HU198332B

HU198332B - Heat exchanger

Info

Publication number: HU198332B
Application number: HU223387A
Authority: HU
Inventors: Menyhert Timar
Original assignee: Koeroes Kazangyarto Es Gepipar
Priority date: 1987-05-19
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1989-09-28
Also published as: HUT47730A

Abstract

A találmány értelmében az egymással koaxiális, nagyobb átmérőjű csövek (2, 3) csösplrál felé néző oldala csavarmenetként kialakított bordázattal (12) van ellátva, amelynek menetemelkedése azonos a csőspirál (1) menetemelkedésével. A bordázat (12) menetei a csőspirál (1) két-két szomszédos me- nete közötti szinten helyezkednek el. fi Nemzetközi osztélyjelzet: (51) NSZO, F 28 B 1/00 KdRÖS* Kazángyártó és Gépipari Vállalat, Békéscsaba, HU -1-According to the invention, the side of the coaxial, larger diameter tubes (2, 3) facing the plaster is provided with a threaded rib (12) having a pitch equal to the pitch of the pipe spiral (1). The threads of the rib (12) are positioned between the two adjacent threads of the tube spiral (1). en International division logo: (51) NSZO, F 28 B 1/00 KdRÖS * Boiler Manufacturing and Machinery Company, Békéscsaba, HU -1-

Description

A találmány tárgya hőcserélő, különösen víz-víz hőcserélő, főleg használati melegvizet előállító gázkazánokhoz. Ismeretes a Fegyver és Gázkészülék Gyár FÉG-SPIREC K jelű hőcserélője, amely domborításokkal ellátott lemezből készül. Ezt a lemezt összehajtják, majd az így kialakult szendvicslemezt feltekercselik. A fűtőközeg tengelyirányban, a fűtött közeg pedig spirálisan, eUenáramban halad át a hőcserélőn. Ez a megoldás, látszólag egyszerű felépítése ellenére, költséges, mivel gyártása bonyolult. Ugyanakkor a hőcsere nem eléggé intenzív, mivel míg az egyik közeg viszonylag hosszú úton spirálisan áramlik, a másik tengelyirányban hamar távozik.The present invention relates to a heat exchanger, in particular a water-to-water heat exchanger, in particular for gas boilers producing hot water. The FÉG-SPIREC K heat exchanger, made of embossed plate, is known at the Weapon and Gas Device Factory. This plate is folded and the resulting sandwich plate is wound. The heating medium passes through the heat exchanger in the axial direction and the heated medium spirally through the heat exchanger. This solution, despite its seemingly simple design, is expensive because it is complicated to manufacture. At the same time, the heat exchange is not intensive enough, because while one medium flows in a spiral over a relatively long distance, the other one leaves rapidly axially.

Ugyancsak ismeretes a FUTÖBER SKRX típusú használati melegvíztermelő hőcserélője. Ennél a megoldásnál az egyik közeg két koaxiális, nagy átmérőjű spirális csövekben, a másik közeg magában a gyűrűs térben áramlik. Ez a hőcserélő gyárthatóság szempontjából kedvezőbb az előbbinél, de ennek is meg van az a hiányossága, hogy az egyik közeg a gyűrűs térben axiális irányban áramolva viszonylag hamar távozik, tehát a hőcsere nem elég intenzív.The heat exchanger for the domestic hot water heater type FUTÖBER SKRX is also known. In this solution, one medium flows in two coaxial, large diameter spiral tubes, and the other medium flows in the annular space itself. This heat exchanger is more advantageous from the manufacturing point of view than the former, but it also has the disadvantage that one of the fluids in the annular space is discharged relatively quickly, so that the heat exchange is not intensive enough.

A találmány célja ezen hiányosság kiküszöbölése.It is an object of the present invention to overcome this deficiency.

A találmány feladata olyan hőcserélő létrehozása, amelyben mindkét közeg lényegében azonos pálya mentén, azonos úhossz mellett, spirálisan áramlik, miáltal a hőcsere intenzívebbé válik.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a heat exchanger in which both fluids flow along a substantially identical path, with the same length, spirally, thereby intensifying the heat exchange.

