PL229265B1 - Rura płomienna kondensacyjnego wymiennika ciepła - Google Patents

Description

(21) Numer zgłoszenia: 413919 (®1) Int.CI.

F28F 1/02 (2006.01) F28F 1/06 (2006.01) F28F 1/42 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 11.09.2015 p₂8F13/08 (2006.01)

F24H 8/00 (2006.01) (54)

Rura płomienna kondensacyjnego wymiennika ciepła

	(73) Uprawniony z patentu:
	AIC SPÓŁKA AKCYJNA, Gdynia, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
13.03.2017 BUP 06/17	(72) Twórca(y) wynalazku:
	KRZYSZTOF SZCZEPAŃSKI, Tczew, PL DARIUSZ DŁUGOWSKI, Gdynia, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
29.06.2018 WUP 06/18	(74) Pełnomocnik:
	rzecz, pat. Grażyna Pomianek

m co

CM σ>

CM

CM

Q_

PL 229 265 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest rura płomienna kondensacyjnego wymiennika ciepła mającego zastosowanie w instalacjach centralnego ogrzewania oraz wody użytkowej.

Znane są rury wymienników ciepła zaopatrzone w środki do turbulizacji przepływających przez nie gazów spalinowych, intensyfikujących proces wymiany ciepła.

Z publikacji europejskiego zgłoszenia patentowego EP2384837 znana jest rura wymiennika ciepła o niekołowym, w szczególności prostokątnym przekroju poprzecznym, ukształtowana z rury o przekroju kołowym, oraz o pofałdowanej powierzchni w kierunku wzdłużnym i poprzecznym o amplitudzie pofałdowania od 0,2 do 1,2 zewnętrznej średnicy kołowej rury.

Z publikacji europejskiego zgłoszenia patentowego EP1429085 znana jest rura o zmiennym przekroju na jej długości i płaską częścią w środkowym obszarze.

Z dokumentu patentowego US 2008029243 A1, znana jest rura płomienna, która ma ukształtowane współosiowo z osią rury pary wzdłużnych nagniotów usytuowanych po przeciwnych stronach rury, skierowanych do środka rury, przesuniętych względem siebie na długości rury i tworzących sekcje, które to sekcje usytuowane są względem siebie pod kątem 90°.

Z dokumentu patentowego US 2015211751 A1, znana jest rura płomienna radiacyjnego wymiennika ciepła, która ma ukształtowane współosiowo z osią rury wzdłużne nagnioty o trapezowym wzdłużnym przekroju, skierowane do środka rury, usytuowane po przeciwnych stronach rury i przesunięte względem siebie na długości rury.

Celem wynalazku jest opracowanie rury płomiennej do opalanego kondensacyjnego wymiennika ciepła, intensyfikującej proces wymiany ciepła przy jednoczesnym zmniejszeniu oporów przepływu gazu spalinowego oraz zachowaniu kondensacyjnego charakteru zjawisk zachodzących w wymienniku.

Cel ten osiągnięto poprzez opracowanie nowej geometrii rury płomiennej.

Rura płomienna kondensacyjnego wymiennika ciepła posiadająca ukształtowane współosiowo z osią rury pary wzdłużnych nagniotów o trapezowym przekroju wzdłużnym, usytuowane wzdłuż długości rury, skierowane do środka rury tworząc sekcje, przy czym sąsiadujące ze sobą sekcje nagniotów usytuowane są względem siebie pod kątem 90°, według wynalazku charakteryzuje się tym, że nagnioty tworzące sekcję usytuowane są naprzeciw siebie w lustrzanym odbiciu, a odległość pomiędzy nagniotami w sekcji wewnątrz rury wynosi co najwyżej 0,5 mm, oraz stosunek długości rury do jej średnicy wewnętrznej mierzonej w części walcowej bez nagniotów wynosi od 26 do 29, przy czym w dnie nagniotu dodatkowo wykonane są nagnioty skierowane do środka rury. Korzystnie stosunek długości nagniotu do średnicy wewnętrznej rury mierzonej w części walcowej bez nagniotów wynosi od 2,5 do 3, a stosunek głębokości nagniotu do jego długości wynosi od 0,1 do 0,2. Sekcje nagniotów mogą mieć tę samą albo różną długość.

Opracowane proporcje w zakresie wymiarów rury oraz kształtu i rozmieszczenia nagniotów zgodnie z wynalazkiem zapewnia zachowanie kondensacyjnego charakteru zjawisk zachodzących w wymienniku przy jednoczesnym zmniejszeniu oporów przepływu gazów spalinowych przez rurę oraz zwiększeniu turbulencji przepływu.

