Przedmiotem wynalazku jest {rurkowy wymien¬ nik ciiepla z przegrodami pretowymi, zwlaszcza podtrzymujacymi wiazke rurek.Wymiana ciepla stanowi wazny element kazdego procesu. Bezposrednie przejscie ciiepla z jednego czynnika do drugiego zachodzi zwykle przy uzyciu wymienników ciepla polsuiadiajacychi rozwiazania konstrukcyjne w wielu odmianach. Przykladem moga byc wymienniki rura w rurze, plaszczowo- rurkowe, -plytowe i inne. .Stopien rozwoju techniki wymienników ciepla jest bardzo wyspki, ale moz¬ liwe ijesit dokonywanie dalszych uiepsszen takiich 'parametrów j.ak zmniejszenie spadków cisniieniia, zwiekszenie; wspólczymniikai przenoszenia1 ciiepla, zmniejszenie zawodnosci, a przy wymiennikach za¬ wierajacych wiazke rurek, polepszanie rodzaju ich podparcia.W wielu przypadkach iruirki wymiennika plasz¬ czowo-rurkowego uszkadzaja sie przedwczesnie w wymienniku wibracji rurek ocierajacych sie o siebie lufo o inne elementy takie jak przegrody lub plaszcz. Stad tez wynikala potrzeba ulepsze¬ nia podlpairci,a rurek.Od wielu lat stosowane byly przegrody plytowe.Stanowily one punkt podjpaircia dla rurek, przy¬ najmniej do pewnego stopnia.. Dobrze znane sa dwuczesciowe wymienniki ciepla z przegirodiami plytowymi i chociiaz zostaly one wynalezione sto¬ sunkowo wczesnie to sa 'Uzywane do dniia dzisiej¬ szego*. W wiekszosci wypadków otwory w przegro- 10 15 20 25 30 dzie plytowej maja srednice wieksza niz przecho¬ dzace przez nia ru/rki cio ulatwia konstrukcje, ale za to wystepuje wiibnaioja iruirek bedaca ppwoderh ich przedwczesnego uiszkodzetnia. iZnane jest z opisu pialtentowego Stanów Zjedno- czonych Ameryki nr 2 0100&T\ irozwiazaniie wy¬ miennika ciepla zawierajacego podpairta wiazke mu¬ rek, w którym wiazka pretów wprowadzona jesit pomiedzy rzedy nurek. W kazda przerwe wchodzi pret przymocowany nastepnie do pierscienia ota¬ czajacego wiaizke i tworzacy w ton sposób idieaLwe ustawiona w plaszczyznie prostopadlej ido podluz¬ nej osi rurek, W przekroju poprzecznym wiazka uwiidoozndotoa na fig. 2, 3 ii 6, poisiada pret usytuowany w kaz¬ dej linii stad dwie grupy pretów zapewniaja promieniowe podpancie diia murek. Pomimo, ze ta¬ kie rozwiazanie stanowi doibre podparcie dla murek, to charakteryzuje sie ono wizglednie duzymi spad¬ kami ciisniemiiai, prjOwtadizacyimi do istriat enetrgiii1, która jest dosc znaiczmal, a tym isamym wplywa ma ekonomike irozwiazeniiia. W nzeczywiiisitoisci, (mimo, ze rozwiazanie to znane jest od ^trzydziestu liat, ito do dzis nie zostalo przyjete przez przemysl.Znane ijest równiez rozwiLajzaHiiije z opisu patento¬ wego Stalnow Zjednoczonych Ameryki mir 7 708142 zapewniajace male spadki cilaniiiemiia; , Przedstawionej rozwiazanie charakteryzuje slie lepszym*, wispólczyinmifoiem (przenoszenia ictieipflia ii wieksza niezawodnosiaia w pracy indezniaicznym tyfl- 112 917112 917 ko wzroscie spadku idisnoetnia, w porównaniu z po¬ przednim znanym \ozwuazainiem. Pornimo niniej¬ szych sadków osmienia iw rozwiazaniu przedistai- wionyim iw pofwyzszym opisie nr 3 706 142 sitanowi ono rioizwiazainile kompromisowej pod wzgledeim kompleksowym zarówno spadków oiisniienlila jiafc ii wspólczyinndków przenoszenia ciepla.Przeplywajacy przez wymiennik ciepla plyn, zwlaszcza w duzej iloscd, czesto powoduje powsta¬ wanie wibracji murek twarzacych wiiazkii o iHe nie sa one wlasciwie umocowane. W wyniku (tego jed¬ na lub wiecej rurek pekia przedwczesnie, Jto zna- czy wczesniej niz wynikaloby to z wytirzytmaloscd materialu stosowalnego do ich budowy i konserwa¬ cji wyimiennitoi Dwie ze znanych metod zmniejszenia wibracji to stasowanie plyt przegrodowych* stanowaajeych dodatkowa podpore dla murek tworzacych wiazki i/Lufo oibndzende predkosci przeplywu plynu wew- natinz runek,. Stosowanie plyft przegrodowych po¬ woduje znaczny spadek cisnienia na scdatnce wy¬ miennika, a zmniiejszetniie szybkosci przeplywu wy- m&igia srtoisowaniiia wiiejkiszycih^ a wiec i drozszych wymienników niz w irzeczywiisitoscd