A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a FUTÖBER SKRX típusú hőcserélőknél alkalmazott két koaxiális, nagy átmérőjű cső falát nem simára, hanem bordázatra alakítjuk ki, éspedig oly módon, hogy a bordázat azonos menetemelkedéssel követi a kis átmérőjű spirális csöve(ke)t, és menetei annak (azoknak) menetei közötti szinten helyezkednek el, a koaxiális, nagy átmérőjű csövek közötti gyűrűs térben olyan spirális járat(ok) alakul(nak) ki, amely(ek) koaxiálisán vesz(k) körül a kis átmérőjű spirális csöve(ke)t, és ez(ek) pályáját követő pályára kényszerítik a nagy átmérőjű csövek közötti gyűrűs térben áramló közeget.The invention is based on the discovery that when the walls of two coaxial large diameter tubes used in the FUTÖBER SKRX heat exchangers are formed on a rib rather than a smooth one, such that the ribs follow the small spiral tube (s) with the same pitch, and its passages are located at a level between its passages, in the annular space between the coaxial large diameter tubes, a spiral passage (s) is formed which coaxially surround the small diameter spiral tube (s). ) and force the fluid flowing in the annular space between the large diameter tubes onto the orbit following its orbit.

Ezen felismerés alapján a kitűzött feladat megoldása olyan hőcserélő, amelynek két, egymással koaxiális, nagyobb· átmérőjű cső által közrezárt gyűrűs térben elrendezett, mindkét csővel koaxiális, de azoknál kisebb átmérőjű csőből készült csőspirálja van, és amelynél a találmány értelmében az egymással koaxiális, nagyobb átmérőjű csövek csőspiral felé néző oldala csavarmenetként kialakított bordázattal van ellátva, amelynek menetemelkedése azonos a csőspirál menetemelkedésével.Based on this discovery, an object of the present invention is to provide a heat exchanger having a coil of tubular coils coaxial to both tubes but smaller in diameter, arranged in two annular coaxial tubes of larger diameter, and having, according to the invention, a coil of larger diameter. the side of the tubes facing the corkscrew is provided with a spiral rib having the same pitch as the pitch of the corks.

A találmány szerinti hőcserélő egy előnyös kiviteli alakjánál a bordázat menetei a csőspirál két szomszédos menete közötti szinten helyezkednek el.In a preferred embodiment of the heat exchanger of the present invention, the ribs are arranged at a level between two adjacent turns of the coil.

Egyes esetekben előnyös, ha a csőspirál és a csövek bordázata több bekezdésű menetként van kialakítva.In some cases, it is advantageous to have a pleated spiral and the ribs of the tubes formed in multiple threads.

Előnyös lehet az is, ha a találmány szerinti hőcserélőnek legalább két, egymással koaxiális csőspirálja van, amelyek között a nagyobb átmérőjű csövekkel koaxiális cső lehet elrendezve. A közbenső csövet ugyancsak célszerű csavarmenetként kialakított bordázattal ellátni.It may also be advantageous if the heat exchanger according to the invention has at least two coaxial tubular coils, between which coaxial tubing can be arranged with the larger diameter pipes. The intermediate pipe is also preferably provided with a threaded rib.

Végül előnyös, ha a belső cső két végének egy-egy szakasza lemezkoronggal le van választva, és a leválasztott szakaszok külső vége csatlakozóelemmel, oldalfala pedig legalább egy ablakkal van ellátva.Finally, it is advantageous if one of the sections of the two ends of the inner tube is separated by a plate disc and the outer end of the separated sections is provided with a connecting element and its side wall is provided with at least one window.

Á találmányt a következőkben a csatolt rajzokon vázolt kiviteli példák kapcsán ismertetjük. AzThe present invention will now be described with reference to the embodiments outlined in the accompanying drawings. The

1. ábra az első példa szerinti, egy spirálcsövet tartalmazó hőcserélő hosszmetszete, aFigure 1 is a longitudinal sectional view of the first example heat exchanger comprising a spiral tube, a

2. ábra az 1. ábrán jelölt Il-Π síkban vett metszet,Figure 2 is a sectional view in the plane Il-Π in Figure 1,

3. ábra a második példa szerinti, két koaxiális csőspirált tartalmazó hőcserélő hosszmetszete, és aFigure 3 is a longitudinal sectional view of the second example heat exchanger comprising two coaxial tubular coils, and

4. ábra a 3. ábrán jelölt IV-IV síkban vett metszet.Figure 4 is a sectional view taken along the plane IV-IV in Figure 3.

