ОБВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ РЕЦИРКУЛЯЦИИ НАГРЕТОГО ВОЗДУХА В УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК F01P5/06 

Изобретение относится к устройству, а именно в частности для охлаждения приводного устройства, в частности автомобиля.

В уровне техники уже известно множество устройств для охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Как правило, устройства включают в себя устройство охлаждения с возможностью протока через него воздуха в направлении протока, спрямляющее устройство и нагнетательное устройство. При этом проблема заключается в том, что в большинстве случаев часть нагретого устройством охлаждения и впоследствии двигателем внутреннего сгорания воздуха устремляется обратно к устройству охлаждения и отсасывается и нагревается устройством охлаждения. Обратный поток нагретого устройством охлаждения и двигателем внутреннего сгорания воздуха приводит к значительному понижению коэффициента полезного действия устройства охлаждения.

Задача изобретения состоит в предоставлении возможности, при помощи которой вызванное обратным потоком (противотоком) нагретого воздуха понижение коэффициента полезного действия устройства охлаждения может сокращаться или и вовсе предотвращаться.

Эта задача может решаться с помощью признаков основного пункта формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения могут заимствоваться из зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

Изобретение создает устройство, а именно в частности для охлаждения приводного устройства (например, двигателя, целесообразно двигателя внутреннего сгорания), предпочтительно автомобиля. Автомобилем может быть легковой автомобиль или автомобиль промышленного назначения, в частности грузовой автомобиль или автобус. В то же время приводным устройством может быть также, например приводное устройство строительной машины. Охлаждение приводного устройства может целесообразно осуществляться, например, при помощи потока охлаждающего воздуха из нагнетательного устройства и/или при помощи охлаждаемого устройством охлаждения охлаждающего вещества, как например охлаждающей воды, масла и т.д.

Устройство включает в себя устройство охлаждения с возможностью протока через него воздуха, в частности в направлении протока (например, радиатор автомобиля), нагнетательное устройство (например, вентилятор) и спрямляющее устройство (например, вентиляционный диффузор), которое целесообразно расположено между устройством охлаждения и нагнетательным устройством. Через спрямляющее устройство и/или нагнетательное устройство воздух может также протекать целесообразно в направлении протока.

Устройство отличается, в частности, тем, что оно включает в себя обводное устройство, для того чтобы нагретый устройством охлаждения и/или приводным устройством, в частности, находящийся в противотоке (текущий обратно) воздух отсасывать посредством созданного нагнетательным устройством пониженного давления, так что нагретый воздух, по меньшей мере, частично, предпочтительно, по меньшей мере, по большей части не допускается до того, чтобы засасываться устройством охлаждения.

Вследствие этого создаются условия для того, что воздух дополнительно не нагревается, так как он не засасывается устройством охлаждения беспрерывно или неоднократно. Также через устройство охлаждения более холодный воздух может протекать в том месте, где в противном случае протекает находящийся в противотоке нагретый воздух. Вследствие этого через устройство охлаждения может протекать в среднем больше свежего и/или холодного воздуха. Более высокий перепад температур приводит к повышению производительности устройства охлаждения.

Обводное устройство служит для уменьшения и/или предотвращения рециркуляции или обратного потока нагретого, в частности, устройством охлаждения и целесообразно приводным устройством воздуха в устройство охлаждения. Благодаря обводному устройству создаются условия, в частности, для того, что нагретый устройством охлаждения и приводным устройством воздух повторно не засасывается устройством охлаждения и впоследствии дополнительно не нагревается. Таким образом, например, температура отсека двигателя может понижаться, и мощность охлаждения устройства охлаждения может увеличиваться.

Возможно, что обводное устройство выполнено для того, чтобы нагретый устройством охлаждения и/или приводным устройством, находящийся в противотоке воздух опосредованно или непосредственно направлять к нагнетательному устройству.

Обводное устройство может проходить, например, внутри через спрямляющее устройство и/или может образовываться посредством спрямляющего устройства.

Кроме того, обводное устройство может быть проведено, например, снаружи вдоль спрямляющего устройства и может включать в себя, например, по меньшей мере, одну трубу, шланг или другой создающий канал элемент.

Целесообразно обводное устройство имеет впускное отверстие для нагретого устройством охлаждения и/или приводным устройством, находящегося в противотоке воздуха.