potrzebne, Uzy¬ wane sifoinnuilowaniia lspadkd dsnrienda" d „sftraty dsnoendia" sa syinondimamL Celem rozwiazania wedlug wynalazku jest oprar C0)wande konstrukcja podparcia wiazki rurek w wyimdenndku ciepla rapewndajacego mniejsze spad¬ ki cisnienia i wyzszy wspalczyinnak .przenoszenda ciepla przez scianke wyimienndka plaszczowo-nur- kowegoi.JRuirkioiwy iwyimienniik ciepla wedlug wynalazku z przegrodiamii pretowymi' zaiwiera przynajmniej jeden aespól przegród zapewniajacy piromiJeiriiowie podparcie kazdiejj z runek;, w którym kajzda prze¬ groda! posiada pierscien zewnetrzny oitaczaijacy wiazke rurek, a przynajmniej Itirzy przegrody za¬ wieraja pewna ilosc pretów ustawionych w czesci odstepów miedzy sasdedndmd rzedami nurek d ws- pólpanacujacych z zewnetrznym pderscdeniem two¬ rzac szereg równoleglych ciecijw stanowiacych opar¬ cie dla1 rurek ustawionych w rzedyi, przy czym ogólna ilosc pretów w przegrodzie jest mniejsza niz calkowita ilosc pretów jaka (moglaby byc umie¬ szczona w odstepach pomdedizy równoleglymi rze¬ dami jurek.(Rurkowy wymiennik wedilug wynalazku posia¬ da ilosc (pretów w przegrodzie zapewniajaca odpo¬ wiednie promieniowe podparcie kazdej z rurek we wiazce zespolu przegród, zas nurka ma ullozone w trójkaty. iPrzegrody wymijermika rozmieszczone sa w plaszczyznie prostopaidUej do podluznej osi wiaz¬ ki rurek. Rurki wymiennika zlozone sa w kwad¬ raty, a kazdy zespól przegród stanowia co najmndej cztery przegrody. Prety wymiennika umieszczone sa w odstepach, naprzemdennie w kazdej z grup równoleglych rzedów rurek. Rurka ulozone sa w trótjkaty*.W korzystnym rozwiazaniu wymiiennik wedlug wynailazku nurki ma ulozone w szescipkaty* a kaz¬ dy zespól przegród posiada szesc przegród Eozwiazaniie wedlug wynalazku ma podpancie rurek które równoczesnie je izabezpietaza przed usz¬ kodzeniem w wyniku wibracji. Rozwiazanie to cha¬ rakteryzuje isie korzyistniejiszym wspólczynnikiem przenoszenia ciepla w porównaniu do uzyskiwa¬ nych w znanych wymiennikach ciieplai, a jedno¬ czesnie ima mniejsze spadki1 cisnienia w porównamiiu • do znanych wymienników ciepla z przegrodami p&yfcowyimi Calkowitai dflosc pretów w kazdej z przegród jest (mniejsza niz ilosc przerw pomiedzy (równoleglymi rzediaimd nurek w przegrodzie'.Poniewaz dopiero tnzy przegrody tworza zespól 10 to trzy jesit najmniejsza liczba przegród jaka moze byc uzyfta w rozwiazaniu wedlug wymalazku, w którym osie nurek sa usytuowane na wierzcholkach trójkata równobocznego. Nie ma potrzeby uzywa- nda wiekszej lilosici pretów w przegrodzie niz ta, 15 która zapewnia „piromiemiowe poditnzymanrJe" kaz¬ dej] z nurek. Zwykle kazda z przegród zawiera od¬ powiednia ilosc pretów, lecz moga byc szczególne przypadki, gdy zmienia sde liczba pretów w posz¬ czególnych przegrodach. Zgodnie z rozwiazaniem 20 'wedlug wynailazku^ wymagany jeslt przynajmniej jeden komplet przegród, Jecz iruope byc uzyiwaina wieksza ich tiilosc wlaczajac w to i przegrody czes¬ ciowe. Na przyklad jezeli komplet wymaga trzech przegród, to mozliwe jeslt uzyiaie piejciu przegród, w co przy lich irównorndernym rozmieszczeniu powo¬ duja ze najwieksza odleglosc pomdedzy punkftaimi podparcia rurek wynosi trzy odleglosci pomiedzy dowoHnymi dwomia przegrodamL Wazna cecha wynalazku jest zmniejszenie ilosci 30 uszkodzen runek spowodowanych wdjbraicja, stad wazny parametr isitamowi okreslenie maksymalnej dlugosci rurki pomiedzy punktami podpairciia. Ko¬ nieczne jest bowiem zalbezpieczenie rurki przed zderzeniem siie z sasiadujacymi z nda innymi iriurfca^ 33 mi xxwniedzy punktorni podparcia. Zwykle przyj¬ muje sdC, ze maksyimailne dopuszcz-alne ugiecie ob¬ ciazonej rurki wynosli niieco mnieij niiz .polowa^ od¬ leglosci miedzy sasiiedmimi iriurkamiL iMindmailna liczba pretów w przegrodiziie jest takai, 40 aby ze$pól pnzegiród zapewnial podparcie kazdej z rurek itwoirzacych wiazke. Korzystnym jesifc, aby w ten sposób okreslac tez makisyimalna liczbe pre- tó:W„ poniewaz spadek cisnienia