Wynalazek przedstawiono przykładowo na rysunku, na którym fig. 1, fig. 2 przedstawia rurę w rzucie izometrycznym; fig. 3 i fig. 4 - rurę jak na fig. 1, w widoku z boku; fig. 5 - rurę, jak na fig. 1 w widoku z góry; fig. 6 i fig. 7 - rurę, jak na fig. 1 w przekroju osiowym.

Rura płomienna dla kondensacyjnego wymiennika ciepła w przykładowej realizacji wynalazku ma ukształtowane równomiernie na długości L rury 1 i współosiowo z osią rury 1 pary wzdłużnych nagniotów 2 o trapezowym przekroju wzdłużnym i tej samej długości, usytuowanych naprzeciw siebie, skierowanych do środka rury 1, tworzących sekcję. W dnie nagniotu 2 dodatkowo wykonane są nagnioty 3 również skierowane do środka rury 1. Odległość pomiędzy nagniotami 2 w sekcji wewnątrz rury 1 wynosi 0,3 mm a sąsiadujące ze sobą sekcje nagniotów usytuowane są względem siebie pod kątem 90°. Stosunek długości L rury 1 do jej średnicy wewnętrznej S mierzonej w części walcowej bez nagniotów wynosi 27, a stosunek długości K nagniotu 2 do średnicy wewnętrznej S rury 1 mierzonej w części walcowej bez nagniotów wynosi 2,8 oraz stosunek głębokości H nagniotu 2 do jego długości K wynosi 0,15.

W innym przykładzie wykonania wynalazku nagnioty 2 mogą być rozmieszczone nierównomiernie.

W innych przykładach wykonania wynalazku odległość pomiędzy nagniotami 2 w sekcji wewnątrz rury 1 wynosi co najwyżej 0,5 mm, stosunek długości L rury do jej średnicy wewnętrznej S mierzonej w części walcowej bez nagniotów mieści się w przedziale od 26 do 29, stosunek długości K nagniotu

PL 229 265 B1 do średnicy wewnętrznej S rury mierzonej w części walcowej bez nagniotów mieści się w przedziale od 2,5 do 3, a stosunek głębokości H nagniotu do jego długości K mieści się w przedziale od 0,1 do 0,2.

W opisanych wyżej przykładach wykonania wynalazku nagnioty 2 mogą mieć tę samą długość lub różną długość.

Stwierdzono, że dla temperatury gazu spalinowego od 1450 do 1550°C, na wejściu do rury płomiennej i przepływie 7,0-8,0 kg/h gazu spalinowego w rurze (dla gazu ziemnego, CO2 = 9%) oraz dla temperatury początkowej 26°C i dT=55K ogrzewanej cieczy przy przeciwprądowym przepływie 80-90 l/h przypadającym na rurę, w odległości 85-1050 mm od wlotu rury gaz spalinowy osiąga punkt rosy, a spadek ciśnienia nie jest większy niż 750 Pa.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Rura płomienna kondensacyjnego wymiennika ciepła posiadająca ukształtowane współosiowo z osią rury pary wzdłużnych nagniotów o trapezowym przekroju wzdłużnym, usytuowane wzdłuż długości rury, skierowane do środka rury tworząc sekcje, przy czym sąsiadujące ze sobą sekcje nagniotów usytuowane są względem siebie pod kątem 90°, znamienna tym, że nagnioty tworzące sekcję usytuowane są naprzeciw siebie w lustrzanym odbiciu, a odległość pomiędzy nagniotami (2) w sekcji wewnątrz rury (1) wynosi co najwyżej 0,5 mm, oraz stosunek długości (L) rury (1) do jej średnicy wewnętrznej (S) mierzonej w części walcowej bez nagniotów wynosi od 26 do 29, przy czym w dnie nagniotu (2) dodatkowo wykonane są nagnioty (3) skierowane do środka rury (1).
2. 2. Rura według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek długości (K) nagniotu (2) do średnicy wewnętrznej (S) rury (1) mierzonej w części walcowej bez nagniotów wynosi od 2,5 do 3.
3. 3. Rura według zastrz. 1, albo 2, znamienna tym, że stosunek głębokości (H) nagniotu (2) do jego długości (K) wynosi od 0,1 do 0,2.
4. 4. Rura według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że sekcje nagniotów (2) mają różną długość (K).