Возможно, что спрямляющее устройство выступает за внешний периметр устройства охлаждения, например в радиальном направлении, для того чтобы образовывать впускное отверстие.

Впускное отверстие может распространяться, например выше, ниже и/или сбоку от устройства охлаждения и/или спрямляющего устройства.

Впускное отверстие может вести, например, в спрямляющее устройство и/или может образовываться посредством задней стороны спрямляющего устройства, так что, например, нагретый устройством охлаждения и/или приводным устройством, находящийся в противотоке воздух может протекать вдоль внешнего периметра спрямляющего устройства, для того чтобы при помощи изменения направления, например, на более чем 90°, 120°, 160° или по существу на 180° попадать в обводное устройство. Альтернативно или дополнительно впускное отверстие может быть выполнено в отношении направления протока перед нагнетательным устройством.

Возможно, что впускное отверстие распространяется по существу на всю ширину и/или высоту устройства охлаждения и/или спрямляющего устройства.

Впускное отверстие может быть ориентировано против направления протока, так что оно может указывать, в частности, на сторону впуска воздуха устройства охлаждения.

Возможно, что впускное отверстие выполнено для того, чтобы проводить нагретый устройством охлаждения и/или приводным устройством, находящийся в противотоке воздух в спрямляющее устройство, так что этот воздух в спрямляющем устройстве сталкивается с воздухом из устройства охлаждения, в частности соединяется и/или, по меньшей мере, частично перемешивается.

Обводное устройство в отношении направления протока может проходить, например, под наклоном и/или снаружи вовнутрь (например, сверху вниз, снизу вверх, сбоку снаружи вовнутрь и т.д.), для того чтобы проводить нагретый устройством охлаждения и/или приводным устройством, находящийся в противотоке воздух опосредованно или непосредственно к нагнетательному устройству.

Возможно, что спрямляющее устройство выполнено в виде вентиляционного диффузора и/или при помощи области сужения сужается по направлению к нагнетательному устройству, причем предпочтительно область сужения может целесообразно образовывать, по меньшей мере, часть обводного устройства.

Пониженное давление в спрямляющем устройстве может предпочтительно создаваться вращением при помощи вентиляторных лопастей нагнетательного устройства.

Следует отметить, что нагнетательное устройство выполнено целесообразно для того, чтобы засасывать воздух через устройство охлаждения.

Дополнительно следует отметить, что спрямляющее устройство может быть целесообразно выполнено в виде спрямляющего кожуха, в частности, вентиляционного диффузора.

Кроме того, следует отметить, что нагретый, находящийся в противотоке воздух может поступать, например, из отсека двигателя приводного устройства.

Сверх этого, следует отметить, что впускное отверстие обводного устройства в отношении направления протока может быть расположено, например, перед, за, над, под и/или сбоку от устройства охлаждения.

Далее следует отметить, что устройство охлаждения выполнено, в частности, в виде автомобильного радиатора, который охлаждает протекающее охлаждающее вещество двигателя внутреннего сгорания (например, охлаждающую воду, масло и т.д.) протекающим через него воздухом. Благодаря перепаду температур между веществом и воздухом предоставляется температурный потенциал, так что вещество охлаждается, а воздух нагревается. Таким образом, в большинстве случаев воздух нагнетается к приводному устройству, в частности, в отсек двигателя уже с очень высокой температурой. Кроме того, нагретый воздух действует также еще, например, в качестве охлаждения конструктивных элементов в отсеке двигателя, как например предкамеры отводимого газа и двигателя. Тем не менее, нагрев воздуха этими конструктивными элементами в большинстве случаев лишь незначителен, так как наибольший нагрев воздух испытывает внутри устройства охлаждения. Охлаждение двигателя внутреннего сгорания целесообразно происходит внутри двигателя при помощи вещества.

Кроме того, изобретение охватывает автомобиль, например, легковой автомобиль или автомобиль промышленного назначения, в частности, автобус или грузовой автомобиль, включающий в себя раскрытое здесь устройство.

Описанные выше предпочтительные признаки и варианты осуществления изобретения могут друг с другом комбинироваться. Другие предпочтительные усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения или проистекают из последующего описания предпочтительных примеров осуществления в сочетании с приложенными чертежами. На чертежах показаны:

фиг.1 - вид устройства согласно варианту осуществления изобретения;

фиг.2 - вид в перспективе устройства с фиг.1; и

фиг.3 - вид устройства согласно другому варианту осуществления изобретения.

