СПОСОБ МОНТАЖА ВОЗДУХОВОДА НА ТЕПЛООБМЕННИКЕ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2016 года по МПК F28F9/00 

Изобретение относится к способу монтажа воздуховода на теплообменнике, в частности, на теплообменнике автотранспортного средства. Изобретение относится также к воздуховоду, предназначенному для установки на теплообменнике. Изобретение относится также к модулю охлаждения, содержащему такой воздуховод, и к автотранспортному средству, содержащему такой модуль охлаждения.

Из документа ЕР 1760323 известна система теплообмена, содержащая воздуховод, расположенный таким образом, чтобы частично перекрывать одну сторону теплообменника вблизи краев этой стороны. Целью является предупреждение охлаждения периферической зоны стороны, которая является чувствительной к термическим напряжениям. Однако такая система может ограничивать эффективность теплообменника, поскольку в теплообмене участвует не вся площадь стороны.

Присущая известным системам теплообмена проблема состоит в том, что часть воздушного потока, предназначенного для участия в теплообмене, проходит вокруг теплообменника или в обход теплообменника и, следовательно, не участвует в теплообмене. В зависимости от применяемых технологий можно отмечать показатели утечки, достигающие примерно 60%.

Чтобы избегать этих утечек, используют устройства направления воздуха или воздуховоды. В частности, известны решения, в которых добавляют многочисленные сходящиеся раструбы. Однако между этими различными раструбами все равно происходят утечки.

Чтобы уменьшить степень утечек, существуют также решения раструбов из двух материалов (содержащих одну или несколько гибких кромок), однако стоимость этих раструбов является высокой.

Существуют также решения несущей трубы типа рамки, в которую помещают различные теплообменники, что позволяет уменьшить зазоры. Это решение является более дорогим по причине добавления конструктивной детали, в частности, из пластического материала с наполнителем из стекловолокон.

Изобретение призвано предложить воздуховод, позволяющий устранить вышеупомянутые недостатки и представляющий собой усовершенствование известных воздуховодов. В частности, изобретением предлагается простой, эффективный и недорогой воздуховод. Изобретение призвано также предложить способ монтажа воздуховода на теплообменнике, позволяющий получить простой, эффективный и недорогой модуль охлаждения.

Способ монтажа воздуховода, по меньшей мере, на одном теплообменнике включает в себя этап позиционирования воздуховода относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника посредством поступательного перемещения воздуховода относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника в первом направлении, по существу перпендикулярном ко второму направлению, в котором воздушный поток должен проходить через указанный, по меньшей мере, один теплообменник, затем этап вращения или поворота воздуховода относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника вокруг оси, определенной третьим направлением, по меньшей мере, по существу перпендикулярным к первому направлению и ко второму направлению.

Этап вращения или поворота может включать в себя фазу защелкивания воздуховода на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике, в частности, в конце этапа вращения или поворота.

Монтаж воздуховода можно осуществлять, по меньшей мере, на одном теплообменнике автотранспортного средства, при этом первое направление монтажа и третье направление монтажа могут быть соответственно, по меньшей мере, по существу поперечным к автотранспортному средству и, по меньшей мере, по существу вертикальным, когда указанный, по меньшей мере, один теплообменник устанавливают на автотранспортном средстве.

Монтаж воздуховода можно осуществлять, по меньшей мере, на одном теплообменнике автотранспортного средства, при этом первое направление и третье направление могут быть соответственно, по меньшей мере, по существу вертикальным по отношению к автотранспортному средству и, по меньшей мере, по существу поперечным, когда указанный, по меньшей мере, один теплообменник устанавливают на автотранспортном средстве.

Согласно изобретению, воздуховод предназначен для установки, по меньшей мере, на одном теплообменнике, при этом воздуховод выполнен таким образом, чтобы, по меньшей мере, локально охватывать указанный, по меньшей мере, один теплообменник.