w plaszczu wymie¬ nnika jest tym mniejszy im mniejsza liczba pretów 45 wchodzi w sklad przegrody, przy czym jednak spelniony musd byc wanunek podparcia kazdej z rurek w wiazce.Jezeli zespól przegród! stanowia cztery przegrody, to okolo iSOr-GO*/^ odstepów pomiedzy sasiednimi 50 pretaimi stanowi wypelnienie pretami. Jezeli zespól sitanowi osiem przegród to odjpowiednjio 26-^35°/o| odstepów bedzie zaiwderalc prety. Przy ulozeniu rurek w -trójkaty imindmaJlnja liczba przegród wy¬ nosi trzy, aile moga byc iuzyte i wdeksze ilosci pnze- 55 gród bedace ma przyklad wielokrotnoscia trzech.Wymiiennik ciepla plaisizcizoiwoHruirkowy wedlug wynailaizku posiada przegrody prejtowe zawierajace pewna iilosc rurek tworzacych wiazke dajaca sie podzielic na co najmniej dwdie grupy równoleglych 60 rzedów rurek o odstepach miejdzy nim»i. Przymajj- mndej jeden zespól przegród zapewnia promienio¬ we podparcie kazdej z rurek, przy czym kazda przegroda zawiera1 pierscien zewnetrzny otaczaja¬ cy wiazke nurek, maitoJmd 65 przegrody zawieraja pewna ilosc pretów usytuowa-5 nych w czesci odstepów miedzy sasiednimi rzedami rurek, które wspólpracuja z pierscieniem zewnetrz¬ nym ftworzac szereg równoleglych cieciw stano¬ wiacych opanciiie dla murek nuataiwioinyich w inzedy, przy czyim ogólna ilosc pretów w przegrodzie jest mniejsza niz calkowita iiiazba pretów jaka moglaby byc umieszczona w odstepach pomiedzy irównodeg- lymi rzedami rurek.Przedmiot wymalliazku przedisitawiiony zoisitail na rysunku w przykladzie wykonania), na którym ma fig. jl, uwidoczniono plalsizazowoHrurkowy wyiniien- nik ciepla iw widoku z przodu, fig. 2 — wyjmrien- nik w przekroaiu i2-^2 z fig. li z uwidocznlionyim rozwiazaniem przegrody wykorzystywanej wraz z uwidocznionym rozwiazaniem przegrody, fiig. 3 ,w przekroju 3hH3 z fig. 1 (Uwidocznione jest rozwia¬ zanie przegrody wykoirzysityiwanej wraz z luwidioicz- nionym roziwiazianiem przegirodiy ma fig. 2 a ma fig. 4 w przekroju 4—4 z fig. |1 przegroda sitoiaowai- na wraz iz uwidocznionym /roziwtiaizaniiem na fig. 2 i 3, fig. 5 inny waniant ireailiziacgi wymiennika w widoku z przodu z zaznaczonymi runkami tworza¬ cymi wiazke, fig,. 6 wymienniki, w przekroju 6—6 z fig. 5 z uwidoczniona przegroda, fig. 7 wymien¬ nik w przekroju 7—7 z fig. 5 z luwiidoczoiona prze¬ groda wykorzystywana wnaz z przedstawionym ]X)zwiazaniem na fig. 6„ fig. 8 wymiennik w prze¬ kroju 8—8 z figi. 5 z uwidoczniona przegroda wy¬ korzystana wraz z rozwiazaniem z fig. 6 17, fig. 9 wymiennik w przekroju 9—9 z fig. 5 z uwidocz¬ niona przegroda stosowana wraz z rozwiazaniem z fig. 6f 7,-8, fig. 10 — 1(5 zespól przegród zgodny z innym wariiantem realizacji rozwiazania1 wymien¬ nika skladajacego sie z szelsaiu przegród w których rurki stanowia wiazke ulozona w szesciokaty, fig. 16 wykrep obrazujacy wspólczynnik wymiany ciep¬ la mierzony jako funkcja szybkosci oplywu scianki dla wymiennika ciepla, dfla dwóch znanych wy¬ mienników ciepla, fig. 17 wykres obrazujacy spad¬ ki cisnienia na sciance mierzony jako funkcja szybkosci splywu scianki, dilai 'Wymienników z fig. 16. fig. 18 wykres ilustrujacy stosunek wspólczyn¬ nika wymiany ciepla do spadku cisnienia na scian¬ ce jaki, funkcje szybkosci oplywu scianki dla wy¬ mienników na fdg. ilS—117; na fig, 10 uwidoczniony jest uklad rurek tworzacych wiazke, fig. 20 w prze kroju 20^20 z fig. 10 z uwidoczniona przegroda, fig. 21 w przekroju 2(1^2(1 z fig. liO przegroda sta¬ nowiaca inny wariant realizacji rozwiazania wnaz z przegroda z fig. 20, na fig. 22 w przekroju #2^22 z fig. 19 uwidoczniona jest przegroda w innym wariancie realizacji, któna przystosowana jest do stosowania wraz z rozwiazaniem uwidbczniionym na fig. 20 i 21, fig. 23 uwidacznia w przekroju 23—23 z fig. 19 inny wariant realizacji przegrody przystosowany do stosowania wraz z rozwiazaniem uwdocznionym ma fig. 20, 31 li 22.Przedstawiony na fig. 1 wymiennik ciepla 10 wedlug wynalazku zawiera plyty rurkowe 17a i 17b trzy przegrody 12 14, 16 podtrzymujace nurki 18 tworzace wiazke rurek 20 umieszczona wew¬ natrz plaszcza 19. Chociialz kazda z przegród 12, 14, 16 pokazana jest jako lezaca w plaszczyznie prostopadlej do podluznej osi wiazki rurek.20, to mozliwe jest uzywainie przegród lezacych iw.ptosz- 917 6 czyzroie innej niiz prostopadla do osi podluznej wiazki 20, przy czym przegrody lezace w plaszczyz¬ nie prostopadlej, które sa uwiidocznijone, chairiakite- ryzuja sie prosta konstrukcja i nizsza cena.