Показанные на чертежах варианты осуществления частично совпадают, так что для одинаковых или сходных элементов использованы одинаковые ссылочные позиции, и для их разъяснения также делается ссылка на описание других вариантов осуществления, для того чтобы избегать повторений.

Фиг.1 показывает вид устройства V согласно варианту осуществления изобретения, в то время как фиг.2 показывает соответствующий вид в перспективе. Далее устройство V описывается с общей ссылкой на фиг.1 и 2.

Устройство V служит для позиционирования выше по потоку изображенного лишь схематично приводного устройства 10, например, двигателя внутреннего сгорания для автомобиля.

Устройство V включает в себя устройство 1 охлаждения (например, радиатор автомобиля), спрямляющее устройство 2 (например, вентиляционный диффузор) и нагнетательное устройство 3 (например, вентилятор). Через устройство 1 охлаждения, спрямляющее устройство 2 и нагнетательное устройство 3 воздух может целесообразно протекать в направлении D протока. Ссылочная позиция 6 обозначает холодный свежий наружный воздух, который при помощи нагнетательного устройства 3 засасывается в устройство 1 охлаждения, для того чтобы охлаждать там охлаждающее вещество для приводного устройства 10.

Устройство 1 охлаждения целесообразно служит для того, чтобы охлаждать протекающее через устройство 1 охлаждения охлаждающее вещество (например, охлаждающую воду, масло и т.д.) проходящим сквозь него воздухом 6. Благодаря перепаду температур между веществом и воздухом предоставляется температурный потенциал, так что вещество охлаждается, а воздух нагревается. Таким образом, в большинстве случаев воздух нагнетается к приводному устройству 10, в частности, в отсек двигателя уже с относительно высокой температурой. Кроме того, нагретый воздух действует также еще, например, в качестве охлаждения для конструктивных элементов в отсеке двигателя, как например, предкамеры отводимого газа и двигателя. Тем не менее, нагрев воздуха этими конструктивными элементами в большинстве случаев лишь относительно незначителен, так как наибольший нагрев воздух испытывает внутри устройства 1 охлаждения. Охлаждение приводного устройства 10 целесообразно происходит внутри двигателя при помощи охлаждающего вещества.

Устройство V имеет обводное устройство 4, для того чтобы нагретый устройством 1 охлаждения и, по меньшей мере, незначительно приводным устройством 10, протекающий в направлении R обратного потока воздух 5 отсасывать посредством созданного нагнетательным устройством 3 пониженного давления в спрямляющее устройство 2 и таким образом нагретый, находящийся в противотоке воздух 5, по меньшей мере, частично, предпочтительно по существу полностью не допускать до того, чтобы засасываться устройством 1 охлаждения. Следовательно, обводное устройство 4 уменьшает и/или предотвращает рециркуляцию, то есть обратный поток нагретого устройством 1 охлаждения и приводным устройством 10 воздуха 5 в устройство 1 охлаждение.

Следовательно, при помощи обводного устройства 4 нагретый воздух 5 повторно не засасывается устройством 1 охлаждения и практически в любое время дополнительно не нагревается. Таким образом, температура в частности в отсеке двигателя может понижаться, и мощность охлаждения устройства 1 охлаждения может увеличиваться.

Обводное устройство 4 выполнено для того, чтобы нагретый воздух 5 направлять к нагнетательному устройству 3.

Обводное устройство 4 проходит внутри через спрямляющее устройство 2 и образуется посредством самого спрямляющего устройства 2. Однако альтернативно или дополнительно возможно, что обводное устройство 4 проведено, например, снаружи вдоль спрямляющего устройства 2, например, при помощи одной или нескольких труб, шлангов или других создающих каналы элементов. Является возможным проводить воздух снаружи, однако воздух должен вводиться перед нагнетательным устройством 3, чтобы воздух мог отсасываться нагнетательным устройством 3.

Обводное устройство 4 включает в себя впускное отверстие 4.1, через которое нагретый, находящийся в противотоке воздух 5 может направляться в спрямляющее устройство 2. Впускное отверстие 4.1 предпочтительно расположено под устройством 1 охлаждения, однако оно может быть также расположено сбоку или над устройством 1 охлаждения.

