PL78420B1 - - Google Patents

Description

Chlodnica samochodowa i Przedmiotem wynalazku jest chlodnica samocho¬ dowa, szczególnie do stosowania w ukladzie chlo¬ dzenia silników spalinowych, która isklada sie z sze¬ regu rurek wodnych laczacych sie na jednym kon¬ cu z wlotem a na drugim koncu z wylotem wody 5 chlodzacej, przy czym rurki polaczone sa z soba szeregiem metalowych elementów, na przylklad pasków lub plytek przebiegajacych prostopadle do osi rurek i stykajacych sie z rurkami w sposób umozliwiajacy przewodzenie ciepla. 10 W silnikach spalinowych tylko czesc wytworzo¬ nej energii cieplnej jest przetwarzana na energie mechaniczna, podczas gdy reszta jest rozpraszana jako cieplo stanowiace straty energetyczne. Czesc rozpraszanego ciepla jest wydalana wraz z góra- 15 cymi gazami spalinowymi, a druga czesc strat cieplnych jest oddawana do otaczajacego powie¬ trza poprzez uklad chlodzenia oraz chlodnice wla¬ czona w ten uklad. Chlodnica jest zwykle umiesz¬ czona z przodu samochodu gdzie najczesciej znaj- 2o duje sie równiez silnik stanowiacy naped pojazdu.Gdy, jak zwykle ma to miejsce dotychczas, sil¬ nik spalinowy stosowany do napedu jest ustawio¬ ny z przodu pojazdu, przestrzen w przedniej czesci samochodu jest wystarczajaca dla pomieszczenia 25 w niej chlodnicy o wystarczajacej zdolnosci chlo¬ dzenia i umieszczenie jej tam nie sprawia wielkiej trudnosci. Jesli jednakze stosuje sie silniki ze¬ wnetrznego spalania takie jak silniki parowe jako zródlo napedu pojazdów, to powstaja trudnosci so zwiazane z chlodnica. W tego typu silnikach ilosc energii cieplnej, która ma byc odprowadzana do atmosfery poprzez chlodnice jest znacznie wieksza niz w silnikach spalinowych o wewnetrznym spa¬ laniu. Oznacza to, ze zdolnosc chlodzenia chlodnicy musi byc zwiekszona.Znana jest mozliwosc uzyskania wiekszej zdol¬ nosci chlodzenia polegajaca na zastosowaniu nor¬ malnej chlodnicy majacej wieksza powierzchnie czolowa. Jednakze w tym przypadku wymiary chlodnicy .staja sie zbyt duze, aby mozna ja bylo pomiescic w czesci przedniej samochodu.Druga mozliwoscia zwiekszenia zdolnosci chlo¬ dzenia na jednostke powierzchni jest zmniejszenie wymiarów samych elementów chlodzacych a tym samym uczynienie konstrukcji bardziej delikatna, co uzyskuje sie badz przez zwezenie szczelin prze¬ plywowych dla powietrza lub przez zwiekszenie ich dlugosci zwiekszajac grubosc chlodnicy. Takie rozwiazanie napotyka dwie trudnosci. Pierwsza z nich jest fakt, ze przy zalozonej wielkosci po¬ wierzchni czolowej nastepuje znaczne zwiekszenie oporu przeplywu tak, ze dmuchawa zastosowana w tym przypadku musi zuzywac znacznie wiecej mocy w celu przedmuchiwania wymaganej ilosci powietrza przez chlodnice. Po drugie, waskie szcze¬ liny powietrzne powoduja szybki wzrost zanieczysz¬ czenia chlodnicy na przyklad przez owady itp.Trzecia mozliwosc, która byla brana pod uwage polega na usytuowaniu szeregu chlodnic konwen- 78 42078 420 cjonalnych w ukladzie V. Taki ksztalt chlodnicy jest znany z brytyjskiej literatury patentowej, chlodnica ta jest przeznaczona do wbudowania w skrzydlo saimolotu.Grubosc konwencjonalnych chlodnic wynosi od 5—ilO cm, oczywistym jest wiec, ze aby uzyskac zwiekszenie powierzchni chlodnicy bez zwieksza¬ nia calkowitych wymiarów poprzecznych chlodni¬ ca musi miec bardzo duze rozmiary w kierunku wzdluznym