Az 1-2. ábrák szerinti hőcserélőnek képzeletbeli henger palástjára csavarvonal mentén, állandó menetemelkedéssel feltekercselt 1 csőspirálja van, amely két végén axiális irányú kivezetéssel (csatlakozócsonkkal) rendelkezik. Az 1 csőspirál által határolt hengeres térben az 1 csőspirált alkotó csőnél lényegesen nagyobb átmérőjű egyenes 2 cső van az 1 csőspirál hossztengelyével egytengelyűén elrendezve, míg az 1 csőspirálon kívül a 2 csővel koaxiálisán további egyenes 3 cső foglal helyet.1-2. The heat exchanger of Figures 1 to 4 has a helical coil (1) coiled along a helical thread with a constant pitch, which has an axial outlet (connection port) at both ends. In the cylindrical space delimited by the helix 1, the straight tube 2, which is substantially larger in diameter than the tube forming the helix 1, is arranged parallel to the longitudinal axis of the helix 1 and coaxial with the tube 2.

A nagyobb átmérőjű 2, 3 csövek az 1 esőspirál felé néző oldalukon 12 bordázattal vannak ellátva. A 12 bordázat csavarmenetként van kialakítva, amelynek menetemelkedése megegyezik az 1 csőspirál menetemelkedésével. A bordák mindig az 1 csőspirál két szomszédos menete közötti szinten helyezkednek el.The larger diameter tubes 2, 3 are provided with ribs 12 on their side facing the rain coil 1. The rib 12 is formed as a thread having a pitch equal to that of the coil 1. The ribs are always at a level between two adjacent turns of the coil 1.

A külső 3 cső körül 7 hőszigetelés van elrendezve, amelyet hengeres 8 burkolat vesz körül. A hőcserélő alsó és felső vége egy-egy 5, 6 fedéllel van lezárva, amelyek az 1 csőspirál csatlakozócsonkjai, valamint a 2, 3 csövek közötti gyűrűs tér 1.0 csatlakozóelemei számára áttörésekkel vannak ellátva. A beslő 2 cső alsó és felső vége egy-egy, az 5, 6 fedelekkel párhuzamos, azoktól térközzel elválasztott 4 lemezkoronggal le van zárva, a 4 lemezkorong az 5 vagy 6 fedél közötti oldalfalrész pedig négy-négy 9 ablakkal van ellátva. Ily triódon a 2, 3 csövek közötti gyűrűs tér a 9 ablakokon és a belső 2 cső 4 lemezkorongok által leválasztott végein át kommunikál az 5,6 fedeleken átvezetett 10 csatlakozóelemekkel. Az egyik közeg az 1 csőspirálban, a másik közeg a 2, 3 csövek közöti gyűrűs térben áramlik. Mivel a külső 3 és belső 2 cső csavarmenetszerű 12 bordázata az 1 csőspirált alkotó csövet követő és azt végig körülvevő, vele azonos menetemelkedésű, csavarmenetszerű járatot alkot, a 2,3 csövek közé vezetett közeg (a járat nem teljesen zárt volta miatt fellépő szivárgásoktól eltekintve) az 1 csőspirálban áramlóval azonojs spiláiis pályát követően halad végig a hőcserélőn. így a hőcsere sokkal intenzívebb lesz ahhoz az esethez viszonyítva, amikor a külső és belső cső közötti gyűrűs térben axiális irányban áramlik a közeg.The outer tube 3 is provided with thermal insulation 7 surrounded by a cylindrical casing 8. The upper and lower ends of the heat exchanger are sealed with a cover 5, 6, which are provided with holes for the connection stubs of the coil 1 and for the connector 1.0 of the annular space between the tubes 2, 3. The lower and upper ends of the insertion tube 2 are closed by a plate disc 4 parallel to the covers 5, 6, and the plate disc 4 is provided with four or four windows 9 between the side walls between the covers 5 or 6. In such a triode, the annular space between the tubes 2, 3 communicates with the connectors 10 through the covers 5,6 through the windows 9 and the separated ends of the inner tube 2 by the disc discs 4. One fluid flows in the tubular spiral 1 and the other fluid flows in the annular space between the tubes 2, 3. Since the helical rib 12 of the outer pipe 3 and the inner pipe 2 forms a thread-like passage following and passing the pipe forming pipe 1 and having the same thread pitch, the medium introduced between the pipes 2,3 (except for leaks due to the not completely closed passage) flowing along the heat exchanger with the same helical path flowing in the tube spiral 1. Thus, the heat exchange will be much more intensive than when the fluid flows axially in the annular space between the outer and inner tubes.