Воздуховод может быть выполнен таким образом, чтобы, по меньшей мере, локально ограничивать вокруг, по меньшей мере, одного теплообменника зазор между воздуховодом и указанным, по меньшей мере, одним теплообменником.

Воздуховод может содержать первый зигзагообразный элемент, предназначенный для взаимодействия со вторым зигзагообразным элементом, выполненным на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике для ограничения воздушного прохода между воздуховодом и указанным, по меньшей мере, одним теплообменником.

Воздуховод может содержать первый элемент позиционирования, предназначенный для взаимодействия со вторым элементом позиционирования, выполненным на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике, для позиционирования воздуховода относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника.

Воздуховод может содержать первый элемент защелкивания, предназначенный для взаимодействия со вторым элементом защелкивания, выполненным на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике, для защелкивания воздуховода на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике.

Согласно изобретению, модуль теплообмена содержит вышеупомянутый воздуховод и, по меньшей мере, один теплообменник.

Согласно изобретению, автотранспортное средство содержит вышеупомянутый модуль теплообмена.

На прилагаемых чертежах в качестве примеров представлены два варианта осуществления модуля теплообмена в соответствии с изобретением.

На фиг.1 показан первый вариант осуществления модуля теплообмена в соответствии с изобретением, вид в перспективе;

на фиг.2-7 представлен принцип первого варианта осуществления способа монтажа воздуховода на теплообменнике с целью реализации первого варианта осуществления модуля теплообмена;

на фиг.8-19 представлены средства, обеспечивающие монтаж воздуховода на теплообменнике с целью реализации первого варианта осуществления модуля теплообмена, вид в перспективе;

на фиг.20 представлен второй вариант осуществления модуля теплообмена в соответствии с изобретением, вид в перспективе;

на фиг.21-26 представлен принцип второго варианта осуществления способа монтажа воздуховода на теплообменнике с целью реализации второго варианта осуществления модуля теплообмена;

на фиг.27-30 представлены средства, обеспечивающие монтаж воздуховода на теплообменнике с целью реализации второго варианта осуществления модуля теплообмена, вид в перспективе;

на фиг.31 показан контур первого или второго варианта осуществления модуля теплообмена в соответствии с изобретением, схематичный вид в частичном разрезе.

Далее со ссылками на фиг.1-19 следует описание первого варианта осуществления модуля 1 теплообмена в соответствии с изобретением. Модуль 1 теплообмена в основном содержит воздуховод 2 и, по меньшей мере, один теплообменник 3. Например, модуль теплообмена предназначен для установки на автотранспортном средстве или для оборудования автотранспортного средства. Так, указанный, по меньшей мере, один теплообменник может содержать теплообменник теплопередачи охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства, и/или теплообменник охлаждения газов питания после сжатия компрессором, и/или теплообменник охлаждения моторного масла, и/или теплообменник системы кондиционирования. Модуль 1 теплообмена может также содержать вентиляторный агрегат и трубу 50, на которой установлен вентиляторный агрегат. Воздуховод 2 в основном содержит стенки 28, 29, расположенные, по меньшей мере, по существу параллельно направлению 92 потока, в котором воздушный поток должен проходить через указанный, по меньшей мере, один теплообменник 3.

В левом верхнем углу модуль 1 теплообмена содержит первый элемент 41 крепления воздуховода на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике 3, в правом верхнем углу - второй элемент 42 крепления воздуховода на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике 3, в левом нижнем углу - третий элемент 43 крепления воздуховода на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике 3, в правом нижнем углу - четвертый элемент крепления воздуховода на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике 3.

Как показано на фиг.8-10, первый элемент 41 крепления содержит кольцо 31 или серьгу, выполненную на теплообменнике 3 и взаимодействующую с крюком 21, выполненным на воздуховоде 2, при этом крюк 21 предназначен для крепления в кольце 31. Предпочтительно крюк 21 содержит элемент защелкивания.

