ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЗА Российский патент 1995 года по МПК F28D9/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловозостроению, и может быть использовано в охлаждающих устройствах тепловозов.

Известно охлаждающее устройство тепловоза, которое содержит радиатор, состоящий из секций с подводящими и отводящими коллекторами, соединенными с трубопроводами, подводящими и отводящими воду, охлаждающую дизель, вентилятор с приводом и шахту холодильника.

Недостатками этого охлаждающего устройства являются большая металлоемкость и низкая эксплуатационная надежность.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является охлаждающее устройство тепловоза, содержащее радиатор, состоящий из секции с коллекторами подвода и отвода охлаждаемого теплоносителя и расположенный по боковым сторонам тепловоза, шахту холодильника с обечайкой, подводящий и отводящий трубопроводы, соединенные с коллекторами радиатора, вентилятор с приводом, установленный в обечайке шахты холодильника.

Недостатками этого охлаждающего устройства являются
большая металлоемкость, обусловленная увеличением длины тепловоза для размещения секций радиатора по боковым его сторонам, а также большой длиной трубопроводов;
низкая надежность радиатора, связанная с большим количеством соединений секций с трубопроводами, а также с неравномерностью температурного поля по высоте и глубине секции.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости и повышение эксплуатационной надежности охлаждающего устройства.

Указанная задача решается в охлаждающем устройстве, содержащем расположенные в шахте холодильника с обечайкой вентилятор с приводом и радиатор с коллекторами подвода и отвода охлаждаемого теплоносителя, соединенными с подводящим и отводящим трубопроводами, тем, что радиатор расположен в шахте холодильника соосно с вентилятором над или под последним и выполнен в виде кольцевого теплообменника, включающего соосно размещенные полукольцевые теплообменные элементы, соединенные между собой с образованием коллекторов для подвода и отвода охлаждаемого теплоносителя.

При осуществлении изобретения могут быть получены следующие технические результаты:
аннулирование секций радиатора, расположенных по боковым сторонам тепловоза, что дает возможность уменьшить длину тепловоза, этот результат является следствием того, что радиатор выполнен в виде кольцевого теплообменника и размещен в обечайке шахты холодильника соосно с вентилятором под или над ним, аннулирование секций радиатора повышает эксплуатационную надежность и уменьшает металлоемкость охлаждающего устройства, уменьшение длины тепловоза, связанное с аннулированием секций радиатора, уменьшает расход металла на изготовление тепловоза;
уменьшение длины трубопроводов, подводящих охлаждаемый теплоноситель к радиатору и отводящих теплоноситель от радиатора, этот результат обусловлен также тем, что радиатор выполнен в виде кольцевого теплообменника и размещен в обечайке шахты холодильника соосно с вентилятором под или над ним; уменьшение длины трубопроводов сокращает металлоемкость охлаждающего устройства;
уменьшение числа соединений подводящего и отводящего трубопроводов с коллекторами радиатора, этот результат является следствием аннулирования секций радиатора и выполнения радиатора в виде кольцевого теплообменника, уменьшение числа соединений трубопроводов с радиатором повышает эксплуатационную надежность охлаждающего устройства;
сокращение количества теплообменных элементов и их соединений с коллекторами радиатора, этот результат обусловлен аннулированием секций радиатора и выполнением его в виде кольцевого теплообменника, сокращение количества теплообменных элементов и их соединений с коллекторами повышает эксплуатационную надежность охлаждающего устройства;
уменьшение мощности, затрачиваемой на привод вентилятора, этот результат может быть получен при расположении кольцевого теплообменника над вентилятором, когда в вентилятор поступает атмосферный воздух, нагреваемый в теплообменнике после вентилятора, что уменьшает объемный расход воздуха через вентилятор, уменьшение мощности, затрачиваемой на привод вентилятора, повышает тепловую экономичность тепловоза.

На фиг. 1 изображено охлаждающее устройство тепловоза с расположением кольцевого теплообменника под вентилятором; на фиг. 2 охлаждающее устройство с расположением кольцевого теплообменника над вентилятором; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 6 сечение А-А на фиг. 1.