Впускное отверстие 4.1 может образовываться, в частности, вследствие того, что спрямляющее устройство 2 выступает за внешний периметр устройства 1 охлаждения. Впускное отверстие 4.1 может целесообразно образовываться посредством задней стороны спрямляющего устройства 2 и может целесообразно вести в спрямляющее устройство 2. Впускное отверстие 4.1 предпочтительно ориентировано против направления D протока, то есть на фиг.1 указывает направо. Впускное отверстие 4.1 выполнено для того, чтобы проводить нагретый, находящийся в противотоке воздух 5 в спрямляющее устройство 2, так что нагретый, находящийся в противотоке воздух 5 сталкивается в спрямляющем устройстве 2 с воздухом из устройства 1 охлаждения, в частности, по меньшей мере, частично перемешивается. Однако перемешивание не должно осуществляться в спрямляющем устройстве 2. Воздух может также отдельно отсасываться из спрямляющего устройства 2, например, при помощи отдельного вентилятора.

Благодаря обводному устройству 4 нагретый воздух повторно не засасывается устройством 1 охлаждения и дополнительно не нагревается. Таким образом, температура отсека двигателя может понижаться, и мощность охлаждения может увеличиваться. Воздух дополнительно не нагревается, так как он не засасывается устройством 1 охлаждения несколько раз, в частности, беспрерывно. Кроме того, через устройство 1 охлаждения более холодный воздух протекает в том месте, где в противном случае протекает нагретый, находящийся в противотоке воздух. Вследствие этого в устройство 1 охлаждения может проступать в среднем больше холодного воздуха. Этот более высокий перепад температур приводит к повышению производительности устройства 1 охлаждения.

Обводное устройство 4 в отношении направления D протока может проходить под наклоном, в частности, снаружи вовнутрь, для того чтобы проводить воздух в радиальном направлении снаружи нагнетательного устройства 3 к нагнетательному устройству 3. Для этого спрямляющее устройство 2 при помощи области 2.1 сужения может сужаться по направлению к нагнетательному устройству 3, причем область 2.1 сужения образует, по меньшей мере, часть обводного устройства 4. Однако область 2.1 сужения необязательно необходима. Также обводное устройство 4 необязательно должно быть интегрировано в спрямляющее устройство 2.

На фиг.2 можно, в частности, увидеть то, что впускное отверстие 4.1 может распространяться по существу на всю ширину устройства 1 охлаждения и/или спрямляющего устройства 2. Альтернативно или дополнительно возможны варианты осуществления, в которых впускное отверстие 4.1 может распространяться по существу на всю высоту устройства 1 охлаждения и/или спрямляющего устройства 2.

Фиг.3 показывает вид устройства V согласно другому варианту осуществления изобретения.

Особенность показанного на фиг.3 варианта осуществления заключается в том, что впускное отверстие 4.1 обводного устройства 4, если смотреть в направлении движения вперед автомобиля, находится перед устройством 1 охлаждения, в частности, оно выполнено сбоку на устройстве 1 охлаждения и/или спрямляющем устройстве 2.

Изобретение не ограниченно описанными выше предпочтительными примерами осуществления. Наоборот, возможно множество вариантов и модификаций, которые также используют идею изобретения и потому входят в объем защиты. Сверх этого, изобретение истребует также защиты для предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от пунктов, на которые они ссылаются.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 устройство охлаждения

2 спрямляющее устройство

2.1 область сужения

3 нагнетательное устройство

4 обводное устройство

4.1 впускное отверстие обводного устройства

5 нагретый, находящийся в противотоке воздух

6 наружный воздух

10 приводное устройство, например, двигатель внутреннего сгорания

D направление протока воздуха устройства охлаждения, спрямляющего устройства и/ли нагнетательного устройства

R направления обратного потока нагретого воздуха

V устройство.

