PL232197B1

PL232197B1 - Rura płomienna kondensacyjnego wymiennika ciepła

Info

Publication number: PL232197B1
Application number: PL413026A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof SZCZEPAŃSKI; Krzysztof Szczepański; Maciej BERNACIAK; Maciej Bernaciak
Original assignee: Aic Spolka Akcyjna; Aic Spólka Akcyjna
Priority date: 2015-07-05
Filing date: 2015-07-05
Publication date: 2019-05-31
Also published as: PL413026A1; WO2017007354A1

Description

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

Znane wymienniki ciepła zaopatrzone w zespół rur płomiennych, zamocowanych pomiędzy dwoma ścianami sitowymi, 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 02, 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.

W dokumencie patentowym US 2008029243 A1 ujawniono rurę płomieniową kondensacyjnego wymiennika ciepła, która ma ukształtowane nagnioty skierowane do środka rury, przy czym odległość pomiędzy wierzchołkiem nagniotu a ścianą rury wewnątrz rury wynosi co najwyżej 1,0 mm.

Celem wynalazku jest opracowanie rury płomiennej kondensacyjnego wymiennika ciepła, która pozwoli na możliwość wymiany pojedynczej rury w całkowicie zmontowanym wymienniku bez konieczności demontażu wymiennika.

Rura płomienna kondensacyjnego wymiennika ciepła do zamontowania w otworach ścian sitowych wymiennika mająca ukształtowane nagnioty skierowane do jej wnętrza tak, że odległość pomiędzy wierzchołkiem nagniotu a ścianą rury, wewnątrz tej rury wynosi co najwyżej 1,0 mm, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosunek długości rury do jej obwodu przekroju poprzecznego omywanego przez gazy spalinowe wynosi od 2,5 do 6,5, przy czym maksymalny zewnętrzny wymiar liniowy przekroju poprzecznego rury w każdym miejscu na jej długości nie jest większy niż jej minimalny poprzeczny wymiar liniowy na jej górnym i/lub dolnym końcu.

Taka geometria rury płomiennej pozwala na wyciągnięcie pojedynczej rury w całkowicie zmontowanym wymienniku ciepła poprzez rozcięcie spoin na obu końcach rury z dnami sitowymi i wyciągnięciu jej w kierunku górnego lub dolnego sita. Opracowane proporcje w zakresie wymiarów rury płomiennej zapewniają zachowanie kondensacyjnego charakteru zjawisk zachodzących w wymienniku. Stwierdzono, że dla temperatury gazu spalinowego od 1450 do 1550°C, na wejściu do rury płomiennej i przepływie 0,83-0,89 kg/h gazu spalinowego w rurze (dla gazu ziemnego, CO2 = 9%) oraz dla temperatury początkowej 30°C i dT=20 K ogrzewanej cieczy przy przeciwprądowym przepływie 22-26 l/h przypadającym na rurę, w odległości 155-225 mm od wlotu rury gaz spalinowy osiąga punkt rosy, a spadek ciśnienia nie jest większy niż 375 Pa.

Wynalazek przedstawiono przykładowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rurę w rzucie izometrycznym, z rozmieszczonymi równomiernie nagniotami na długości rury;

fig. 2 i fig. 3 - rurę jak na fig. 1, w widoku z boku;

fig. 4 - rurę, jak na fig. 1 w widoku z góry;

fig. 5 i fig. 6 - rurę, jak na fig. 1 w przekroju osiowym;

fig. 7 - rurę, jak na fig. 1 w przekroju poprzecznym;

fig. 8 - rurę w rzucie izometrycznym, z rozmieszczonymi równomiernie nagniotami na długości rury, w innej wersji;

fig. 9 i fig. 10 - rurę jak na fig. 8, w widoku z boku;

fig. 11 - rurę, jak na fig. 8 w widoku z góry;

fig. 12 i fig. 13 - rurę, jak na fig. 8 w przekroju osiowym;

fig. 14 - rurę, jak na fig. 8 w przekroju poprzecznym;

fig. 15 - rurę w rzucie izometrycznym, z nagniotami rozmieszczonymi nierównomiernie na długości rury;

fig. 16 i fig. 17 - rurę jak na fig. 15, w widoku z boku;

fig. 18 - rurę, jak na fig. 15 w widoku z góry;

fig. 19 i fig. 20 - rurę, jak na fig. 18 w przekroju osiowym;

fig. 21 - rurę, jak na fig. 15 w przekroju poprzecznym;

fig. 22 - rurę w rzucie izometrycznym, z nagniotami rozmieszczonymi nierównomiernie na długości rury, w innej wersji;

fig. 23 i fig. 24 - rurę jak na fig. 22, w widoku z boku;

PL 232 197 B1 fig. 25 - rurę, jak na fig. 22 w widoku z góry;

fig. 26 i fig. 27 - rurę, jak na fig. 22 w przekroju osiowym;

fig. 28 - rurę, jak na fig. 22 w przekroju poprzecznym;

fig. 29 - wymiennik ciepła w trakcie wymiany rury płomiennej.

Rura płomienna kondensacyjnego wymiennika ciepła, w przykładowej realizacji, ma ukształtowane nagnioty 2 skierowane do jej wnętrza.

Na zadanej wysokości rura płomienna 1 ma ukształtowane dwa nagnioty 2 usytuowane naprzeciw siebie, tworzące sekcję. Odległość pomiędzy wierzchołkami nagniotów 2 wewnątrz rury płomiennej w sekcji wynosi 0,5 mm, a stosunek długości L rury płomiennej 1 do jej obwodu przekroju poprzecznego omywanego przez gazy spalinowe wynosi 3,5. Nagnioty 2 uformowane są w różnej konfiguracji na długości L rury, co przedstawiono na fig. 1 do fig. 28. Maksymalny zewnętrzny wymiar liniowy przekroju poprzecznego rury 1 w każdym miejscu na jej długości L nie jest większy niż jej mininalny poprzeczny zewnętrzny wymiar liniowy na jej górnym i dolnym końcu.

W innych wariantach wykonania opisanego wyżej odległość pomiędzy wierzchołkami nagniotów 2 wewnątrz rury płomiennej 1 w sekcji nie może być większa niż 1,0 mm a stosunek długości L rury płomiennej 1 do jej obwodu przekroju poprzecznego omywanego przez gazy spalinowe mieści się w przedziale od 2,5 do 6,6.

Wymianę pojedynczej rury 1 w zmontowanym wymienniku poprzez rozcięcie spoin na obu końcach rury płomiennej 1 z dnami sitowymi 3, 4 wymiennika i wyciągnięciu jej w kierunku górnego sita 3, przedstawiono na fig. 29.

Zastrzeżenie patentowe

Claims

1. Rura płomienna kondensacyjnego wymiennika ciepła mająca ukształtowane nagnioty skierowane do jej wnętrza tak, że odległość pomiędzy wierzchołkiem nagniotu a ścianą rury płomiennej, wewnątrz tej rury wynosi co najwyżej 1,0 mm, znamienna tym, że stosunek długości (L) rury płomiennej (1) do jej obwodu przekroju poprzecznego omywanego przez gazy spalinowe wynosi od 2,5 do 6,5, przy czym maksymalny zewnętrzny wymiar liniowy przekroju poprzecznego rury (1) w dowolnym miejscu na jej długości nie jest większy niż jej minimalny zewnętrzny poprzeczny wymiar liniowy na jej górnym i/lub dolnym końcu.