Воздушная система охлаждения тепловых поршневых машин

Целью полезной модели является обеспечение повышения КПД компрессора, путем создания наиболее приближенного к изотермическому процессу сжатия в цилиндре и снижение затрат мощности на сжатие. Воздушная система охлаждения тепловых поршневых машин содержит, по меньшей мере, один блок цилиндра 1 и головку блока цилиндра 2 с ребрами охлаждения, центробежный вентилятор 3, установленный на коленчатом валу 4, закрытый направляющим кожухом 5 и дефлектор 6, расположенный соосно с рабочей камерой двигателя вокруг цилиндра и головки блока до нижней части, дефлектор выполнен цилиндрическим, суженным на конус, компрессор снабжен вытяжным вентилятором 7, установленным на коленчатом валу, на входе в компрессор, закрытый вытяжным кожухом 8 соединенный с сужающимся конусом вместе вытяжных отверстий.

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к компрессоростроению, и может быть использовано при конструировании и разработке поршневых компрессоров с воздушным охлаждением.

Известен двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, имеющий по меньшей мере один цилиндр и вентилятор с кожухом. Выходное отверстие кожуха вентилятора обращено к цилиндру. С противоположных сторон цилиндра параллельно коленчатому валу двигателя установлены дефлекторы, ограничивающие полость вокруг цилиндра. Один конец каждого дефлектора находится в близи выходного отверстия кожуха, а второй конец образует кромку выхода охлаждающего воздуха в полости. Кожух ремня закрывает ремень и шкивы распределительного механизма, передающего вращение от коленчатого вала к распределительному валу. Часть кромки выхода из полости образована кромкой кожуха ремня. (Патент Российской Федерации 2133839).

Недостатком устройства охлаждения двигателя является то, что его конструктивное выполнение не обеспечивает изометрический процесс охлаждения, это приводит к большому перепаду температур рабочей среды на входе в цилиндр и на выходе из него, что вызывает увеличение габаритно-массовых размеров компрессора.

Наиболее близким к предполагаемой модели является воздушная система охлаждения тепловых поршневых машин, содержащая по меньшей мере один блок цилиндра с ребрами охлаждения, центробежный вентилятор, установленный на коленчатом валу, закрытый направляющим кожухом, и дефлектор, расположенный соосно с рабочей камерой двигателя вокруг цилиндра и головки блока, ребра охлаждения выполнены в виде суженных пластин, спирально закрученных от головки блока до нижней его части, а дефлектор выполнен цилиндрическим, суженным на конус. (Патент Российской Федерации 78870).

Недостатком данной системы является то, что конструктивное выполнение не полностью обеспечивает изометрический процесс из-за воздушного сопротивления, возникающего в дефлекторе, тем самым воздух идущий в дефлектор поступает частично. В связи с этим возникает перепад температуры рабочей среды на входе в цилиндр и на выходе из него из-за мощности приводного двигателя и увеличение габаритно-массовых размеров компрессора.

Целью полезной модели является повышение КПД путем обеспечения равномерного эффективного поддержания температуры рабочей среды на протяжении полного цикла компрессора.

Указанная цель достигается тем, что на поршневом компрессоре, содержащей по меньшей мере, один блок цилиндра и головку блока цилиндра с ребрами охлаждения, центробежный вентилятор, установленный на коленчатом валу, закрытый направляющим кожухом и дефлектор, расположенный соосно с рабочей камерой двигателя вокруг цилиндра и головки блока, ребра охлаждения выполнены в виде суженных пластин, спирально закрученных от головки блока до нижней части, дефлектор выполнен цилиндрическим, суженным на конус, компрессор снабжен вытяжным вентилятором, установленном на коленчатом валу, на входе в компрессор, закрыт вытяжным кожухом, соединен с дефлектором в месте вытяжных отверстий.

На фиг.1 приведена схема полезной модели.

Воздушная система охлаждения тепловых машин содержит цилиндр 1, имеющие охлаждающие ребра, головку блока цилиндра 2, размещенную в верхней части цилиндра, центробежный вентилятор 3, установленный на коленчатом валу компрессора 4, направляющий кожух 5, установленный на центробежном вентиляторе, дефлектор 6, установленный на цилиндре параллельно его оси, вытяжной вентилятор 7, установленный на коленчатом валу на входе в компрессор, вытяжной кожух 8 установленный на вытяжном вентиляторе, соединенный с сужающимся конусом дефлектора в месте вытяжных отверстий.

Компрессор работает следующим образом. При вращении коленчатого вала 4 рабочее колесо центробежного вентилятора 3 через входное отверстие нагнетает воздух в направляющий кожух 5, откуда он поступает в межреберные каналы блока цилиндра 1 и головки блока цилиндра 2. Так как межреберные каналы образованы охлаждающими ребрами головки блока цилиндра 2 и блока цилиндра 1 и закрыты с боков дефлектором 6, то охлаждающий воздух протекает по всей длине указанных каналов, обеспечивая эффективное охлаждение головки блока и наиболее теплонапряженной верхней зоны цилиндра. Отвод охлаждающего воздуха производится за счет вытяжного вентилятора 7 через вытяжной кожух 8 из нижней части дефлектора 6 в отверстие в вытяжном кожухе 8 и отводится в окружающую среду. Что исключает возможность образования воздушных пробок и обеспечивает постоянное циркулирование охлаждающего воздуха в дефлекторе.

Итак, КПД увеличивается за счет того, что исключается образование воздушных пробок в дефлекторе, возникающих из-за воздушного сопротивления и перепада температуры рабочей среды на входе и выходе в цилиндр из-за нагрева. В полезной модели обеспечивается эффективное охлаждение блока цилиндра и головки блока цилиндра, уменьшается мощность приводного двигателя и габаритно-массовые размеры.

Воздушная система охлаждения тепловых поршневых машин, содержащая, по меньшей мере, один блок цилиндра и головку блока цилиндра с ребрами охлаждения, центробежный вентилятор, установленный на коленчатом валу, закрытый направляющим кожухом, и дефлектор, расположенный соосно с рабочей камерой двигателя вокруг цилиндра и головки блока, ребра охлаждения выполнены в виде суженных пластин, спирально закрученных от головки блока до нижней части, дефлектор выполнен цилиндрическим, суженным на конус, отличающийся тем, что компрессор снабжен вытяжным вентилятором, установленным на коленчатом валу на входе в компрессор, закрытый вытяжным кожухом, соединенным с сужающимся конусом в месте вытяжных отверстий.