Изобретение относится к устройству (V), в частности, для охлаждения приводного устройства (10), предпочтительно приводного устройства (10) автомобиля, включающему в себя устройство (1) охлаждения с возможностью протока через него воздуха в направлении (D) протока, спрямляющее устройство (2) и нагнетательное устройство (3). Устройство (V) отличается, в частности, тем, что оно имеет обводное устройство (4), для того чтобы нагретый устройством (1) охлаждения и/или приводным устройством (10), находящийся в противотоке воздух (5) отсасывать посредством созданного нагнетательным устройством (3) пониженного давления, и предпочтительно нагретый таким образом воздух (5), по меньшей мере, частично не допускается до того, чтобы засасываться устройством (1) охлаждения. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента полезного действия. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство (V) для охлаждения приводного устройства (10), включающее в себя устройство (1) охлаждения с возможностью протока через него воздуха в направлении (D) протока, спрямляющее устройство (2) и нагнетательное устройство (3), отличающееся тем, что устройство (V) имеет обводное устройство (4), для того чтобы нагретый устройством (1) охлаждения и/или приводным устройством (10), находящийся в противотоке воздух (5) отсасывать посредством созданного нагнетательным устройством (3) пониженного давления.

2. Устройство (V) по п.1, отличающееся тем, что обводное устройство (4) выполнено для того, чтобы находящийся в противотоке воздух (5) направлять к нагнетательному устройству (3).

3. Устройство (V) по п.1 или 2, отличающееся тем, что обводное устройство (4) проходит целесообразно внутри через спрямляющее устройство (2) и/или образуется посредством спрямляющего устройства (2).

4. Устройство (V) по п.1, отличающееся тем, что обводное устройство (4) проведено снаружи вдоль спрямляющего устройства (2).

5. Устройство (V) по п.1, отличающееся тем, что обводное устройство (4) имеет впускное отверстие (4.1) для нагретого воздуха (5).

6. Устройство (V) по п.5, отличающееся тем, что спрямляющее устройство (2) выступает за внешний периметр устройства (1) охлаждения, чтобы образовать впускное отверстие (4.1).

7. Устройство (V) по п.5 или 6, отличающееся тем, что впускное отверстие (4.1) образуется посредством задней стороны спрямляющего устройства (2), ведет вовнутрь спрямляющего устройства (2) и/или выполнено в отношении направления (D) протока перед нагнетательным устройством (3).

8. Устройство (V) по п.5 или 6, отличающееся тем, что впускное отверстие (4.1) распространяется по существу на всю ширину и/или высоту устройства (1) охлаждения и/или спрямляющего устройства (2).

9. Устройство (V) по п.5 или 6, отличающееся тем, что впускное отверстие (4.1) ориентировано против направления (D) протока.

10. Устройство (V) по п.5 или 6, отличающееся тем, что впускное отверстие (4.1) выполнено для того, чтобы проводить нагретый воздух (5) в спрямляющее устройство (2), так что этот воздух сталкивается в спрямляющем устройстве (2) с воздухом из устройства (1) охлаждения.

11. Устройство (V) по п.5 или 6, отличающееся тем, что впускное отверстие (4.1) распространяется выше, ниже и/или сбоку от устройства (1) охлаждения и/или спрямляющего устройства (2).

12. Устройство (V) по п.1, отличающееся тем, что обводное устройство (4) в отношении направления (D) протока проходит под наклоном и/или снаружи вовнутрь, для того чтобы проводить нагретый воздух (5) к нагнетательному устройству (3).

13. Устройство (V) по п.1, отличающееся тем, что спрямляющее устройство (2) выполнено в виде вентиляционного диффузора и при помощи области (2.1) сужения сужается по направлению к нагнетательному устройству (3), причем область (2.1) сужения образует, по меньшей мере, часть обводного устройства (4).

14. Устройство (V) по п.1, отличающееся тем, что пониженное давление в спрямляющем устройстве (2) может создаваться вращением при помощи вентиляторных лопастей нагнетательного устройства (3).

15 Устройство (V) по п.1, отличающееся тем, что он служит для охлаждения приводного устройства (10), которое выполнено в виде приводного устройства автомобиля.

16. Устройство (V) по п.1, отличающееся тем, что обводное устройство (4) выполнено так, что нагретый устройством (1) охлаждения и/или приводным устройством (10) воздух (5), по меньшей мере, частично не допускается до того, чтобы засасываться устройством (1) охлаждения.

17. Автомобиль, включающий в себя устройство по любому из пп.1-16.

18. Автомобиль по п.17, отличающийся тем, что он представляет собой легковой автомобиль или автомобиль промышленного назначения.