с периферийным и центральным распределительными коллекторами;each heat-exchange element is made hollow and consists of two walls with spacing protrusions having a cross-sectional shape of an Archimedes spiral, welded together on two sides by ring-shaped seams and forming in the inner cavity a radial-spiral slotted channel for the cooled coolant, and the internal cavities of the spiral-shaped heat-exchange elements all units communicate with peripheral and central distribution manifolds;

блок может быть выполнен одноходовым (по всем спирально-радиальным каналам теплоноситель перемещается в одном направлении: из периферийного распределительного коллектора в центральный распределительный коллектор с последующим отводом из него теплоносителя в систему охлаждения) или двухходовым, в котором с помощью перегородок, установленных в периферийном распределительном коллекторе, весь теплоноситель направляется через часть радиально-спиральных каналов, ограниченных этими перегородками, в центральный распределительный коллектор, откуда через остальные радиально-спиральные каналы возвращается в периферийный распределительный коллектор и выводится из аппарата;the unit can be made single-pass (along all spiral-radial channels, the coolant moves in one direction: from the peripheral distribution manifold to the central distribution manifold with subsequent removal of the coolant from it into the cooling system) or two-way, in which, using partitions installed in the peripheral distribution manifold , the entire coolant is directed through a part of the radially spiral channels bounded by these partitions to the central distribution manifold a torus, from where, through the remaining radial-spiral channels, it returns to the peripheral distribution manifold and is removed from the apparatus;

с помощью дополнительных перегородок, установленных в периферийном и центральном распределительных коллекторах, радиатор может быть разделен на отдельные секторы для охлаждения различных теплоносителей (например, охлаждающей жидкости и масла), причем каждый сектор снабжен патрубками подвода и отвода охлаждаемого в этой секции теплоносителя;with the help of additional partitions installed in the peripheral and central distribution manifolds, the radiator can be divided into separate sectors for cooling various coolants (for example, coolant and oil), and each sector is equipped with nozzles for supplying and discharging the coolant cooled in this section;

при установке в радиаторе двух или более блоков (двух- или многорядное исполнение) между смежными блоками в периферийном и центральном распределительных коллекторах установлены вертикальные перегородки, которые разделяют радиатор на отдельные изолированные полости, количество которых равно количеству установленных блоков, причем каждая полость снабжена патрубками подвода и отвода охлаждаемого в этой полости теплоносителя.when two or more blocks are installed in the radiator (two- or multi-row execution), vertical partitions are installed between adjacent blocks in the peripheral and central distribution manifolds, which divide the radiator into separate isolated cavities, the number of which is equal to the number of installed blocks, each cavity equipped with supply pipes and removal of the coolant cooled in this cavity.

Кроме того, при двух- или многорядном исполнении радиатора каждый блок может быть сформирован из теплообменных элементов с оптимальными для данного вида теплоносителя геометрическими характеристиками (ширина каналов, тип и размеры дистанционирующих выступов).In addition, with a two- or multi-row design of the radiator, each block can be formed of heat exchange elements with geometric characteristics that are optimal for this type of heat transfer medium (channel width, type and size of spacing protrusions).

Предлагаемое изобретение ниже поясняется конкретными примерами его использования и прилагаемыми чертежами:The invention is illustrated below with specific examples of its use and the accompanying drawings:

на фиг.1 представлен общий вид однорядного одноходового радиатора;figure 1 presents a General view of a single-row single-pass radiator;

на фиг.2 - общий вид однорядного двухходового радиатора;figure 2 is a General view of a single-row two-way radiator;

на фиг.3 - общий вид комбинированного однорядного двухходового радиатора (для охлаждения двух теплоносителей);figure 3 is a General view of a combined single-row two-way radiator (for cooling two coolants);

на фиг.4 - общий вид комбинированного двухрядного радиатора (для охлаждения двух теплоносителей).figure 4 is a General view of a combined double-row radiator (for cooling two coolants).

