CZ289097A3 - Teplosměnný trubkový element - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká teplosměnného trubkového elementu určeného pro nepřímou výměnu tepla, zejména mezi kapalným a plynným mediem v zařízeních pro vytápění a dále v chemickém, potravinářském a energetickém průmyslu.

Dosavadní stav techniky

Jsou známé trubkové teplosměnné elementy tvořené především z oboustranně hladkých trubek kruhového průřezu, a to přímých, ohnutých do tvaru U, nebo stočených do šroubovice nebo do spirály.

Dále jsou známé trubkové teplosměnné elementy z trubek se zvětšeným vnějším povrchem, nebo s vnitřní úpravou zvětšující turbulenci proudícího media. Takto upravené elementy jsou většinou přímé.

Z české přihlášky vynálezu PV 2010-94 je znám trubkový teplosměnný element složený z úseků ve tvaru šroubovice a z přímých úseků. Z české přihlášky vynálezu PV 1166-93 je znám teplosměnný element vytvořený z ploché hliníkové trubky, uvnitř opatřené několika podélnými přepážkami. Trubka je vyráběna lisováním ze dvou polovin ve tvaru korýtek.

Většina těchto teplosměnných elementů má často jen z konstrukčních důvodů, např. upevnění konců v trubkovnicích, ohýbání, stáčení, relativně velkou tloušťku stěny, tím velkou hmotnost i značné materiálové a výrobní náklady. Technickým trendem v této oblasti je především zvyšovat tepelný výkon vztažený na jednotku teplosměnné plochy.

4 · 4 4

44 4 4 ·

4444

Podstata vynálezu

Uvedená kriteria do značné míry zlepšuje teplosměnný trubkový element pro kapalné teplonosné medium podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že trubkový element je vytvořen z hladké sploštělé trubky ve tvaru šroubovice, přičemž podélná osa průřezu trubky svírá s osou šroubovice úhel 5 až 90° v kladném i záporném smyslu.

Při použiti teplosměnného trubkového elementu s kapalným teplonosným mediem v jiné než vertikální poloze osy šroubovice, je vnitřní trubkový prostor závitů šroubovice propojen odvzdušňovaci trubkou.

V případě potřeby zvětšeni teplosměnné plochy je šroubovice provedena jako vicechodá.

Přehled obrázků na výkresech

Na výkresech jsou schematicky znázorněna příkladná provedeni řešeni podle vynálezu. Na obr. 1 je znázorněn řez trubkovým teplosměnným elementem, na obr. 2 je znázorněno použiti trubkových elementů podle vynálezu při vytvořeni horizontálního bytového topného tělesa a na obr. 3 je jiná modifikace bytového topného tělesa.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Na obr. 1 je teplosměnný trubkový element tvořen sploštělou trubkou, která má v podstatě obdélníkový průřez 2 se zaoblenými kratšími stranami a má tvar šroubovice. Osa 3 šroubovice je svislá. Podélná osa 4 průřezu 2 trubky £ svírá s osou 3 šroubovice úhel 30°. Průřez 2 trubky £ má rozměry 25 x 5 mm při průměru středního vlákna 5 šroubovice 50 mm. Šroubovice je jednoduchá se stoupáním 20 mm. Vnější i vnitřní povrch trubky je hladký, tloušťka stěny trubky je 0,2 mm.

• · · · · · · • · · ·

Teplonosným mediem je voda. Trubkový element je vyroben galvanotechnicky z mědi.

Příklad 2

Na obr. 2 je naznačeno použití teplosměnných trubkových elementů k sestavení nového netradičního bytového topného tělesa. Topné těleso je sestaveno ze tří topných elementů 1.1, 1.2, 1.3 umístěných souose v horizontální poloze. Úhel, který svírají podélné osy 4 průřezů 2 trubek s osou 3 šroubovic je 25°. Průměr středního vlákna 1.5 vnitřní šroubovice je 55 mm, průměr středního vlákna 2.5 prostřední šroubovice je 115 mm a průměr středního vlákna 3.5 vnější šroubovice je 175 mm. Průřez sploštělé trubky je 5 x 45 mm a je u všech tří elementů stejný. Stoupání šroubovic všech tří elementů je 40 mm. Vnitřní prostory závitů každé trubky tvořící šroubovice jsou propojeny odvzdušňovacími trubkami !3 o průměru 5 mm a topné elementy jsou v topném tělese natočeny tak, aby byly odvzdušňovací trubky § v nejvyšším místě. Všechny tři topné elementy 1.1, 1.2, 1.3 mají ve sploštělých trubkách provedeny kolmo na stěnu průchozí otvory o průměru cca 10 mm s roztečemi cca 60 mm. Teplonosným mediem je voda. Ohřívaný vzduch proudí topným tělesem ve směru šipky tj . ve směru osy 3 šroubovic. Elementy jsou vyrobeny stejným způsobem jako v příkladu 1 s tloušťkou stěny 0,3 mm. Teplosměnná plocha topného tělesa dlouhého 1 m je 2,6 m² a objem vody v tělese je 5,9 1.

Příklad 3

Na obr. 3 je schematicky naznačeno bytové topné těleso sestavené stejným způsobem jako v příkladu 2. Rozdíl je v tom, že podélné osy 4 průřezů 2 trubek svírají s osou 2 šroubovic úhel 80° v kladném i záporném smyslu. Ohřívaný vzduch proudí samotížně kolmo na horizontální osu 3 šroubovice ve směru šipky. Parametry topného tělesa i způsob výroby jsou stejné jako v příkladu 2.

9 · 9 · 9 · 9 9 9 9

999 99999 9999 • 9 9 9 φ 9 9

999999 99 99 99 9

- 4 Průmyslová využitelnost

Teplosměnný trubkový element podle vynálezu je určen pro nepřímou výměnu tepla, zejména pro zařízení k vytápění a v chemickém, potravinářském a energetickém průmyslu.

Claims (4)

1. PATEN.TOVÉ NÁROKY

   1. Teplosměnný trubkový element^pro kapalné teplonosné medium vyznačující se tím, že trubkový element je vytvořen ze sploštělé trubky (1) ve tvaru šroubovice, přičemž podélná osa (4) průřezu (2) trubky (1) svírá s osou (3) šroubovice úhel 5 až 90° v kladném nebo záporném smyslu.
2. 2. Teplosměnný trubkový element podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní prostor závitů trubky (1) je propojen odvzdušňovací trubkou (8).
3. 3. Teplosměnný element podle nároků 1 a 2, vyznačuj ící se t í m , že sploštělá trubka (1) má průchozí otvory (7) kolmé na stěnu trubky.
4. 4. Teplosměnný element podle nároků 1 až 3, vyznačuj 1cí se tím, že šroubovice je vícechodá.