Теплообменник и трубка теплообменника

Полезная модель относится к теплообменникам, а именно - к теплообменникам, используемым для охлаждения жидкости в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, для охлаждения масла в различных системах, для обогрева кабин водителей и пассажирских помещений транспортных средств, для охлаждения воздуха в системах наддува двигателей внутреннего сгорания.

Задачами полезной модели является повышение надежности теплообменника и создание трубок из алюминиевых сплавов, упрощающих технологию изготовления теплообменников.

Эти задачи решены тем, что теплообменник содержит по меньшей мере два бачка, соединяющие указанные бачки трубки, имеющие каждая некруглое поперечное сечение, и расположенные между трубками соединенные с ними теплообменные элементы, образующие каналы для прохода воздуха между трубками поперек трубок, при этом каждая трубка выполнена со стенкой, имеющей форму некруглого цилиндра с двумя противолежащими плоскими боковыми участками, расстояние между которыми меньше, чем наибольший поперечный размер трубки, и двумя торцевыми участками, сопряженными с указанными плоскими боковыми участками, стенка каждой трубки изготовлена из имеющей постоянную толщину металлической ленты, края которой соединены посредством шва, проходящего вдоль трубки, бачки, трубки и теплообменные гофрированные ленты соединены между собой припоем, швы трубок расположены на указанных плоских боковых участках стенок трубок заподлицо с их наружными поверхностями, и участки указанных швов через припой соединены теплообменными элементами.

Трубка теплообменника имеет форму некруглого цилиндра с двумя противолежащими, по существу, плоскими боковыми участками, расстояние между которыми меньше, чем наибольший поперечный размер трубки, и двумя торцевыми участками, сопряженными с указанными плоскими боковыми участками, при этом стенка трубки изготовлена из имеющей постоянную толщину металлической ленты из алюминиевого сплава, края которой соединены посредством фальцованного замочного шва, проходящего вдоль трубки, образованного загнутыми и сцепленными кромками краев ленты и имеющего толщину большую, чем толщина ленты, указанный фальцованный замочный шов расположен на плоском боковом участке стенки трубки заподлицо с ее наружной поверхностью и выполнен выступающим внутрь трубки от ее стенки.

Полезная модель относится к теплообменникам, а именно - к теплообменникам, используемым для охлаждения жидкости в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, для охлаждения масла в различных системах, для обогрева кабин водителей и пассажирских помещений транспортных средств, для охлаждения воздуха в системах наддува двигателей внутреннего сгорания.

Известны теплообменники, содержащие два бачка, соединяющие указанные бачки трубки, имеющие каждая некруглое поперечное сечение, и расположенные между трубками соединенные с ними теплообменные элементы - пластины или гофрированные ленты, образующие каналы для прохода воздуха между трубками поперек трубок, при этом каждая трубка выполнена со стенкой, имеющей форму некруглого цилиндра с двумя противолежащими плоскими боковыми участками, расстояние между которыми меньше, чем наибольший поперечный размер трубки, и двумя торцевыми участками, сопряженными с указанными плоскими боковыми участками, стенка каждой трубки изготовлена из имеющей постоянную толщину металлической ленты, края которой соединены посредством шва, проходящего вдоль трубки, бачки, трубки и теплообменные гофрированные ленты соединены между собой припоем (В.В.Бурков, А.И.Индейкин, Автотракторные радиаторы, Л, Машиностроение, 1978, с.8, рис.1.1, с.88, таблица 2.3).

В известных теплообменниках указанного типа швы трубок расположены на торцевых участках трубок (В.В.Бурков, А.И.Индейкин, Автотракторные радиаторы, Л, Машиностроение, 1978, с.26; RU 2065351 C1, 1996). При работе таких теплообменников под действием давления рабочей среды внутри трубок на этих торцевых участках возникают нагрузки, которым не противодействуют теплообменные элементы, расположенные между трубками, и поэтому расположение швов на участках труб, на которые действуют повышенные нагрузки, снижает надежность теплообменников или вынуждает увеличивать запас прочности торцевых участков труб со швами по сравнению с остальными участками трубок.