Однорядный одноходовой радиатор (фиг.1) содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 с патрубками подвода 2 и отвода 3 охлаждаемого теплоносителя, вдоль продольной оси которого установлен блок 4 теплообменных элементов с образованием кольцеобразного периферийного распределительного коллектора 5 и цилиндрического центрального распределительного коллектора 6. Каждый блок сформирован из горизонтально установленных теплообменных элементов 7, причем теплообменные элементы прилегают друг к другу, сварены между собой горизонтальными швами и образуют благодаря наличию дистанционирующих выступов наружные горизонтальные щелевые каналы для перемещения в аксиальном направлении охлаждающего воздуха. Каждый теплообменный элемент 7 выполнен полым и представляет собой две стенки с дистанционирующими выступами, имеющие в поперечном сечении форму спирали Архимеда, сваренные между собой по двум сторонам кольцеобразными швами и образующие во внутренней полости радиально-спиральный щелевой канал для протока охлаждаемого теплоносителя, причем внутренние полости спиралевидных теплообменных элементов всех блоков сообщаются с периферийным 5 и центральным 6 распределительными коллекторами.A single-row one-way radiator (Fig. 1) contains a horizontal cylindrical body 1 with nozzles for supplying 2 and removal 3 of the cooled coolant, along the longitudinal axis of which a block 4 of heat exchange elements is installed to form an annular peripheral distribution manifold 5 and a cylindrical central distribution manifold 6. Each block is formed of horizontally mounted heat exchange elements 7, the heat exchange elements adjacent to each other, welded together by horizontal welds E and form due to the presence of spacer protrusions outer horizontal slotted channels to move in the axial direction of the cooling air. Each heat-exchange element 7 is made hollow and consists of two walls with spacing protrusions having a cross-sectional shape of an Archimedes spiral, welded together on two sides by ring-shaped seams and forming in the inner cavity a radial-spiral slotted channel for the flow of the cooled coolant, and the internal cavities are spiral-shaped heat-exchange elements of all blocks communicate with peripheral 5 and central 6 distribution manifolds.

Однорядный двухходовой радиатор (фиг.2) отличается от показанного выше однорядного одноходового радиатора тем, что периферийный распределительный коллектор разделен двумя перегородками 8 и 9 на две полости 10 и 11, причем полость 10 с частью теплообменных элементов 12 снабжена патрубком 13 подвода теплоносителя, а полость 11 сообщается с другой частью теплообменных элементов 14 и снабжена патрубком 15 отвода теплоносителя.The single-row two-way radiator (Fig. 2) differs from the one-row single-pass radiator shown above in that the peripheral distribution manifold is divided by two baffles 8 and 9 into two cavities 10 and 11, the cavity 10 with a portion of the heat exchange elements 12 being provided with a nozzle 13 for supplying the heat carrier, and the cavity 11 communicates with another part of the heat exchange elements 14 and is provided with a nozzle 15 for removal of the coolant.

Комбинированный однорядный двухходовой радиатор для охлаждения двух несмешивающихся теплоносителей (фиг.3) снабжен перегородками 17 и 18 в периферийном распределительном коллекторе и перегородкой 19 в центральном распределительном коллекторе, разделяющими радиатор на два изолированных сектора - по одному для каждого теплоносителя, а также перегородками 20 и 21, разделяющими каждый сектор на два хода по теплоносителю, причем каждый сектор снабжен своими патрубками подвода 22 и 23,а также патрубками отвода 23 и 25 соответствующего теплоносителя.The combined single-row two-way radiator for cooling two immiscible coolants (Fig. 3) is equipped with partitions 17 and 18 in the peripheral distribution manifold and a partition 19 in the central distribution manifold, dividing the radiator into two isolated sectors - one for each coolant, and also partitions 20 and 21 , dividing each sector into two moves along the coolant, and each sector is equipped with its own supply pipes 22 and 23, as well as branch pipes 23 and 25 of the corresponding coolant.

Комбинированный двухрядный радиатор для охлаждения двух теплоносителей (фиг.4), например наддувочного воздуха и охлаждающей жидкости, содержит два блока 26 и 27, установленных вдоль оси корпуса 28 последовательно по потоку охлаждающего воздуха. В периферийном коллекторе 29 установлена вертикальная кольцеобразная перегородка 31, а в центральном коллекторе 30 - вертикальная перегородка 32, которые разделяют каждый из коллекторов на две изолированные полости, по одной для каждого блока и, соответственно, для каждого теплоносителя, причем каждая полость периферийного коллектора снабжена патрубками подвода 33 и 34 и отвода 35 и 36 соответствующих теплоносителей.The combined double-row radiator for cooling two heat carriers (FIG. 4), for example charge air and coolant, comprises two blocks 26 and 27 mounted along the axis of the housing 28 in series with the flow of cooling air. A vertical annular partition 31 is installed in the peripheral collector 29, and a vertical partition 32 is installed in the central collector 30, which divide each of the collectors into two isolated cavities, one for each block and, accordingly, for each coolant, each cavity of the peripheral collector is equipped with nozzles inlet 33 and 34 and outlet 35 and 36 of the respective coolants.