Как показано на фиг.11-13, второй элемент 42 крепления содержит кольцо 32 или серьгу, выполненную на теплообменнике 3 и взаимодействующую с валом 22, выполненным на воздуховоде 2, при этом вал 22 выполнен с возможностью перемещения скольжением в кольце 32.

Как показано на фиг.14-16, третий элемент 43 крепления содержит кольцо 33 или серьгу, выполненную на теплообменнике 3 и взаимодействующую с крюком 23, выполненным на воздуховоде 2, при этом крюк 23 предназначен для крепления в кольце 33. Предпочтительно крюк 23 содержит элемент защелкивания.

Как показано на фиг.17-19, четвертый элемент крепления содержит кольцо 34 или серьгу, выполненную на теплообменнике 3 и взаимодействующую с валом 24, выполненным на воздуховоде 2, при этом вал 24 выполнен с возможностью перемещения скольжением в кольце 34.

Для этих различных элементов крепления возможна любая кинематическая инверсия.

Валы 22, 24 образуют первые элементы позиционирования, предназначенные для взаимодействия с кольцами 32, 34, образующими вторые элементы позиционирования воздуховода относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 3. Крюки 21, 23 тоже образуют элементы позиционирования, предназначенные для взаимодействия с кольцами 31, 33 с целью позиционирования воздуховода относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 3.

Далее со ссылками на фиг.2-7 следует описание первого варианта осуществления способа монтажа воздуховода 2 на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике 3.

На первом этапе, как показано на фиг.2 и на фиг.5, воздуховод 2 позиционируют относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 3 посредством поступательного перемещения воздуховода 2 относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 3 в первом направлении 91 монтажа. Это позиционирование происходит за счет перемещения скольжением вала 22 в кольце 32 и перемещения скольжением вала 24 в кольце 34. Это первое направление 91 является, по меньшей мере, по существу перпендикулярным ко второму направлению 92 воздушного потока, проходящего через, указанный, по меньшей мере, один теплообменник 3. Например, это первое направление 91 является поперечным к автотранспортному средству после установки модуля 3 теплообмена на транспортном средстве.

На втором этапе, как показано на фиг.3 и на фиг.6, воздуховод 2 поворачивают относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 3 вокруг оси, определенной третьим направлением 93 монтажа, по меньшей мере, по существу перпендикулярным к первому направлению 91 монтажа и ко второму направлению 92 потока. Это третье направление 93 монтажа является, например, по меньшей мере, по существу вертикальным после установки модуля теплообмена на транспортном средстве.

На третьем этапе в конце этапа поворота, как показано на фиг.4 и на фиг.7, воздуховод 2 защелкивают на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике 3. Это защелкивание осуществляют, например, при помощи крюков 21 и 23. Таким образом, воздуховод 2 оказывается закрепленным или установленным на теплообменнике 3.

На четвертом этапе на автотранспортном средстве крепят модуль 1. В альтернативном варианте, перед первым этапом на автотранспортном средстве крепят указанный, по меньшей мере, один теплообменник 3.

Согласно варианту изобретения, в зависимости от способа монтажа воздуховод можно также соединить с теплообменником после установки последнего на транспортном средстве. В этом случае начинают с установки теплообменника на автотранспортном средстве, затем воздуховод 2 позиционируют относительно теплообменника 3 посредством поступательного перемещения воздуховода 2 относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 3 в первом направлении 91 монтажа, затем воздуховод 2 поворачивают относительно теплообменника 3 вокруг оси, определенной третьим направлением 93 монтажа.

Воздуховод 2 выполняют и располагают таким образом, чтобы он охватывал, по меньшей мере, локально, указанный, по меньшей мере, один теплообменник 3. Предпочтительно воздуховод 2 полностью охватывает указанный, по меньшей мере, один теплообменник 3.

Предпочтительно воздуховод 2 выполнен таким образом, чтобы ограничивать вокруг указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 3, по меньшей мере, локально зазор j между воздуховодом 2 и указанным, по меньшей мере, одним теплообменником 3. Например, воздуховод 2 выполнен таким образом, чтобы ограничивать, по меньшей мере, локально зазор j со значением от 0,5 мм до 3 мм в зависимости от разбросов сборки модуля. В некоторых зонах можно также предусмотреть отсутствие зазора, то есть контакт между воздуховодом 2 и указанным, по меньшей мере, одним теплообменником 3.