* Plaszczowa czesc :wymiennika ciepla 10 iaawiieira króciec wlotowy 22 i króciec wylotowy 24 umozli¬ wiajace dloprbwaidzende iplynu przez wnetrze iruirek 18, a ponadto króciec wiloitowy 26 ii króciec wyloto¬ wy 28 umozliiwiajacy doprowadzenie czynnika wor io kól rurek 18 przy wykorzystywaniu przeciwpradowe- gp kierunku przeplywu czynników. Runka 18 wy- mienika ciepla 10 miaija os wzdluzna .ulozona na wierzcholkach trójkata równobocznego i stanowia one pierwsza, druga li trzecia gnupe równoleglych 15 rzedów rurek ulozonyich na podporach obróconych wzgledem siebie o 60°.Pirzegrcda 12 na fig, 2 luwidacznia pierwsza gru¬ pe równoleglych rzedów iriurek asitaiwionych rów¬ nolegle do pretów 31. Sasiednie, nzedy nuirek itwor 20 rza odstepy 34, w które wchodza prety 31. Prze¬ groda 14 na fig. 3 przedstawia idnuga grupe irów- npdeglych rzedów nurek uistawtibnych rówooileigle do pretów 32. Sasiednie rzady rurek tworza Od¬ stepy 34, w kfcóne wchodza prety 32. 23 Przegirgda 16 na fiig. 4 przedstawia trzecia grupe równoleglych rzedów iruirek ustawionych równole¬ gle do pretów 33 wchodlzacyich w odstepy 38 po¬ miedzy rzedami rurek, Ptrizegrody 12, 14, 16 stano- wia komplet przegród poniewaz wszystkie sa ,wy«- 30 magane dla zapewnienia 'wszystkim rurkom 18 w wiazce murek 20 wlasoiweigo promieniowego pod¬ parcia1. Rurka zabezpieczona jest przed porusza¬ niem sie we iwszytstkich kierunkach prostopadlych do podluznej osii ruaM 18. 35 Kaizdia z paizedstajwiionyich ima fig. 2, 3 i 4 pirae- gród sklada isie z piersoieniia zewneiDznego 30 otaczajacego rurki 18 w wiazce runek {Rh Prety 31 ustawione sa w odisltepach 34 pomiedzy rzejdami rurek 18 fiig. 2 prety 32 ustawione sa w odsjtepaich *o 36 fig, 3, a prety 33 uisrtawione sa w odstepaioh 38 fig. 4 i maja one pracujacy z pieirsaioniijem zewne¬ trznym 30 .saereg 'równoleglych cieciw. Zwykle prety 31, 32 ii 33 isa przymocowane do pienienia zewnetrznego przez przylspawanie luib izatailsniieciiie « konców w lelementaich 40 i 41 dJla przegirody 12, a elementów 42 i 43 idla przegirody 14, natoirndast elementów 44 i 45 diia przegrody 16, którje polaczo¬ ne sa za posrednictwem srub 46. Prety 31, 32 i 33. maja iwymiary pozwialajace na podtrzymianiie «o i stykanie ich z ustawionymi w rzedy rurkami 18.Przedstaiwiony jejst na £ig. 5-9 korzyistny przy¬ klad wykonania przedmipitu iwynailazku,, poniewaz rurki 50 w wiazce rairek 52 zawieraja dwie plyty rurkowe 51a, 51b, maja osije wzdluzne usytuowane 55 ma wierzcholkach kwadiraitu, a uklad taki ma wiek¬ sza powierzchnie styku pnzy idainej srednicy plasiz- cza urzad'zeqiia iweidajug wynalazku. Na 'przyklad rozwiazanie z fig. 5-9 zawder^ 6jl rurek, a nato¬ miast tylko 57 anurek motna bylo zmiescic" w roz- 60 wiazaniu z przykladu wykonania uwidoczniionegió na fig. 1-4, iprzy czym olba rytsuinki naaT*sowane sa w tej sattiej skali.Przyklad wykonania z fig. 5-0 jzawiera cztery przegrody 54, 66, 58, 60 i uldad .podtrzymujacy 85 tworzacy z w£fo jeden zespól przegród.7 Na idig. 6 i 7 pokiajzaina jest pierwsza grupa 'rów¬ noleglych tfzedów murek {poziomych), a na fig. 8 i 9 druga grupa równoleglych rzedów rurek (pio¬ nowych), Prety 62 d 6&a (UimtiJeaaczonie :sa w odste¬ pach pomiedzy rzedami rurek w górniej ii dolnej ppjlowdie paafetnyicih TÓwnole@lyicfo rze gak (UNwddocianiiloinia mia fig 6 i ona fig. 7, które to wspólpracuja z piieanscSemiiem izewnejbrznym 66 two¬ rzac szereg równoleglych cieciw itego pierscienia zefwnetirznieigo 66L Odstep fila pomiedzy