Известны также трубки теплообменников, имеющие некруглое поперечное сечение, содержащие стенку, имеющую форму некруглого цилиндра с двумя протволежащими, по существу, плоскими боковыми участками, расстояние между которыми меньше, чем наибольший поперечный размер трубки, и двумя торцевыми участками, сопряженными с указанными плоскими боковыми участками, при этом стенка трубки изготовлена из имеющей постоянную толщину металлической ленты из алюминиевого сплава, края которой соединены посредством фальцованного замочного шва, проходящего вдоль трубки, образованного загнутыми и сцепленными кромками краев ленты и имеющего толщину большую, чем толщина ленты (RU 2433894 C2, 2011). В такой трубке шов расположен на торцевом участке стенки трубки. Здесь и далее выражение "по существу, плоские боковые участки стенки трубки" означает, что в исходном состоянии эти учатки могут иметь небольшую выпуклость и они становятся плоскими при сборке теплообменника

При таком расположении шва трубки возникают трудности с выдерживанием требуемого по условиям пайки зазора между стенкой трубки на ее торцевом участке со швом и стенками отверстий бачков теплообменника, в которые вставляют трубки при сбоке и пайке теплообменника. Это приводит к повышению требований к точности изготовления трубок на участках швов, что, в свою очередь, усложняет их изготовление.

Первой задачей данной полезной модели является повышение надежности теплообменника.

Эта задача решена тем, что теплообменник согласно данной полезной модели имеет следующую совокупность существенных признаков: он содержит по меньшей мере два бачка, соединяющие указанные бачки трубки, имеющие каждая некруглое поперечное сечение, и расположенные между трубками соединенные с ними теплообменные элементы, образующие каналы для прохода воздуха между трубками поперек трубок, при этом каждая трубка выполнена со стенкой, имеющей форму некруглого цилиндра с двумя противолежащими плоскими боковыми участками, расстояние между которыми меньше, чем наибольший поперечный размер трубки, и двумя торцевыми участками, сопряженными с указанными плоскими боковыми участками, стенка каждой трубки изготовлена из имеющей постоянную толщину металлической ленты, края которой соединены посредством шва, проходящего вдоль трубки, бачки, трубки и теплообменные элементы соединены между собой припоем, швы трубок расположены на указанных плоских боковых участках стенок трубок заподлицо с их наружными поверхностями, и участки указанных швов через припой соединены с теплообменными элементами.

Следующей задачей данной полезной модели является создание трубок из алюминиевых сплавов, обеспечивающих упрощение технологии изготовления теплообменников.

Эта задача решена тем, что трубка теплообменника, имеющая некруглое поперечное сечение, согласно данной полезной модели имеет следующую совокупность существнных признаков: она имеет форму некруглого цилиндра с двумя противолежащими, по существу, плоскими боковыми участками, расстояние между которыми меньше, чем наибольший поперечный размер трубки, и двумя торцевыми участками, сопряженными с указанными плоскими боковыми участками, при этом стенка трубки изготовлена из имеющей постоянную толщину металлической ленты из алюминиевого сплава, края которой соединены посредством фальцованного замочного шва, проходящего вдоль трубки, образованного загнутыми и сцепленными кромками краев ленты и имеющего толщину большую, чем толщина ленты, указанный фальцованный замочный шов расположен на плоском боковом участке стенки трубки заподлицо с ее наружной поверхностью и выполнен выступающим внутрь трубки от ее стенки.

В такой трубке указанная лента из алюминиевого сплава может быть покрыта припоем.

На приложенных чертежах показано:

на фиг.1 - вид спереди теплообменника с теплообменными элементами в виде гофрированных лент;

на фиг.2 - изображение части теплообменника вид спереди (место A на фиг 1) в увеличенном масштабе;

на фиг.3 - изображение показанной на фиг.2 части теплообменника общий вид;

на фиг.4 - разрез B-B на фиг.2;

на фиг.5 - вид спереди теплообменника с теплообменными элементами в виде пластин;

на фиг.6 - поперечный разрез трубки.