Предлагаемый радиатор работает следующим образом.The proposed radiator works as follows.

При однорядном одноходовом исполнении (фиг.1) подлежащий охлаждению теплоноситель через патрубок 2 поступает в периферийный коллектор 5, прокачивается по внутренним радиально-спиральным каналам теплообменных элементов 7 в центральный коллектор 6, отдавая при этом теплоту воздуху, который прокачивается вентилятором через наружные горизонтальные щелевые каналы между теплообменными элементами 7, и затем через патрубок 3 выводится из аппарата в систему.With a single-row single-pass design (Fig. 1), the coolant to be cooled through the pipe 2 enters the peripheral collector 5, is pumped through the internal radial-spiral channels of the heat-exchange elements 7 to the central collector 6, giving off heat to the air that is pumped by the fan through the external horizontal slotted channels between the heat exchange elements 7, and then through the pipe 3 is removed from the apparatus into the system.

При однорядном двухходовом исполнении радиатора (фиг.2) подлежащий охлаждению теплоноситель через патрубок 13 поступает в полость 10 периферийного коллектора, отделенную перегородками 8 и 9, прокачивается через радиально-спиральные каналы теплообменных элементов 12, поступает в центральный коллектор 16, откуда через радиально-спиральные каналы теплообменных элементов 14 поступает в полость 11 периферийного канала и затем через патрубок 15 выводится в систему.With a single-row two-way design of the radiator (Fig. 2), the coolant to be cooled through the pipe 13 enters the cavity 10 of the peripheral collector, separated by partitions 8 and 9, is pumped through the radial-spiral channels of the heat-exchange elements 12, enters the central manifold 16, from where it passes through the radial-spiral the channels of the heat exchange elements 14 enters the cavity 11 of the peripheral channel and then through the pipe 15 is displayed in the system.

Если радиатор предназначен для охлаждения двух несмешивающихся теплоносителей (фиг.3), то каждый сектор радиатора благодаря наличию перегородок 17, 18 и 19 работает автономно со своей системой охлаждения.If the radiator is designed to cool two immiscible coolants (figure 3), then each sector of the radiator due to the presence of partitions 17, 18 and 19 works independently with its own cooling system.

В комбинированном двухрядном радиаторе, предназначенном для охлаждения двух теплоносителей (фиг.4), охлаждающий воздух прокачивается вентилятором по наружным горизонтальным щелевым каналам последовательно через блоки 26 и 27, один из теплоносителей циркулирует через внутренние радиально-спиральные каналы теплообменных элементов блока 26, а второй теплоноситель - через внутренние радиально-спиральные каналы теплообменных элементов блока 27.In a combined two-row radiator designed for cooling two heat carriers (Fig. 4), cooling air is pumped by a fan through external horizontal slotted channels sequentially through blocks 26 and 27, one of the heat carriers circulates through the internal radial-spiral channels of the heat exchange elements of block 26, and the second heat carrier - through the internal radial-spiral channels of the heat exchange elements of the block 27.

Данное изобретение обладает следующими преимуществами.The present invention has the following advantages.

1. Благодаря цилиндрической форме радиатора ометаемость фронтальной площади теплорассеивающей поверхности равна или близка к 100%, благодаря чему обеспечивается высокая тепловая эффективность охлаждения.1. Due to the cylindrical shape of the radiator, the sweepability of the frontal area of the heat-dissipating surface is equal to or close to 100%, which ensures high thermal efficiency of cooling.

2. Высокая прочность конструкции, характерная для радиально-спиральных теплообменных поверхностей, позволяет использовать такие радиаторы в полностью герметизированных системах охлаждения с повышенными давлением и температурой, а следовательно, с высоким температурным напором, благодаря чему снижается необходимая площадь теплообменной поверхности, габариты и масса аппарата.2. The high structural strength characteristic of radial-spiral heat exchange surfaces allows the use of such radiators in fully sealed cooling systems with increased pressure and temperature, and therefore with high temperature pressure, which reduces the required heat-exchange surface area, dimensions and weight of the apparatus.

3. Возможно выполнение комбинированного радиатора, в котором осуществляется охлаждение нескольких несмешивающихся рабочих сред: антифриза, масел, наддувочного воздуха.3. It is possible to perform a combined radiator in which several immiscible working fluids are cooled: antifreeze, oils, charge air.

