CZ301007B6 - Jednotka výmeníku tepla pro plynové ohrívace vody - Google Patents

Abstract

Jednotka výmeníku tepla pro plynové ohrívace vody, obsahující krycí teleso plynového ohrívace, obklopené jednou nebo více trubicemi opatrenými žebry (3), pricemž trubice (1) s profilem oválného tvaru mají dve zploštelé cásti a dve zakrivené cásti a jsou opatrené žebry (3) alespon na jedné ploché cásti (4), pricemž zploštelé trubice (1) s profilem oválného tvaru jsou umísteny vedle sebe k zajištení usporádání, kde zakrivená cást (2) jedné trubice se dotýká zakrivené cásti (2) sousední trubice (1). Žebro (3) je vyrobeno z vlnitého proužku. Zploštelá trubice (1) s profilem oválného tvaru je vyrobená z medi, ze slitiny obsahující med, z hliníku nebo ze slitiny obsahující hliník. Žebro (3) je vyrobeno z medi, ze slitiny obsahující med, z hliníku nebo ze slitiny obsahující hliník.

Description

Tento vynález se vztahuje k jednotce výměníku tepla a jejímu použití v plynovém ohřívači vody, se zdokonalenou výměnou tepla ve výměníku s odstraněním rizika srážení par.

io Dosavadní stav techniky

V britské patentové přihlášce GB 2 016 135 je popsán výměník tepla vhodný k použití v plynových ohřívačích vody. Jeho součástí je průtoková trubice odolná vůči korozi, vyrobená z mědi, s přiletovaným žebrovím pro přenos tepla. Vnější povrch průtokové trubice je rovnoměrně pokry15 tý vrstvou mědi a bronzu (zejména v místech přiletování žebroví). Zebroví je zhotoveno z plátů oceli pokrytých chrómem spolu se stabilním titanem nebo stabilním niobem. Vyústění trubic v žebroví jsou přednostně opatřena límečky, které jsou na trubice nasazeny a kterými je žebroví pevně přiletováno k trubicím.

V dokumentu EP 545 954 je popsán plynový ohřívač vody s řadou průtokových trubic vedených nad vývodem spalovaných plynů. Průtokové trubice jsou zavedeny do žebroví s žebry opatřenými řadou otvorů, jejichž vzájemná vzdálenost odpovídá rozmístění trubic. Ty ústí na obou koncích do vodních komor. Trubice i žebra jsou umístěny na nosiči, jehož horní vertikální část je opatřena výčnělky, zapuštěnými do otvorů ve druhém žebru od konce. K prvnímu žebru je připevněn druhý nosič, ke kterému jsou upevněny další části ohřívače.

Dále dokument CH 438645 uvádí plynový ohřívač vody obsahující opláštěné těleso obklopené trubicemi, uloženými po vnějším obvodu tělesa čtvercového průměru, přičemž trubice jsou v rozích zaoblené.

V uvedených dokumentech jsou průtokové trubice vybaveny výměníkovými žebry, která jsou paralelně umístěná tak, aby mezerami mezi nimi mohl proudit spálený plyn. Průtokové trubice mají kruhovitý průřez s žebry prstencovitě navinutými na povrchu trubic. Trubice se žebry potřebují vzhledem ke svému uspořádání značný prostor, takže k rychlému ohřátí vody musí být jednotka výměníku tepla v plynovém vodním ohřívači značně objemná. Plynový vodní ohřívač je navíc vzhledem k objemné jednotce výměníku poměrně těžký.

Tento vynález si klade za cíl odstraněni některých nedostatků dosavadního stavu techniky a konstrukci lehčí a skladnější jednotky výměníku tepla k použití v plynovém ohřívači vody.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je jednotka výměníku tepla pro plynové ohřívače vody, obsahující krycí těle45 so plynového ohřívače, obklopené jednou nebo více trubicemi opatřenými žebry, přičemž trubice s profilem oválného tvaru mají dvě zploštělé částí a dvě zakřivené části a jsou opatřené žebry alespoň na povrchu jedné ploché části, přičemž zploštělé trubice s profilem oválného tvaru jsou umístěny vedle sebe k zajištění uspořádání, kde zakřivená část jedné trubice se dotýká zakřivené části sousední trubice.