Предпочтительно, как показано на фиг.31, в варианте осуществления воздуховод 2 может содержать первый зигзагообразный элемент 62, предназначенный для взаимодействия со вторым зигзагообразным элементом 63, выполненным на части или на всем контуре указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 3, для ограничения воздушного прохода между воздуховодом 2 и указанным, по меньшей мере, одним теплообменником 3.

Наконец, воздуховод 2 может содержать средства для взаимодействия с трубой 50 модуля теплообмена, в частности, для его крепления на такой трубе 50.

Далее со ссылками на фиг.20-30 следует описание второго варианта осуществления модуля 101 теплообмена в соответствии с изобретением. В этом втором варианте осуществления элементы, подобные или имеющие такую же функцию, что и в первом варианте осуществления, обозначены цифровыми позициями, имеющими одинаковые цифры десятков и единиц. Таким образом, элементы 2 и 102 являются подобными или имеют одинаковую функцию.

Второй вариант осуществления модуля теплообмена является идентичным с первым вариантом модуля теплообмена, за исключением следующих отличительных признаков.

Как показано на фиг.27, первый элемент 141 крепления содержит отверстие 131, выполненное на теплообменнике 103 и взаимодействующее с крюком 121, выполненным на воздуховоде 102, при этом крюк 121 предназначен для крепления в отверстии 131. Предпочтительно крюк 121 содержит элемент защелкивания.

Как показано на фиг.28, второй элемент крепления содержит отверстие 132, выполненное на теплообменнике 103 и взаимодействующее с крюком 122, выполненным на воздуховоде 102, при этом крюк 122 предназначен для крепления в отверстии 132. Предпочтительно крюк 122 содержит элемент защелкивания.

Как показано на фиг.29, третий элемент 143 крепления содержит кольцо 133 или серьгу, выполненную на теплообменнике 103 и взаимодействующую с валом 123, выполненным на воздуховоде 102, при этом вал 123 выполнен с возможностью перемещения скольжением в кольце 133.

Как показано на фиг.30, четвертый элемент крепления содержит кольцо 134 или серьгу, выполненную на теплообменнике 103 и взаимодействующую с валом 124, выполненным на воздуховоде 102, при этом вал 124 выполнен с возможностью перемещения скольжением в кольце 134.

Валы 123, 124 образуют первые элементы позиционирования, предназначенные для взаимодействия с кольцами 133, 134, образующими вторые элементы позиционирования воздуховода 102 относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 103. Крюки 121, 122 тоже образуют элементы позиционирования, предназначенные для взаимодействия с отверстиями 131, 132 для позиционирования воздуховода 102 относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 103.

Далее со ссылками на фиг.21-26 следует описание второго варианта осуществления способа монтажа воздуховода 102 на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике 103.

На первом этапе, как показано на фиг.21 и на фиг.24, воздуховод 102 позиционируют относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 103 посредством поступательного перемещения воздуховода 102 относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 103 в первом направлении 91. Это позиционирование производят за счет перемещения скольжением вала 123 в кольце 133 и перемещения скольжением вала 124 в кольце 134. Это первое направление 91 является, по меньшей мере, по существу перпендикулярным ко второму направлению 92, в котором воздушный поток должен проходить через, указанный, по меньшей мере, один теплообменник 103. Например, это первое направление 91 является, по меньшей мере, по существу вертикальным после установки модуля 101 теплообмена на транспортном средстве.

На втором этапе, как показано на фиг.22 и на фиг.25, воздуховод 102 поворачивают относительно указанного, по меньшей мере, одного теплообменника 103 вокруг оси, определенной третьим направлением 93, по меньшей мере, по существу перпендикулярным к первому направлению 91 и ко второму направлению 92. Это третье направление 93 является, например, по меньшей мере, по существу поперечным к автотранспортному средству после установки модуля 101 теплообмена на транспортном средстве.