4. Упрощается конструкция направляющего кожуха вентилятора и обеспечивается плотность его соединения с корпусом радиатора, благодаря чему исключаются присосы воздуха в местах разъема, а следовательно, снижается расход энергии на привод вентилятора.4. The design of the fan guiding casing is simplified and its connection with the radiator body is ensured, which eliminates air suction in the connector, and therefore reduces the energy consumption of the fan drive.

5. В одном аппарате возможно охлаждение как жидких теплоносителей, так и наддувочного воздуха.5. In one device, it is possible to cool both liquid heat carriers and charge air.

6. При двух- и многорядном исполнении такого радиатора каждый блок может быть сформирован из теплообменных элементов с оптимальными для данного вида теплоносителя геометрическими характеристиками (ширина каналов, тип и размеры дистанционирующих выступов).6. With a two- and multi-row design of such a radiator, each block can be formed of heat exchange elements with geometric characteristics that are optimal for a given type of heat transfer medium (channel width, type and size of spacing protrusions).

Claims (6)

1. Радиатор системы охлаждения силовой установки, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода одного или нескольких охлаждаемых теплоносителей, вдоль продольной оси которого последовательно по потоку охлаждающего воздуха установлены один или более блоков теплообменных элементов с образованием периферийного кольцеобразного и центрального цилиндрического распределительных коллекторов, причем каждый блок сформирован из горизонтально установленных теплообменных элементов, теплообменные элементы каждого блока прилегают друг к другу, сварены между собой горизонтальными швами и благодаря наличию дистанционирующих выступов, выполняющих одновременно функции интенсификаторов теплообмена, образуют наружные горизонтальные щелевые каналы для перемещения в аксиальном направлении прокачиваемого вентилятором охлаждающего воздуха, а каждый теплообменный элемент выполнен полым и представляет собой две стенки с дистанционирующими выступами, имеющие в поперечном сечении форму спирали Архимеда, сваренные между собой по двум сторонам кольцеобразными швами и образующие во внутренней полости радиально-спиральный щелевой канал для охлаждаемого теплоносителя, причем внутренние полости спиралевидных теплообменных элементов всех блоков сообщаются с периферийным кольцеобразным и центральным цилиндрическим распределительными коллекторами.1. The radiator of the cooling system of the power plant, comprising a horizontal cylindrical body with nozzles for supplying and discharging one or more cooled coolants, along the longitudinal axis of which one or more blocks of heat-exchange elements are installed successively along the flow of cooling air to form a peripheral annular and central cylindrical distribution manifolds, each block is formed of horizontally mounted heat exchange elements, heat exchange elements to Each block is adjacent to each other, welded together by horizontal seams and, due to the presence of spacing protrusions, which simultaneously serve as heat transfer intensifiers, form external horizontal slotted channels for moving cooling air pumped by the fan in the axial direction, and each heat-exchange element is hollow and has two walls with spacing protrusions, having a cross-sectional shape of an Archimedes spiral, welded together on two sides of a stake ring-shaped seams and forming in the inner cavity a radial-spiral slotted channel for the cooled coolant, and the internal cavities of the spiral-shaped heat-exchange elements of all blocks communicate with the peripheral ring-shaped and central cylindrical distribution manifolds. 2. Радиатор по п.1, в котором патрубок подвода охлаждаемого теплоносителя соединен с периферийным кольцеобразным распределительным коллектором, а патрубок отвода охлажденного теплоносителя - с центральным цилиндрическим распределительным коллектором.2. The radiator according to claim 1, in which the inlet of the cooled coolant is connected to a peripheral annular distribution manifold, and the outlet of the cooled coolant is connected to a central cylindrical distribution manifold. 3. Радиатор по п.1, в котором периферийный кольцеобразный распределительный коллектор разделен двумя диаметрально расположенными перегородками на две полости, одна из которых соединена с патрубком подвода охлаждаемого теплоносителя, а вторая полость - с патрубком отвода охлажденного теплоносителя.3. The radiator according to claim 1, in which the peripheral annular distribution manifold is divided by two diametrically located partitions into two cavities, one of which is connected to the inlet of the cooled coolant, and the second cavity to the branch of the outlet of the cooled coolant. 4. Радиатор по п.1, в котором в периферийном кольцеобразном и центральном цилиндрическом распределительных коллекторах установлены перегородки, разделяющие радиатор на две секции, первая из которых снабжена патрубками подвода и отвода одного из охлаждаемых теплоносителей, а вторая - патрубками подвода и отвода другого охлаждаемого теплоносителя.4. The radiator according to claim 1, in which baffles are installed in the peripheral annular and central cylindrical distribution manifolds, dividing the radiator into two sections, the first of which is equipped with inlets for supplying and discharging one of the cooled coolants, and the second with nozzles for supplying and discharging the other cooled coolant . 5. Радиатор по п.1, содержащий два или более блоков теплообменных элементов, причем в периферийном кольцеобразном и центральном цилиндрическом распределительных коллекторах между смежными блоками установлены вертикальные перегородки, разделяющие радиатор на отдельные изолированные полости, количество которых равно количеству установленных блоков, а каждая полость снабжена патрубками подвода и отвода охлаждаемого в этой полости теплоносителя.5. The radiator according to claim 1, containing two or more blocks of heat-exchange elements, and in the peripheral annular and central cylindrical distribution manifolds between adjacent blocks, vertical partitions are installed dividing the radiator into separate isolated cavities, the number of which is equal to the number of installed blocks, and each cavity is equipped the inlet and outlet pipes of the coolant cooled in this cavity. 6. Радиатор по п.1 или 5, в котором каждый блок сформирован из теплообменных элементов, имеющих оптимальные для охлаждаемого в нем теплоносителя геометрические характеристики. 6. The radiator according to claim 1 or 5, in which each block is formed of heat exchange elements having geometric characteristics that are optimal for the coolant being cooled in it.
RU2007139878/11A 2007-10-30 2007-10-30 Power plant cooling system radiator RU2350483C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007139878/11A RU2350483C1 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Power plant cooling system radiator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007139878/11A RU2350483C1 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Power plant cooling system radiator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2350483C1 true RU2350483C1 (en) 2009-03-27