rzedami ru¬ rek przedstawiony jest ma fig. 6, la odstep Gib na fig, 7. Pirejty 64 i 64a ustawione isa takze iw odste¬ pach pomtiejdzy 3ewa i prawa polowa ptibmowych rzedów rurek ma fig. 8 i 9 i wspólpracuja z zew- nefcranyim pieiiisaieniijem 66 tworzac szereg równo¬ leglych cieciw tego pdiea^soiieiridia G6. Odstep 63a po¬ miedzy rzedami (nurek przedistaiwipmy jest ma fig. 8, a oflstep 63b ma fig. 9. Pirety 62, 6z% 64, 64a maja osftpowdednia wytrzymalosc, aby przeniesc ob¬ ciazenie od stykajacego sde z nimi rzedu rurek, przy czym ilosc pretów w kazdej z przegiród jest mniejsza od makisymaiLniaj [jaka mozna tam umies- cicp Prejty w prizegirodiach ma fig. 6-9 sa usytiupwa- ne we wlasciwymi dcb palozemiiui, omaz zaciisndete edemjemtemi 70 przykreconymi do piersidienna zew¬ netrznego J66 (sd^ujbami 80.' ,W przjskfcadzie wykoniamiia na fig. 5-9 praegirody pokazamfe sa w zalecanym obletaniie ksztalcie, w któ¬ rymi piiejflscien zewnetany 66 ma ilnme wyipirofilowa- mie wewnetrzne psiersicieniiia iw porównaniu z piers- tieimem tzewmefarznym 30 którego wewnetrzne brze¬ gi maja naciecia do czesciowego podtrzymywania sasiadujacyeh z mimi rurek. Jest fto trudne do osiia- gniecita gdyz trudne gest wykonalnie tak dbkftad- -nyjpft wyojec kjoflowylch, lajby amiemozlrlwialy one ,|)flpim«ei^Wfy" ruch rurek. ' ]^jse^^^kme ma fig. 5-9* przeginody 54, 56, 58, 60wptostysposób pozbawione sa tych wad, gdyz w miejsce naciec mapa zastosowany jeden djddat- kowy pret poditaymjujacy cala grupe rurek. Efo- ctó)tkowy pret 6|2a, 64a pokazany jest ma fig, 6-9.Ifanaldlto przedstawiony powyzej ksztalt pierscie¬ nia zeiwnerfarznego jest korzystny ze wzgledu mai zmniejszenie spadku cisnienia wystepujacego w 'powici, -gdy^z lustuniety zostal element pierscienia haitiujaiceg)( psrzepiyw. Podsumowujac, taki ksztalt pierscienia 06 upraszcza ktonstirtikcje przegrody* 'pomaga zlikwidowac piizediwczesme "uszkodzenia ru¬ rek'Wynikajace z ich tarcia o wzglednie ostre wew¬ netrzne (brzegi' piexstienia^ a fekze zmniejsz^' spad¬ ki ctórtienia wewnatrz plaszcza wymiennika ciepla, W^przylkladzie wykonania przedstawionym ha na fojg: i0-2|3, przegridy sa "fcodobne do przedsta¬ wionych-na fig, 5-9. Na fig. 19-21 prety 102 wpro¬ wadzone sa w rózne pdstgpy pomtiedzy ' isasiedinimi] rzadami inuirek, a na fig. 5^7 w sasiednie odstepy pomiedzy sasiednimi irzedaimd rurek. Na fig. |19, 22, 23 prety 164 umieszczone sa w (róznych odstepach pjoiniedzy isasiedlndmi rzedami murek w porównaniu do fig. 5, 8 d 9 gdzile prety wprowadzone sa w sasiednie odiste^y porndejdizy isasiednihii rzedami ru¬ rek. Jednak w obu przypadkach prety znajduja Bie tylkp w iczesci odstepów wuedzy mzedamdi rurek.Na fig. 19-23 dokladnijejj ilustruje pierscien zew- petrzny 166 otaczajacy rurki 150 tworzace wiazke 917 8 nurek 152 przez która przechodza prety przymoco¬ wane do pierscienia zewnetrznego 166 za posre¬ dnictwem elementu 170 i isrufo 180. iPtozeigrody pokazane ma fig. 19-23 posiadaja ,roz- 5 wiazanie koniS go ma fig. 5-9 i nna ten sam ksztalt piearsciemiia zewnetffianegK) 166 który uwidoczniony jest ma fdg. 5-9. Pierscien zewnetrzny 66 jest bez wewwejtamyich maiciec i stanowi jednioczesniie podpore dla czesci 10 Rurek. Pierscien zewauetirzny 1|66 naitomiast nie za¬ wiera oaciec wewnetrznych, stad koniecznym sta¬ je isie uzycie dodatkowego preta 162a na fig. 20 i 21, oraz dodatkowego preta 164a fig. 22 i 23. Pirejty 162a, 164a sa wymagane z tego samego, powodu, 15 co prety 62a, 64a uwidocznione na fig. 6-9 i opisa¬ ne uprzednio. Mozliwe jest umieszczanie przegród w dowolnej niekoniecznie prostopadlej do osi pod¬ luznej inurek plaszczyaryie. Pierscienie zewnetrzne 16$ maaja ksztalt kolowy^ albo niieznaczoie trudniej- 20 szyr-do wykon^ida ksiztailt eliptyczny^ konieczny przy przegrodach lustaiwiionych w ikinych ukla)diach, niz w prostopadlej plaisizczyznoJe. Oczywiscie oba przedstawione irodzaije przegród, tzm. pirostopadte i iniepaiastopadie wzgledem osi podlaiznej