co jest nie do przyjecia w przypadku samochodów, a ponadto jest to niekorzystne ze wzgledu na zmniejszanie predkosci przeplywu po¬ wietrza w glebokiej chlodnicy, co wplywa na zmniejszenie efektu uzyskanego przez wzrost po¬ wierzchni.Celem wynalazku jest usuniecie powyzszych nie¬ dogodnosci a zadanie techniczne polega na skon¬ struowaniu chlodnicy, która ma wieksza zdolnosc chlodzenia, mniejszy ciezar i zajmuje mniej miej¬ sca.Chlodnica wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze rurki chlodzace sa umieszczone w szeregu plaskich elementów chlodzacych, których górne i dolne boki znajduja sie w plaszczyznach rów¬ noleglych, a dwa pozostale boki kazdego z elemen¬ tów znajduja sie W dwóch innych plaszczyznach przedniej i tylnej do chlodnicy, przy czyni elemen¬ ty chlodzace z plaszczyzna przednia i tylna chlod¬ nicy .tworza kat wiekszy niz 45° i sa polaczone ze soba na przemian w przedniej i tylnej plaszczyz¬ nie, pray czym grubosc kazdego z elementów chlo¬ dzacych wynosi najwyzej 25 mm a przewody po¬ wietrzne w kazdym z elementów maja wymiary spelniajace nierównosc ^r < 15 gdzie 1 stanowi dlu¬ gosc, a dh srednice hydrauliczna tych przewodów.W ten sposób otrzymuje sie Chlodnice o bardzo duzej zdolnosci chlodzacej przy jednoczesnym uzy¬ skaniu szerokosci i grubosci chlodnicy umozliwia¬ jacych wbudowanie jej do samochodów bez wiek¬ szych problemów.W wyniku drobnego podzialu elementów chlo¬ dzacych uzyskuje sie wysoka zdolnosc chlodzenia na jednostke powierzchni czolowej przy niewiel¬ kim oporze przeplywu a w wyniku nachylonego polozenia elementów chlodniczych w stosunku do kierunku przeplywu powietrza nie zachodzi zanie¬ czyszczenie chlodnicy, gdyz owady i wszelkie inne zanieczyszczenia gladko opadaja do przestrzeni utworzonej w miejscach polaczenia tylnych boków elementów chlodzacych.W celu zapewnienia latwego wydalania tych za¬ nieczyszczen i latwego oczyszczania chlodnicy w miejscu polaczenia kazdych dwóch tylnych konców elementów chlodzacych umieszczono kanal do gro¬ madzenia tych zanieczyszczen. W dalszym rozwi¬ nieciu wynalazku kanal ten swoim dolnym koncem laczy sie z kanalem wyplywowym, który przebiega pod chlodnica, a jego wylot siega przedniej po¬ wierzchni chlodnicy. Dzieki czemu zanieczyszcze¬ nia zgromadzone w kanale opadaja w dól i moga byc usuniete poprzez kanal wylotowy gdy samo¬ chód znajduje sie na postoju.W celu zapewnienia dobrego wprowadzenia po¬ wietrza wchodzacego do chlodnicy kazde miejsce polaczenia elementów chlodzacych, w przedniej 4 plaszczyznie chlodnicy jest uksztaltowane aerody¬ namicznie, tak ze powietrze latwo wplywa do wne¬ trza chlodnicy.W dalszym wykonaniu wynalazku kazdy z ele¬ mentów chlodzacych ma na swojej zewnetrznej po¬ wierzchni drobna siatke, której wielkosc oczek jest mniejsza niz 1,5 mm, warstwa siatki zabezpiecza przed zanieczyszczeniem chlodnicy w sposób bar¬ dzo skuteczny, jednoczesnie zastosowanie siatki skutecznie zwieksza zdolnosc wymiany ciepla chlodnicy.