Family

ID=40542743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007139878/11A RU2350483C1 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Power plant cooling system radiator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2350483C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650328C2 (en) * 2013-03-14 2018-04-11 Рено С.А.С. Cooling unit comprising means for compensating production tolerances
RU227392U1 (en) * 2024-05-25 2024-07-18 Общество с ограниченной ответственностью "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ" HEAT EXCHANGER OF RADIAL-SPIRAL TYPE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУРКОВ В.В., ИНДЕЙКИН А.И. Автотракторные радиаторы. - Л.: Машиностроение, с.10, рис.1.4. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650328C2 (en) * 2013-03-14 2018-04-11 Рено С.А.С. Cooling unit comprising means for compensating production tolerances
RU227392U1 (en) * 2024-05-25 2024-07-18 Общество с ограниченной ответственностью "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ" HEAT EXCHANGER OF RADIAL-SPIRAL TYPE
RU228622U1 (en) * 2024-07-11 2024-09-06 Ооо "Фаст Инжиниринг" AIR COOLING UNIT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9050554B2 (en) Device for compressing and drying gas
CN103148714A (en) Heat exchanger for vehicle
CN102997713A (en) Heat exchanger for vehicle
KR102087678B1 (en) Device for heat transfer
EP2515062B1 (en) Heat exchanger with coil
JP2006522311A (en) Oil cooler for vehicles
RU2350483C1 (en) Power plant cooling system radiator
CN214502151U (en) Integrated radiator and cooling system
US20220136777A1 (en) Heat exchanger
KR20130065174A (en) Heat exchanger for vehicle
US20130062039A1 (en) System and method for exchanging heat
KR20190042378A (en) Radiator for vehicle
CN209183686U (en) A kind of equal temperature control device of battery, power battery and automobile
KR20100027324A (en) Integrated radiator
CN112595156B (en) Multiphase coupling heat dissipation EGR cooler
CN116141907A (en) Thermal management module
CN221099423U (en) Heat exchanger, heat exchange device and vehicle
RU208750U1 (en) POWER PLANTS RADIATOR SECTION
CN219037682U (en) Heat exchange device, heat exchange system and vehicle
CN219077000U (en) Electric automobile thermal management integrated device
CN220472387U (en) Efficient heat exchanger
CN219328346U (en) Hydrogen cooler for skid-mounted hydrogen compressor
CN213362932U (en) Multiple cooling type automobile air conditioner condenser
CN217330802U (en) Compact heat exchanger with three heat exchange media on shell side
CN214407117U (en) Cooler of compressor