Охлаждающее устройство тепловоза содержит радиатор 1 с коллекторами подвода 2 и отвода 3 охлаждаемого теплоносителя, шахту 4 холодильника с обечайкой 5, вентилятор 6 с приводом 7 и подводящий и отводящий трубопроводы (на чертеже не показаны), соединенные с коллекторами подвода 2 и отвода 3 охлаждаемого теплоносителя. Радиатор 1 и вентилятор 6 расположены в шахте 4 холодильника.

Радиатор выполнен в виде кольцевого теплообменника из полукольцевых теплообменных элементов 8 с фланцами 9 и расположен в обечайке 5 шахты 4 холодильника соосно с вентилятором 6 под (см. фиг. 1) или над (см. фиг. 2) ним.

Теплообменные элементы 8 выполнены из полукольцевых плоских труб 10 (см. фиг. 3), в которые вставлены турбулизаторы 11 (см. фиг. 4). Наружная поверхность труб 10 снабжена ребрами 12. Концы труб 10 соединены с фланцами 9. Между трубами 10 установлены полукольцевые перегородки 13. Теплообменные элементы 8 с перегородками 13 размещены соосно между наружным 14 и внутренним 15 полукольцами. Фланцы 9 теплообменных элементов 8 сварены между собой, образуя боковые стенки коллекторов 2 и 3, к которым приварены полукольца 14 и 15.

Две сваренные полукольцевые конструкции соединены между собой в кольцевой теплообменник с образованием коллекторов 2 и 3, снабженных подводящим 16 и отводящим 17 патрубками.

В коллекторах 2 и 3 могут быть установлены перегородки 18, 19 и 20 (см. фиг. 6).

При работе охлаждающего устройства охлаждаемый теплоноситель, поступающий через патрубок 16, проходит по трубам 10 и отводится через патрубок 17. Перегородками 18, 19 и 20 в коллекторах 2 и 3 обеспечивается увеличение скорости и длины пути движения охлаждаемого теплоносителя в трубах 10.

Атмосферный воздух с помощью вентилятора 6 проходит по каналам между трубами 10.

Теплота от охлаждаемого теплоносителя через стенки труб 10, снабженные ребрами 12, передается атмосферному воздуху, который омывает оребренные стенки труб 10. Турбулизаторы 11 интенсифицируют процесс теплоотдачи в трубах 10.

Охлаждаемый теплоноситель протекает по трубам 10 под давлением, которое создает распирающие усилия, воспринимаемые через ребра 12 полукольцевыми перегородками 13. При этом распирающие усилия соседних теплообменных элементов 8 практически уравновешиваются на перегородках 13. Распирающие усилия наружных и внутренних теплообменных элементов воспринимаются соответственно наружными 14 и внутренними 15 полукольцами, приваренными к стенкам коллекторов 2 и 3.

Использование: охлаждающие устройства тепловода. Сущность изобретения: устройство содержит расположенные в шахте холодильника с обечайкой вентилятор с приводом и радиатор с коллекторами подвода и отвода охлаждаемого теплоносителя, которые соединены и подводящим и отводящим трубопроводами. Радиатор расположен в шахте холодильника соосно с вентилятором над или под ним. Радиатор выполнен в виде кольцевого теплообменника. Радиатор включает соосно размещенные полукольцевые теплообменные элементы, соединенные между собой с образованием коллекторов для подвода и отвода охлаждаемого теплоносителя. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. 6 ил.

ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЗА, содержащее расположенные в шахте холодильника с обечайкой вентилятор с приводом и радиатор с коллекторами подвода и отвода охлаждаемого теплоносителя, соединенным с подводящим и отводящим трубопроводами, отличающееся тем, что радиатор расположен в шахте холодильника соосно с вентилятором над или под последним и выполнен в виде кольцевого теплообменника, включающего соосные полукольцевые теплообменные элементы, соединенные между собой с образованием коллекторов для подвода и отвода охлаждаемого теплоносителя.