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia chlodnice zlozona z elementów chlo¬ dzacych usytuowanych w ksztalcie litery V w prze¬ kroju poprzecznym, fig? 2 te sama chlodnice w przekroju prostopadlym do poprzedniego, fig. 3 in¬ ny przyklad wykonania chlodnicy w przekroju, a fig. 4 równolegly uklad elementów chlodzacych.Chlodnica pokazana na fig. 1 i 2 jest zbudowana z szeregu elementów chlodzacych 1, tworzacych kat a (alfa) z przednimi Z i odpowiedni kat z tylnymi 3 powierzchniami chlodnicy. Kazdy z elementów chlodzacych 1 sklada sie z szeregu rurek 4 dla wody chlodzacej, które lacza sie na jednym koncu ze wspólnym przewodem doprowadzajacym 5, a na drugim koncu ze wspólnym przewodem odprowa¬ dzajacym 6. Rurki 4 sa polaczone z soba licznymi plaskimi paskami metalowymi, 7 które sa laczone z rurkami na przyklad przez zlutowanie, co umoz¬ liwia przewodzenie ciepla pomiedzy rurami i pa¬ skami.Elementy chlodzace 1 sa polaczone z soba od strony tylnej kanalami 9, a z przodu sa polaczone z soba w miejscach 8. W chlodnicy umieszczonej w samochodzie powietrze wchodzace do chlodnicy przeplywa w kierunku wskazanym strzalkami. Po¬ laczenia w miejscach 8 maja uksztaltowanie aero¬ dynamiczne tak, ze powietrze wchodzace do chlod¬ nicy jest latwo doprowadzone do jej powierzchni chlodzacych.W wyniku zastosowania ustawienia elementów chlodzacych w ukladzie V, powierzchnia chlodnicy zostala znacznie zwiekszona, a mianowicie o wspól¬ czynnik — a oczywiscie od tej powierzchni musi cos byc odjeta grubosc elementów chlodzacych, ponie¬ waz obszary 8 i 9 stanowia miejsca, w których nie przeplywa powietrze.W chlodnicach majacych grubosc od 5 do 10 cm znaczna czesc efektu jaki daje uklad V bylaby stra¬ cona. W chlodnicy wedlug wynalazku grubosc d kazdego z elementów wynosi najwyzej 25 mm.Oznacza atp, ze miejsca polaczen 8 i 9 zajmuja tylko niewielka przestrzen. W celu uzyskania tak malej grubosci elementów chlodzacych przy jed¬ noczesnym zachowaniu zdolnosci chlodzenia na jed¬ nostke powierzchni chlodnicy nalezy dla przepu¬ stów 10, poprzez które przeplywa powietrze, po¬ miedzy rurkami wodnymi i paskami metalowymi 7, zachowac zaleznosc -j- < 15. Tak wiec gdy przy¬ kladowo grubosc elementu 1 wynosi 25 mm, sred¬ nica hydrauliczna tego przepustu musi byc mniej¬ sza lub równa 1,6 mm. Srednica hydrauliczna jest okreslona jako poczwórna wielkosc powierzchni 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6078 420 5 podzielonej przez obwód przekroju rozpatrywane¬ go przeplywu. Oznacza to wyjatkowo drobny po¬ dzial chlodnicy, a metalowe paski 7 sa usytuowane w bardzo niewielkiej odleglosci od siebie, mniejszej lub równej 0,8 mm. Zostalo stwierdzone, ze w ten sposób uzyskuje sie chlodnice majaca zdolnosc chlodzenia na jednostke powierzchni wielokrotnie wieksza niz to ma miejsce w chlodnicach zna¬ nych.Zaskakujacym efektem jest to, ze chlodnica mimo jej drobnego podzialu nie jest zanieczyszczana pod¬ czas jej stosowania. Zanieczyszczenia z powietrza gromadza sie bowiem w obszarze 9. Wynika to z tego, ze chociaz powietrze zostaje odpylone, to wieksze zanieczyszczenia przelatuja prosto do przo¬ du ze wzgledu na ich wieksza bezwladnosc i do¬ staja sie do kanalu 9. W celu jeszcze lepszego za¬ pobiezenia zanieczyszczeniu, na zewnatrz elemen¬ tów chlodzacych moze byc umieszczona drobna siatka o wielkosci oczek maksimum 1,5 mm, przy czym siatka ta jednoczesnie sluzy jako powierzch¬ nia przewodzaca cieplo, poniewaz znajduje sie ona w kontakcie z metalowymi paskami.Zamiast pasków 7 mozna zastosowac kilka warstw siarki umocowanej na rurkach dla wody chlodza¬ cej. Ponadto mozna równiez stosowac rózne kom¬ binacje pasków i siatki.Mimo ze kanal 9 ma szereg