inwkii oib- 25 jete sa przedmiotelm wynaflazku.Naiezy podtoneslic, ze bedace przedmiotem wyna¬ lazku oarzadizende. wymaga-, aby w kajzójej z prze¬ gród nie ibyly umieszczone we wszystkich przedzia¬ lach stanowiacych odstepy miedzy irzedlami inuirek, 30 a ityflko ;w och czesci,, a takze wymagane sa w tym rozwdaaamiju co najmniej trzy praqgrody, aby pod¬ trzymane byly wszystkie rurki. Nie jest waznym, czy prety lumdesizczone sa w '.sasiednich odstepach, w co dirugiiim lub w dowolny inmy sposób. Brzegno- 35 dy pokazane ma fig. £-9 sa praktycznie takie isame w zaisitosowainiu jak przedstawione ma fig. 20 do 23. iSzesc przegiród przedstawionych ma fig. 10-15 do¬ tyczy ionego wairjantu 'reaUizacji przykladiu wyko¬ nania wynalazku i istanowii zespól przegród, dla *o przedstaiwionego ukliaidu inuirek. iZaipewnia on ;pod- paircie kafzdej z rurek' dzdeki trzeim stycznym do niej pretoim, *Ibzy prety .stanowia minimiailna ich ilosc potrzebna ido luniieruchomcenia rurki o iilie kat calkowity ipomiiedzy inimi wynosi 1180^, tiak, ja|k to 45 ma miejsce w iroziwiazamdu ma fig. jIO-15.Na fig. 10-15 przegrody 90, 92, 96, 98, 100 zawiie- riaja pierscien zewnetrzny 102 oitaczajaicy rurki 104 tworzace wiazke. Sa one w miej uilozone w isposób regiuilairny w postaci isizesciokatów. Pierscien zew- 50 inetrzny 102 ma taki saim ksztalt jak pierscien zewnetrzny 66 na fijg. 5-9. W .przegrodzie 90 i 92 prety 106 umieszczone isa w odsitepach 108 pomie¬ dzy .sastelnimi iiównolegllyma raedlaimd irurek pierw- szjej grupy. W przegirodzile 94, 96 prety 1|14 luniiesz- 55 czome; sa w odstepach lilfi pomiedzy sasiedlmimi równoleglymi rzedamd rurek drugilej grupy, W przegrodzie 98 i 100 prety 118 umieszczone sa w odstepach 120 pomiedzy sasiednimi równoleglymi rzedami rurek trzeciej grupy. IPrety w kazdej z 60 przegród docisniete sa do piersciend zewnetrznych 102 za pomoca elememtów 110 i srub 112. Jezeli uklad rurek jest szesciokatny, tak jak to pokazano na fig. 10-ili5, to wymagane jest co najmniej szesc przegród, aby podeprzec kazda z rurek. Jak z tego w wynika ilosc przegród stanowiaca zespól nie powin--112 917 9 10 na byc utozsamiana z liczba przegród uzytych, gdyz ta ostatnia moze byc dowolna wieksza od minimal¬ nej tworzacej zespól, co oznacza ze calkowita liczba przegród w danym rozwiazaoiu nie jest zwiazana z liczba przegród stanowiaca ich zespól.Z przedstawionego powyzej opisu fig. 1-15, i fig. 19-23 wynika, ze miniimolna ilosc przegród w zes¬ pole jest zalezna od ulozenia rurek. Przedstawione zostaly trzy mozliwe ulozenia rurek, lecz oczywistym jest ze sa mozliwe inne ulozenia, przy których mi¬ nimalna ilosc przegród bedzie inna niz w rozwa¬ zonych przykladach. Konieczne jest zastosowanie luzu przy dowolnym ulozeniu odpowiadajacego co najmniej trzem przegrodom stanowiacym zespól, a przedstawione powyzej przyklady mialy na celu ilustracje rozwiazania, tym samym nie ograniczaja przedmiotu wynalazku.Obecnie uwaza sie, ze spadki cisnienia w wy¬ mienniku wedlug wynalazku sa w wiekszosci zloka¬ lizowane w kito w poblizu wloitu i wylotu z plaszcza wymiennika i dlatego korzystnym jest rozwiazanie wlotów ii wylotów oniskiej turbulencja! idajacych ma¬ le spadki cisnienia. Przykladem moga tu byc dysze rozbiezne, dysze wielokrotne, wyitofty pierscieniowe zapewniajace molespadki cisnieniai niska turbulen¬ cje rejonach w poblizu wlotu i wylotu z plaszcza.Waznym jest przeplyw cieczy w plaszczu zasadniczo wzdluz osi podluznej rurek, aby pozostale przejscia lub kanaly wieksze niz odleglosci pomiedzy rurka¬ mi byly sprowadzone do minimum lub tez zostaly przegrodzone odpowiednimi przegrodami.Zastosowanie w przedstawionym na fig. 1-15 przy¬ kladzie wykonania przegrody pierscieniowej zapo¬ biega przeplywowi cieczy pomiedzy plaszczem, a wiazka rurek a takze stanowi podparcie i miejsce zamocowania pretów skladajacych sie na przegrode pretowa. Przedstawiony tu wymiennik cieplabedacy przedmiotem wynalazku moze miec rozwiazanie z