На третьем этапе в конце этапа поворота, как показано на фиг.23 и на фиг.26, воздуховод 102 защелкивают на указанном, по меньшей мере, одном теплообменнике 103. Это защелкивание осуществляют, например, при помощи крюков 121 и 122. Таким образом, воздуховод 102 оказывается закрепленным или установленным на теплообменнике 103.

На четвертом этапе на автотранспортном средстве крепят модуль 101. В альтернативном варианте, перед первым этапом на автотранспортном средстве крепят указанный, по меньшей мере, один теплообменник 103.

В зависимости от процесса сборки транспортного средства воздуховод можно также соединить с модулем после установки последнего на транспортном средстве. В этом случае начинают с установки теплообменника на автотранспортном средстве, затем воздуховод 102 позиционируют относительно теплообменника 103 посредством поступательного перемещения воздуховода 102 относительно теплообменника 103 в первом направлении 91, затем воздуховод 102 поворачивают относительно теплообменника 103 вокруг оси, определенной третьим направлением 93.

В различных вариантах осуществления модуля теплообмена, когда используют несколько теплообменников, воздуховод предпочтительно содержит часть, которую вставляют между теплообменниками для ограничения утечек воздуха между ними.

Благодаря изобретению, место стыковки между воздуховодом 2, 102 и, по меньшей мере, одним теплообменником 3, 103 позволяет уменьшить утечки внутри модуля 1, 101 теплообмена, чтобы повысить скорость воздуха, проходящего через теплообменники, а также эффективность модуля.

Принцип способа монтажа обеспечивает «почти идеальную» герметичность между узлом из воздуховода и указанного, по меньшей мере, одного теплообменника, так как позволяет осуществить перекрывание указанного, по меньшей мере, одного теплообменника в нижней части и/или в верхней части, и/или в левой части, и/или в правой части. Предпочтительно во время операции монтажа воздуховода на теплообменнике способ монтажа позволяет обеспечивать перекрывание теплообменника на его нижней и/или верхней и/или правой и/или левой части, в случае необходимости, вплоть до трубы 150 вентиляторного агрегата.

Труба вентиляторного агрегата может быть выполнена таким образом, что позволяет удерживать воздуховод на месте под давлением воздуха и облегчать оператору монтаж за счет сужения.

Первый вариант осуществления модуля или второй вариант осуществления модуля применяют в зависимости от расположения теплообменников. При этом выбирают кинематику монтажа, позволяющую обеспечить максимальную герметичность вокруг теплообменников.

Воздуховод в соответствии с изобретением и способ в соответствии с изобретением позволяют:

- максимально уменьшить зазор j между раструбом или воздуховодом и набором различных теплообменников, чтобы уменьшить степень утечки и, следовательно, увеличить проходящий через них воздушный поток; это выражается в увеличении эффективности за счет увеличения мощности теплообмена;

- обеспечивать герметичность в верхней и нижней части за счет перекрывания набора различных теплообменников.

В тексте настоящего документа под выражением «по меньшей мере, по существу вертикальный» следует понимать «вертикальный» или «по существу вертикальный». Под выражением «по меньшей мере, по существу поперечный» следует понимать «поперечный» или «по существу поперечный». Под выражением «по меньшей мере, по существу перпендикулярный» следует понимать «перпендикулярный» или «по существу перпендикулярный».

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при монтаже на теплообменниках автотранспортных средств. Способ монтажа воздуховода (2) по меньшей мере на одном теплообменнике (3), включающий в себя этап позиционирования воздуховода относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника посредством поступательного перемещения воздуховода относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника в первом направлении (91), по существу перпендикулярном к второму направлению (92), в котором воздушный поток должен проходить через указанный по меньшей мере один теплообменник, затем этап вращения или поворота воздуховода относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника вокруг оси, определенной третьим направлением (93), по меньшей мере, по существу перпендикулярным к первому направлению и ко второму направлению. Технический результат - обеспечение герметичности модулей охлаждения. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 31 ил.