Теплообменник (фиг.1 и 5) содержит два бачка 1 и 2, соединяющие указанные бачки трубки 3 и расположенные между трубками теплообменные элементы 4 - гофрированные ленты (фиг.1) или пластины (фиг.5), образующие каналы 4' для прохода воздуха между трубками 3 поперек трубок 3. Количество бачков может быть больше двух (не показано).

Каждая трубка 3 имеет некруглое поперечное сечение (фиг.2-4, 6) и выполнена со стенкой 5, имеющей форму некруглого цилиндра с двумя противолежащими, по существу, плоскими боковыми участками 5a, 5b (фиг.6), расстояние C между которыми меньше, чем наибольший поперечный рамер D трубки, и двумя торцевыми участками 5c, 5d, сопряженными с указанными плоскими боковыми участками 5a, 5b. Стенка 5 трубки изготовлена из имеющей постоянную толщину b металлической ленты (не обозначена) из алюминиевого сплава. Края ленты (не обозначены) соединены посредством фальцованного замочного шва 6, проходящего вдоль трубки и расположенного на плоском боковом участке 5a стенки трубки заподлицо с ее наружной поверхностью (не обозначена). Шов 6 образован загнутыми и сцепленными кромками (не обозначены) краев ленты, имеет толщину h большую, чем толщина b ленты, и выполнен выступающим внутрь трубки 3 от ее стенки 5. Бачки 1, 2, трубки 3 и теплообменные элементы 4 соединены между собой припоем 7 (показан на чертежах черной линией, имеющей большую толщину, чем остальные линии чертежей).

Участки швов 6 через припой 7 соединены с теплообменными элементами 4 (фиг.4). Каждая трубка 5 (фиг.6) изготовлена из металлической ленты из алюминиевого сплава, имеющей постоянную толщину, и покрыта припоем 7.

Теплообменник и трубка теплообменника, в которых использована описанная полезная модель, могут быть изготовлены из известных материалов на известном оборудовании.

1. Теплообменник, содержащий по меньшей мере два бачка, соединяющие указанные бачки трубки, имеющие каждая некруглое поперечное сечение, и расположенные между трубками соединенные с ними теплообменные элементы, образующие каналы для прохода воздуха между трубками поперек трубок, при этом каждая трубка выполнена со стенкой, имеющей форму некруглого цилиндра с двумя противолежащими плоскими боковыми участками, расстояние между которыми меньше, чем наибольший поперечный размер трубки, и двумя торцевыми участками, сопряженными с указанными плоскими боковыми участками, стенка каждой трубки изготовлена из имеющей постоянную толщину металлической ленты, края которой соединены посредством шва, проходящего вдоль трубки, бачки, трубки и теплообменные элементы соединены между собой припоем, швы трубок расположены на указанных плоских боковых участках стенок трубок заподлицо с их наружными поверхностями и участки указанных швов через припой соединены с теплообменными элементами.

2. Трубка теплообменника, имеющая некруглое поперечное сечение, содержащая стенку, имеющую форму некруглого цилиндра с двумя протволежащими, по существу, плоскими боковыми участками, расстояние A между которыми меньше, чем наибольший поперечный размер B трубки, и двумя торцевыми участками, сопряженными с указанными плоскими боковыми участками, при этом стенка трубки изготовлена из имеющей постоянную толщину b металлической ленты из алюминиевого сплава, края которой соединены посредством фальцованного замочного шва, проходящего вдоль трубки, образованного загнутыми и сцепленными кромками краев ленты и имеющего толщину h, большую, чем толщина b ленты, указанный фальцованный замочный шов расположен на плоском боковом участке стенки трубки заподлицо с ее наружной поверхностью и выполнен выступающим внутрь трубки от ее стенки.

3. Трубка по п.1, в которой указанная лента из алюминиевого сплава покрыта припоем.