zalet na przyklad ze wzgledu na gromadzenie zanieczyszczen, moze on byc jednak w pewnych przypadkach pominiety na przyklad gdy elementy chlodzace w obszarze zajmowanym przez kanal 9 stykaja sie bezposred¬ nio ze soba. Zanieczyszczenia beda sie oczywiscie gromadzily w narozniku utworzonym przez dwa elementy ale dla skutecznosci dzialania chlodnicy nie stanowi to zadnej wady.Na fig. 3 pokazany jest schematycznie, przyklad wykonania, w którym kanaly 9 sa otwarte od do¬ lu i lacza sie z kanalem wylotowym 12, który jest otwarty po przedniej stronie chlodnicy tworzac wylot 13. Gdy pojazd jest nieruchomy wszelkie zanieczyszczenia, które przedostaly sie do kanalu 9, opadaja w dól i moga byc usuniete. poprzez ka¬ nal wylotowy 12. Przy czyszczeniu chlodnicy przez natryskiwania woda kanal 12 jest bardzo przy¬ datny. Poniewaz otwór Wylotowy 13 kanalu 12 jest z przodu chlodnicy, cisnienie w kanale 9 jiie po¬ woduje zadnych uszkodzen w dolnej czesci kana¬ lu 9. 6 Fig. 4 pokazuje równolegle usytuowanie elemen¬ tów chlodzacych 1, dzieki czemu uzyskuje sie bar¬ dzo waska chlodnice. PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Chlodnica samochodowa, zwlaszcza do stoso¬ wania w ukladzie chlodzenia silników o spalaniu zewnetrznym, która sklada sie z szeregu rurek wodnych laczacych sie na jednym koncu z wlotem a na drugim koncu z wylotem wody chlodzacej, 10 przy czym rurki te polaczone sa z soba szeregiem metalowych elementów w postaci na przyklad pa¬ sków lub plytek przebiegajacych prostopadle do osi rurek i stykajacych sie z rurkami w sposób umozliwiajacy przewodzenie ciepla, znamienna tym, 15 ze rurki chlodzace sa umieszczone w szeregu pla¬ skich elementów chlodzacych (1), których górne i dolne boki znajduja sie w plaszczyznach równo¬ leglych, a dwa pozostale boki kazdego z elemen¬ tów znajduja sie w dwóch innych plaszczyznach 20 przedniej (2) i tylnej (3), w stosunku do chlodnicy, przy czym elementy chlodzace (1) z plaszczyzna przednia i tylna chlodnicy tworza kat wiekszy niz 45° i sa polaczone ze soba na przemian w przed¬ niej i tylnej plaszczyznie, przy czym grubosc kaz- 25 dego z elementów chlodzacych (1) wynosi najwy¬ zej 25 mm, a przepusty powietrzne (10) w kazdym z elementów maja wymiary spelniajace nierównosc dT < 15, gdzie 1 stanowi dlugosc a dh srednice 30 hydrauliczna tych przepustów.

2. Chlodnica wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze w kazdym miejscu polaczenia dwóch elementów (1) lezacym w tylnej plaszczyznie (3) znajduje sie kanal (9) sluzacy do gromadzenia zanieczyszczen. 35

3. Chlodnica wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze kanal (9) swym dolnym koncem laczy sie z ka¬ nalem wylotowym (12), który przebiega pod chlod¬ nica, a którego wylot (13) siega przedniej plasz¬ czyzny chlodnicy. 40

4. Chlodnica wedlug zastrz. 1—3, znamienna tym, ze polaczenia (8) elementów chlodzacych (1) znaj¬ dujace sie w przedniej plaszczyznie chlodnicy ma¬ ja ksztalt aerodynamiczny umozliwiajacy powie¬ trzu dostajacemu sie do chlodnicy latwy przeplyw 45 do jej wnetrza.

5. Chlodnica wedlug zastrz. 1—4, znamienna tym, ze na zewnetrznej powierzchni kazdego z elemen¬ tów chlodzacych (1) znajduje sie drobna siatka o oczkach mniejszych niz 1,5 mm.KI. 141, 3/04 78 420 MKP FOlp 3/04 A 1 n •3 Fig. 1 PZG zam. 976-75, nakl. 110 + 20 egz. Cena 10 zl PL PL