wykorzystaniem róznych znanych ukladów takich jak U-4csztaltne rurki', przejscie wielu rurek czy plywajaca glowice.Korzystnym jest umieszczenie pierscieni zewne¬ trznych tym,samym i przegród w plaszczyznie pros¬ topadlej do podluznej osi wiazki rurek, gdyz ulat¬ wia to znacznie konstrukcje przegród, co nie ozna¬ cza jednak, ze przegrody lezace w innej plaszczyz¬ nie nie sa objete wynalazkiem.W celu lepszego przedstawienia istoty wynalazku podany zostanie kolejny wariant realizacji*.Zbudowane zostaly trzy przeciwpradowe jedno- plaszczowe wymienniki ciepla. Kazdy z nich zawie¬ ral Ii3i7 rurek ze stali weglowej o dlugosci 2,96 m i srednicy zewnetrznej 12,7 mm, ulozonych w kwa¬ draty o boku 1(7,5 mm zamkniete w plaszczu o sred¬ nicy wewnetrznej 260 mm. Kazdy z wymienników mial rurki podparte w tej samej odleglosci 248,9 mm. W obu przypadkach ciecza byla woda przeply¬ wajaca z szybkoscia 1,|2|3 m/sek co odpowiada po¬ miarowi masowego natezenia przeplywu 52,5 kg/godz. Goraca ciecz posiada temperature rua wol¬ cie okolo 73,9°C a po schlodzeniu ciecz posiada tem¬ perature na wylocie w zakresie od 26,7°C do 54,4°C.Utrzymana bylo minimalna róznica 6°C konieczna dp prawidlowego przebiegu wysmiany ciepla. Pomiar masowego natezenia przeplywu w plaszczu zmienia 30 sie w granicach U34 do 9 i 1(8 przedstawione sa graficznie wyniki, badan, w których oznaczono wspólczynnik wymiany ciepla U; spadek cisnienia P i stosunek U/ P wyznaezo- 5 ny jako funkcja szybkosci (przeplywu cieczy w plasz¬ czu W, Plierwszy wymiennik ciepla byl wymiennikiem : przegrodooh dzielonych. W przekroju przegrody zajmowaly 50*/o powierzchni, co oznacza, ze otwar¬ lo ta powierzchniia przegrody wynosila okolo 50*/o ca¬ lej powierzchni wewnetrznej powloki pamnie^zonej o powierzchnie rurek. Ten typ wymiennika jestcze sto stosowany d -uzywany zo standardowy w prze¬ mysle. Punkty podparcia rurek oddailone byly o n 24a,9 mm a odstep pomiedzy przegrodami wynosil 124^6 mm.Dla porównania drugi wyinienniik ciepla znany jest z wymienionego powyzej opisu patentowego nr 3 708142 i nazywani jest wymiennikiem ciepla o 20 skrzyzowanych przegrodach pretowych. W tym roz¬ wiazaniu kazda ^ przegród podtrzymuje wszystkie rurki w wiazce co oznacza, ze przy odleglosci po¬ miedzy -punktami podparcia 2^6,9 mm przegrody mialy odleglosc od siebie o 248,9 jnm.Trzeci wymiennik ciepla posiadal konstrukcje we¬ dlug wynalazku zgodnie z przekladem wykonania przedstawionym na fig. 5-9, z tyir^ ze pierscien zew netrzny zbudowany byl tak jak na fig. 2r-4. Zespól tworzyly cztery przegrody odsuniete od siebie o 62 mm, tak aby podeprzec kazda rurke co 2&8,9 mm tak samo jak w dwóch poprzednich wymiennikach.W kazdej z przegród uzyto 24 prety, co bylo iloscia minimalna aby zepewnic prawidlowe podparcie dla kazdej z rurek w wiazce. Prety w kazdej z przc- 35 gród zajmowaly okolo 500/o odisitepów miedzy sa¬ siednimi rzedami rurek w kazdej z grup.Jak pokazano na fig. 1$, wyimiennik wedlug wy¬ nalazku ma o wiele Wiekszy wspólczynnik przeno- 4D szenia ciepla U niz dwa pozostale wymiennfiki. Ze wzgledu na uzycie czesciowych przegród preto¬ wych, wspólczynnik przenoszenia ciepla jest o okolo ll-149/t wyzszy niz w wymienniku o przegrodach dzielonych £ o okolo 50-60°/q wyzszy niz w wymien 45 niku o skrzyzowanych przegrodach pretowych.Na fig. 17 przedstawiono graficznie porównano cisnienie w plaszczu, (w funitach na stope kwadra¬ towa) zcisnieniem w,wymienniku o skrzyzowanych przegrodach, pretowych w którym uzyskuje korzyst- 50 niejszy efekt niz w wymienniku o przegrodach dzielo¬ nych. Wynika z tego, ze zaproponowana konstruk¬ cja wyiriiennikai nie iyilko. moze pracowac przy mniejszych cisnieniach plynu, ale zapewnia przy tym lepszy wspolczynnlik przenoszenia ciepla, w po- 55 równaniu z pozostalymi dwoma typami wymienni¬ ków.Na fig. 18 przedstawiono wykres obrazujacy sto¬ sunek wspólczynnika przenots^tUi "Ciepla do spadku cisnienia, który dla wymiennika wedlug wynalazku «o jest znacznie