Dále je podstatou vynálezu to, že žebro je vyrobeno z vlnitého proužku, že zploštělá trubice s profilem oválného tvaruje vyrobená z mědi, ze slitiny obsahující měď, z hliníku, nebo ze slitiny obsahující hliník. Žebro je vyrobeno z mědi, slitiny obsahující měď, z hliníku nebo ze slitiny obsahující hliník.

Výhodou předložené jednotky výměníku tepla plynového ohřívače vody je její vybavení alespoň jedním topným článkem, ohřívacím tělesem, které obsahuje množství oválných trubic v jedné anebo několika řadách. Trubice alespoň jednou ze svých plochých částí přiléhá k žebru, které je pevně spojeno s trubicí a které má po obvodu podobu zvlněného proužku. Pevný spoj mezi tru5 bicí a žebrem je zhotoven z mosazi anebo priletováním. Oválná trubice je stejně jako žebro zhotovena z kovu, přednostně z hliníku, z hliníkové slitiny, z mědi anebo ze slitiny mědi, a to tak, že plošně oválná trubice i žebroví jsou z téhož materiálu nebo z materiálů odlišných.

Trubice i žebroví v jednotce výměníku podle tohoto vynálezu mají oválný průřez, trubice pro ío průtok ohřívané vody jsou proto výhodně umístěny jedna vedle druhé a jednotka výměníku tepla je tedy menší a lehčí než v uvedených případech dosavadního stavu techniky.

V přednostním provedení tohoto vynálezu je oválná trubice opatřená žebry po obou plochých částech obvodového povrchu, přičemž zaoblené části povrchu se žebroví nedotýkají. Oválné trubice s žebry přiléhajícími k plochým částem obvodu jsou umístěny jedna vedle druhé tak, že vrcholy zaoblených částí trubic se navzájem se sousedními trubicemi dotýkají. Při instalaci dvou anebo více oválných trubic (s žebry přiléhajícími k plochým částem povrchu) v téže rovině vedle sebe tvoří žebra přiléhající k plochým částem trubic v podstatě rovnoměrný povrch pro přenos tepla na obou stranách trubic se žebry.

Výhodou je i to, že použití oválných trubic s žebry přiléhajícími k plochým částem povrchů těchto trubic ve vodním plynovém ohřívači je horký plyn spalovaný v hořáku nucen protékat v podstatě po rovnoměrném povrchu pro přenos tepla po obou stranách trubic. Tento horký plyn ohřeje žebra přiléhající k plochým částem trubic, od žeber se ohřejí tyto trubice a od nich se nakonec ohřeje voda cirkulující v těchto trubicích.

Výhodné je i vzájemné sestavení oválných trubic tak, že pouze jedna plochá část obvodového povrchu trubice přiléhá k žebru v podobě zvlněného proužku. V tomto provedení jsou trubice s jedním žebrem sestaveny tak, že žebro jedné trubice se dotýká ploché části trubice sousední.

Žebro je takto vloženo mezi dvě oválné trubice. Je výhodné i vzájemné sestavení oválných trubic s žebry přiléhajícími k oběma plochým částem svého obvodu tak, že žebro jedné trubice se dotýká žebra trubice sousední. V tomto provedení jsou mezi dvěma oválnými trubicemi umístěna dvě žebra,

Přenos tepla v jednotce výměníku podle tohoto vynálezu je lepší než u dosavadního stavu techniky, protože oválné trubice mají lepší kapacitu vnitřního přenosu tepla než kulaté trubice se stejným objemem vnitřního povrchu. Malá vzdálenost mezi oválnými trubicemi umožňuje použití tenčího žebroví než v dosavadním stavu techniky a současně umožňuje větší hustotu žeber. Větší hustota žeber zvyšuje plochu přenosu tepla a přitom snižuje vzhledem k tenčímu žebroví celkovou váhu jednotky výměníku tepla.