A 3-4. ábrák szerinti hőcserélő csupán annyiban tér el az 1-2. ábrák szerintitől, hogy 1 csőspirálja két koaxiális (egy kisebb és egy nagyobb átmérőjű) részből áll, amelyek az adott esetben áramlástechnikailag sorba vannak kapcsolva egymással, és közöttük közbenső nagy átmérőjű 11 cső van elrendezve. A közbenső 11 cső koaxiális a 2, 3 csövekkel és szintén el van látva 12 bordázattal, ennek profilja azonban nem félkör, hanem egyenlőszárú háromszög alakú. Természetesen a közbenső 11 cső Is el van látva a megfelelő végén (az adott esetben az 5 fedél alatt) a közeg átvezetéséhez szükséges 9 ablakokkal. Mivel az 1 csőspirálban áramló közeg az 5 fedélen át kivezetett csonkok összekötésével vissza van fordítva, a kiömlés és a beömlés is az alsó 6 fedél tartományában biztosítandó. Ezért a külső 3 cső és a közbenső 11 cső közötti tér a 7 hőszigetelésen és a 8 burkolaton átveze-213-4. Figures 1 to 2 differ only in that from Figure 1-2. 1 to 2, the tubular spiral 1 is composed of two coaxial portions (one of a smaller diameter and one of a larger diameter), which are optionally flow-connected in series with an intermediate large-diameter pipe 11. The intermediate tube 11 is coaxial with the tubes 2, 3 and is also provided with a rib 12, but its profile is not semicircular but an equilateral triangle. Of course, the intermediate tube 11 is also provided at its respective end (under the cover 5, if applicable) with windows 9 for the passage of fluid. Since the fluid flowing in the tubular spiral 1 is reversed by connecting the terminals discharged through the cover 5, both the outlet and the inlet are provided in the region of the lower cover 6. Therefore, the space between the outer pipe 3 and the intermediate pipe 11 passes through the thermal insulation 7 and the casing 8.

198.332 tett 13 kivezetéssel van ellátva. Az 1 csőspirálok száma és elrendezése tetszés szerinti lehet. Ugyancsak igény szerint választhatók különféle soros és párhuzamos, illetve vegyes kapcsolások. Két vagy több csőspirál alkalmazása esetén egyen-keresztáram vagy ellen-keresztáram is megvalósítható. A 2, 3 csövek, Illetve a közbenső 11 csövek készülhetnek hőszigetelő anyagból Is. Ebben az esetben keresztirányban nincs hőátadás.198,332 are provided with 13 terminals. The number and arrangement of the coil 1 may be optional. Various serial, parallel and mixed connections are also available on request. If two or more tubular coils are used, either direct current or counter current can be realized. The tubes 2, 3, or the intermediate tubes 11 may also be made of heat-insulating material. In this case, there is no heat transfer transversely.

A találmány szerinti hőcserélő egyszerű felépítésű, kis súlyú, kis helyigényű, és sokféle változatban tömegesen gyártható. Az 1 csőspirálok több bekezdésű csavarmenet mentén is elrendezhetők. A találmány szerinti hőcserélő felhasználható használati melegvíz előállítására egyedi központifűtéssel ellátott lakásoknál, víz-víz hőcserélőként alkalmazva, de számos más felhasználása is lehetséges.The heat exchanger of the present invention is of simple construction, low weight, small space requirements and can be mass-produced in many variants. The coil spirals 1 can also be arranged along a multi-threaded thread. The heat exchanger of the present invention can be used to produce domestic hot water in homes with individual central heating, using it as a water to water heat exchanger, but many other uses are possible.

Claims

Patent Claims

1. Heat exchangers, in particular water-to-water heat exchangers, in particular gas boilers for the production of hot water, having two; having a coil coaxial with a larger diameter tube and having a coil coaxial to both tubes but having a smaller diameter, characterized in that the coaxial side of the tubes (2, 3) facing the coil (1) is formed by a threaded rib. (12) having a thread pitch that is not the same as that of the barrel spiral (1).

A heat exchanger according to claim 1, characterized in that the ribs (12) are arranged at a level between two adjacent threads of the tube spiral (1).

..

Heat exchanger according to Claim 1 or 2, characterized in that the tubular coil (1) and the ribs (12) of the tubes (2, 3) are formed in several threads.

4. A heat exchanger according to any one of the claims, characterized in that at least two,

There is 1 g coaxial tube coil (1).

Heat exchanger according to Claim 4, characterized in that an intermediate tube (11) coaxial with the larger diameter tubes (2, 3) is arranged between the individual coils (1).

Heat exchanger according to Claim 5, characterized in that the intermediate tube (11) is also provided with a threaded rib (12).

7. A heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized in that each section of the two ends of the inner tube (2) is separated by a plate disc (4) and the outer end of the separated sections

It has 25 connection elements (10) and a side wall with at least one window (9).