1. Способ монтажа воздуховода (2; 102) на по меньшей мере одном теплообменнике (3; 103), включающий этап позиционирования воздуховода (2; 102) относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника (3; 103) посредством поступательного перемещения воздуховода относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника (3; 103) в первом направлении (91), по существу перпендикулярном ко второму направлению (92), в котором воздушный поток проходит через указанный по меньшей мере один теплообменник (3; 103), затем этап вращения или поворота воздуховода (2; 102) относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника (3; 103) вокруг оси, определенной третьим направлением (93), по меньшей мере, по существу перпендикулярным к первому направлению (91) и ко второму направлению (92), при этом воздуховод перекрывает верхнюю и нижнюю части теплообменника для обеспечения герметичности на уровне верхней и нижней частей теплообменника.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап вращения или поворота включает в себя фазу защелкивания воздуховода (2; 102) на указанном по меньшей мере одном теплообменнике (3; 103), в частности, в конце этапа вращения или поворота.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что монтаж воздуховода (2; 102) осуществляют на по меньшей мере одном теплообменнике (3; 103) автотранспортного средства, при этом первое направление (91) монтажа и третье направление (93) монтажа являются соответственно, по меньшей мере, по существу поперечным к автотранспортному средству и, по меньшей мере, по существу вертикальным, когда по меньшей мере один теплообменник (3; 103) устанавливают на автотранспортном средстве.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что монтаж воздуховода (2; 102) осуществляют по меньшей мере на одном теплообменнике (3; 103) автотранспортного средства, при этом первое направление и третье направление являются соответственно, по меньшей мере, по существу вертикальным по отношению к автотранспортному средству и, по меньшей мере, по существу поперечным, когда по меньшей мере один теплообменник устанавливают на автотранспортном средстве.

5. Воздуховод (2; 102), предназначенный для установки по меньшей мере на одном теплообменнике (3; 103), при этом воздуховод (2; 102) выполнен с возможностью, охватывать, по меньшей мере, верхнюю и нижнюю части по меньшей мере одного теплообменника (3; 103).

6. Воздуховод по п. 5, отличающийся тем, что выполнен с возможностью по меньшей мере локально ограничивать вокруг по меньшей мере одного теплообменника (3; 103) зазор (j) между воздуховодом (2; 102) и по меньшей мере одним теплообменником (3; 103).

7. Воздуховод по п. 5, отличающийся тем, что содержит первый зигзагообразный элемент (62), выполненный с возможностью взаимодействия со вторым зигзагообразным элементом (63), выполненным на указанном по меньшей мере одном теплообменнике (3; 103), для ограничения воздушного прохода между воздуховодом (2; 102) и указанным по меньшей мере одним теплообменником (3; 103).

8. Воздуховод по п. 5, отличающийся тем, что содержит первый элемент (22, 24; 123, 124) позиционирования, выполненный с возможностью взаимодействия со вторым элементом (32, 34; 133, 134) позиционирования, выполненным на по меньшей мере одном теплообменнике (3; 103), для позиционирования воздуховода (2; 102) относительно указанного по меньшей мере одного теплообменника (3; 103).

9. Воздуховод по п. 5, отличающийся тем, что содержит первый элемент (21, 23; 121, 122) защелкивания, выполненный с возможностью взаимодействия со вторым элементом (31, 33; 131, 132) защелкивания, выполненным на указанном по меньшей мере одном теплообменнике (3; 103), для защелкивания воздуховода (2; 102) на указанном по меньшей мере одном теплообменнике (3; 103).

10. Модуль (1; 101) теплообмена, содержащий воздуховод (2; 102) по п. 5 и по меньшей мере один теплообменник (3; 103).

11. Автотранспортное средство, содержащее модуль (1; 101) теплообмена по п. 10.