Díky konstrukci v podstatě s rovnoměrnými povrchy přenosu tepla v jednotce výměníku podle tohoto vynálezu je rozdělení tepla ze spalovaného plynu také rovnoměrné a to umožňuje zdokonalení celkové výměny tepla bez rizika vzniku kondenzátu.

V jednotce výměníku tepla podle tohoto vynálezu probíhá oběh ohřívané vody na menší ploše než v dosavadním stavu techniky, protože vzhledem k umístění žeber na povrchu oválných trubic se tyto trubice vzájemně dotýkají. Protože podstatě rovnoměrné povrchy výměny tepla po obou stranách oválných trubic zlepšují celkovou výměnu tepla, je samotná jednotka výměníku tepla v plynovém vodním ohřívači menší a lehčí než u dosavadního stavu techniky. Plynový vodní ohřívač s jednotkou výměníku tepla podle tohoto vynálezu má takto širší pole použití.

Protože plyny spalované v ohřívači vody podle tohoto vynálezu umožňují kvalitnější šíření tepla, je také možné v jednotlivých částech výměníku použít různou hustotu žeber.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 schematicky zobrazuje boční pohled na část topného Článku podle přednostního provedení tohoto vynálezu,

Obr. 2 schematicky zobrazuje boční pohled na část topného článku z dalšího provedení tohoto vynálezu,

Obr. 3 schematicky zobrazuje boční pohled na část topného článku podle provedení na Obr. 2 ve vyznačeném směru 3, io Obr. 4 schematicky znázorňuje boční pohled na část dalšího provedení tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu i s Oválné trubice I podle obr. 1 jsou umístěny vedle sebe tak, že vrchol zaoblené části 2 trubice I se dotýká vrcholu zakřivené části 2 sousední trubice I. Žebra 3 po obou plochých částech 4 obvodu oválných trubic 1 tvoří na obou stranách trubic I v podstatě shodné povrchy pro přenos tepla.

Oválné trubice 21 podle obr. 2 a 3 jsou opatřeny jedním žebrem 22 na jedné ploché části 23 obvodového povrchu oválné trubice 2L Trubice 21 jsou umístěny jedna vedle druhé tak, že žebro 22, jedné zakřivené trubice 2i se dotýká ploché části 23 sousední trubice 21.

Oválné trubice 31 podle obr. 4 jsou opatřeny žebry 32 po obou plochých částech 33 na obvodu oválné trubice JI. Oválné trubice 31 jsou umístěny vedle sebe tak, že žebro 32 trubice 31 se dotýká žebra 32 sousední trubice 3L

Claims (10)

1. Jednotka výměníku tepla pro plynové ohřívače vody, obsahující krycí těleso plynového ohřívače, obklopené jednou nebo více trubicemi opatřenými žebry, přičemž trubice (1) s profilem oválného tvaru mají dvě zploštělé části a dvě zakřivené části ajsou opatřené žebry (3) alespoň na

35 jedné ploché části (4), vyznačující se tím, že zploštělé trubice (l)s profilem oválného tvaru jsou umístěny vedle sebe k zajištění uspořádání, ve kterém se zakřivená část (2) jedné trubice dotýká zakřivené části (2) sousední trubice (1).

2. Jednotka výměníku tepla podle nároku 1, vyznačující se tím, že žebro (3) je

40 vyrobeno z vlnitého proužku.

3. Jednotka výměníku tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zploštělá trubice (1) s profilem oválného tvaruje vyrobená z mědi.

45

4. Jednotka výměníku tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zploštělá trubice (1) s profilem oválného tvaruje vyrobená ze slitiny obsahující měď.

5 (3) je vyrobeno ze slitiny obsahuj ící měď.

5. Jednotka výměníku tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zploštělá trubice (1) s profilem oválného tvaruje vyrobená z hliníku

6. Jednotka výměníku tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zploštělá trubice (1) s profilem oválného tvaruje vyrobená ze slitiny obsahující hliník.

7. Jednotka výměníku tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že žebro (3) je vyrobeno z mědi.

8. Jednotka výměníku tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že žebro

9. Jednotka výměníku tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že žebro (3) je vyrobeno z hliníku.

io

10. Jednotka výměníku tepla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že žebro (3) je vyrobeno ze slitiny obsahující hliník.