wyzszy niz dia pozostalych dwóch roz wiazan. Wykres ten, bedacy polaczeniem wykresów z fig. Ii6 i 17 stanowi dobry obraz korzysci uzyska¬ nych dzieki zastosowaniu obecnego* rozwiazania, po¬ niewaz rozpatrywane sa jednoczesnie spadki cisnie- « nia i wspólczynnik przenoszenia ciepla.112 917 11 Wszystkie trzy wykresy, a szczególnie przedstawio¬ ny na fiig. 16 wyraznie obrabuje nieoczekiwane re¬ zultaty uzyskane z porównania z dotychczas stoso¬ wanymi wymiennikami ciepla wlaczajac w to wy- •mieonflk, w którym przegrody zbudowane byly 5 z pretów.Zastrzezenia patentowe 1. Rurkowy wyimdennik ciepla z przegrodami pre- 10 towymi, zawierajacy pewna ilosc rurek tworzacych wiazke dajaca sie podzielic na co najmniej dwie grupy równoleglych rzedów rurek z zachowaniem odstepów miedzy niimii, znamienny tym, ze zawiera przynajmniej jeden zespól przegród zapewniajacy 15 proimieniowe podparcie kazdej z rurek, w którym kazda przegroda zawiera pierscien zewnetrzny ota¬ czajacy wiazke rurek, a przynajmniej trzy przegrody (1?, 14, 16, 54,56,58,60; 90,92,94, 96,98, 100; 154,156, 158, 160) zawieraja pewna ilosc pretów (31, 32, 33; 20 62, 62a, 64, 64a; 106, 114, 118, 162, 164, 164a) ustawio¬ nych w czesci odstepów (34, 36, 38, 61a, 61b, 63a, 63b, 108, 116, 120) miedzy sasiednimi rzedami rurek i wspólpracujacych z zewnetrznym pierscieniem (30, 66, 102, 166) tworzac szereg równoleglych cie- 25 ciw Stanowiacych oparcie dla rurek (18, 50, 104, ustawionych w rzedy, przy czym ogólna ilosc pre¬ tów w przegrodzie jest mniejsza niz calkowita ilosc 12 pretów jaka moglaby byc umieszczona w odstepach pomiedzy równoleglymi rzedami rurek. 2» Rurkowy wymiennik wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze posiada ilosc pretów (31, 32, 33; 62, 62a, 64, 64a; 106, 114, 118; 162 162a, 164, 164) w przegrodzie (12, 14, 16; 54, 56, 58, 60; 90, 92, 94, 96. 98, 100, 154, 156, 158, 160) zapewniajaca odpo¬ wiednie promieniowe podparcie kazdej z rurek (18, 50, 104, 150) we wiazce zespolu przegród. i3. Rurkowy wymiennik wedlug zastrz. 1 albo 2 znamienny tym, ze przegrody (12, 14, 16, 54, 56, 58, 60, 90, 92, 94, 96, 98, 100, 154, 156, 158, 160) rozmiesz¬ czone sa w plaszczyznie prostopadlej do podluznej osi wiazM rurek. 4. Rurkowy wymiennik wedlug zastrz. 3 zna¬ mienny tym, ze rurki (50, 150) zalozone sa w kwad¬ raty, a kazdy zespól przegród stanowia co najmniej cztery przegrody (54, 56, 58, 60, 154, 156, 158, 160). 5j Rurkowy wymiennik wedlug zastrz. 1 albo 2 znamienity tym, ze prety (162, 162a, 164, 164a) umieszczone sa w odstepach, naprzemiennie w kaz¬ dej z grup równoleglych rzedów rurek. 6. Rurkowy wymiennik wedlug zastrz. 1 albo 2 znamienny tym, ze. rurki (18) ulozone sa w trójkaty. 7,. Rurkowy wymiennik wedlug zastrz. 3 znar mienny tym, ze rurki (104) ulozone sa w szescioka- ty, a kazdy zespól przegród zawiera szesc przegród (90, 92, 94, 96, 98, 100). , 19 10 41 3l 30 12 ^6 \\ Vr/// * 42 3014 33 30 45 26 /// 4, ' ' "112917 51a 70 V wymiennik z podwójnymi czesciowymi ptytowymi przegrodami ? wymiennik z pionowymi czesciowymi pretowymi przegrodami O wymiennik z przegrodami o skrzyzowanych pretach V wymiennik z podwójnymi czesciowymi ptytowymi przegrodami ? wymiennik z pionowymi czesciowymi pretowymi przegrodami O wymiennik z przegrodami o skrzyzowanych pretach god CfiTO Wat 5,678 ^ 3*10s w F 17 szybkosc przeptywu cieczy wewnatrz '9 ptaszcza wymiennika W wspólczynnik przenoszenia ciepta ¦„ r „— „ i AP [47,88 Pa J spadek cisnienig °<4536^:. 6 8 10* 2 4*105 W szybkosc przeplywu cieczy wewnatrz ptaszcza wymiennika112 317 V wymiennik z podwójnymi czesciowymi plytowymi przegrodami ' ' «to «n n ¦? wymiennik z pionowymi czesciowymi pretowymi ^^^O przegrodami O wymiennik z przegrodami o skrzyzowamych pretach 10 8 152 154 162 | 156 170 158 170 160 170 I5lb _y_ £P 0,1186 godz.Wat m2'K-foJ 6 8x10^ W szybkosc przeptywu cieczy wewnatrz ptaszcza wymiennika funkcja predkosci przeptywu LZGraf. 2-d Nr 2 — 1450/82 100 egz. A-4 Cena 45 zl PL