RU2069830C1 - Method of manufacture of tubeless heat exchanger - Google Patents
Method of manufacture of tubeless heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069830C1 RU2069830C1 RU94022009A RU94022009A RU2069830C1 RU 2069830 C1 RU2069830 C1 RU 2069830C1 RU 94022009 A RU94022009 A RU 94022009A RU 94022009 A RU94022009 A RU 94022009A RU 2069830 C1 RU2069830 C1 RU 2069830C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tapes
- plates
- roll
- fillers
- solder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки материалов давлением для получения изделий с внутренним и наружным оребрением, а именно, с высокоразвитой их внутренней и наружной поверхностью. Этот способ может использоваться для изготовления различного рода теплообменников. The invention relates to the field of processing materials by pressure to obtain products with internal and external fins, namely, with their highly developed inner and outer surfaces. This method can be used for the manufacture of various kinds of heat exchangers.
Аналогом предлагаемого изобретения является способ получения изделий с внутренним оребрением [1] включающий сборку в набор медненных алюминиевых стержней, введение набора в медную трубу, их совместное обжатие, нагрев деформированного набора до температуры спекания меди, затем его резку на таблетки и погружение последних в раствор для удаления алюминиевых наполнителей путем их вытравливания. В результате этих операций получаются изделия с развитой внутренней поверхностью. An analogue of the present invention is a method for producing products with internal finning [1] comprising assembling a set of copper aluminum rods, introducing the set into a copper pipe, compressing them together, heating the deformed set to the sintering temperature of copper, then cutting it into tablets and immersing the latter in a solution for removal of aluminum fillers by etching them. As a result of these operations, products with a developed inner surface are obtained.
Недостатки этого аналога заключаются в неизбежности использования, по крайней мере, одной трубы, изготовление которой требует относительно больших затрат, а также в длительном времени на удаление наполнителей из алюминия. Кроме того, способ по аналогу не позволяет получать изделия с наружным оребрением, что снижает эффективность теплообмена в них. The disadvantages of this analogue are the inevitability of using at least one pipe, the manufacture of which is relatively expensive, as well as the long time it takes to remove fillers from aluminum. In addition, the method by analogy does not allow to obtain products with external fins, which reduces the efficiency of heat transfer in them.
В качестве прототипа заявляемого изобретения выбран способ получения теплообменника с наружным оребрением [2] включающий выполнение в пластинах рядов отверстий с отбортовками, сборку этих пластин в пакет и совмещение отверстий у смежных пластин. As a prototype of the claimed invention, a method for producing a heat exchanger with external fins [2] is selected, which includes making rows of holes with flanges in the plates, assembling these plates in a bag, and aligning the holes of adjacent plates.
Недостаток способа по прототипу состоит в ограниченности развития внутреннего оребрения из-за ограничения площади, образующей внутреннюю поверхность его конструкции, что также снижает эффективность теплообмена. The disadvantage of the prototype method is the limited development of internal fins due to the limitation of the area forming the inner surface of its structure, which also reduces the efficiency of heat transfer.
Задача предлагаемого изобретения сводится к расширению технологических возможностей получения беструбного теплообменника с высокоразвитыми его внутренней и наружной поверхностями для повышения эффективности теплообмена при использовании сравнительно недорогих составляющих, взамен труб. The objective of the invention is to expand the technological capabilities of producing a tubeless heat exchanger with its highly developed internal and external surfaces to increase the efficiency of heat transfer using relatively inexpensive components, instead of pipes.
Поставленная задача достигается тем, что способ получения беструбного теплообменника включает выполнение в пластинах рядов отверстий с отбортовками и сборку этих пластин в пакет, согласно заявляемому изобретению предварительно осуществляют сборку в рулон цилиндрических гофрированных лент, в процессе которой в полости гофр размещают наполнители в виде стержней из материала на основе парафина, причем стержни располагают по концентрическим окружностям, затем производят фиксацию по торцам образованного рулона с помощью наконечников и производят его обжатие до диаметра, равного диаметру отверстий пластин, после чего пакет насаживают на обжатый рулон и производят удаление стержней-наполнителей; рулон гофрированных лент с наполнителями фиксируют обмоткой проволоки, диаметр которой меньше толщины этих лент; гофры лент ориентируют параллельно продольной оси рулона; гофры лент ориентируют по винтовой линии относительно продольной оси рулона; пластины и ленты покрывают слоем припоя, а удаление стержней-наполнителей производят первоначально при температуре плавления припоя, а затем при температуре застывания припоя. The problem is achieved in that the method of producing a tubeless heat exchanger includes making rows of holes with flanges in the plates and assembling these plates in a package, according to the claimed invention, cylindrical corrugated tapes are preassembled into a roll, during which fillers are placed in the corrugation cavity in the form of rods of material based on paraffin, and the rods are arranged in concentric circles, then fix on the ends of the formed roll using the tips and they are crimped to a diameter equal to the diameter of the holes of the plates, after which the bag is inserted onto the crimped roll and the filler rods are removed; a roll of corrugated tapes with fillers is fixed by a winding of a wire whose diameter is less than the thickness of these tapes; corrugations of tapes are oriented parallel to the longitudinal axis of the roll; corrugations of tapes are oriented along a helix relative to the longitudinal axis of the roll; plates and tapes are coated with a layer of solder, and the removal of filler rods is carried out initially at the melting point of the solder, and then at the pour point of the solder.
Cущественное отличие заявляемого изобретения заключается в том, что достигается возможность повышения развитости как наружной, так и внутренней поверхности беструбного теплообменника путем его оребрения при использовании составляющих, а именно, пластин и лент различной конфигурации, изготовление которых требует меньших затрат, чем производство труб. A significant difference of the claimed invention lies in the fact that it is possible to increase the development of both the outer and inner surfaces of the tubeless heat exchanger by finning it using components, namely, plates and tapes of various configurations, the manufacture of which requires less cost than the production of pipes.
На фиг. 1, 2 показан вид сбоку рулона гофрированных лент с наполнителями до их совместного обжатия; на фиг. 3, 4, 5 поперечное сечение рулона гофрированных лент с наполнителями до их совместного обжатия; на фиг. 6, 7, 8 поперечное сечение рулона гофрированных лент с наполнителями после их совместного обжатия; на фиг. 9, 10, 11 продольное сечение беструбного теплообменника; на фиг. 12, 13, 14 поперечное сечение беструбного теплообменника (где 1 гофрированная лента, 2 наполнитель, 3 наконечник, 4 проволока, 5 пластина с отбортовками у ее отверстий, 6 прямолинейный канал, 7 винтообразный канал). In FIG. 1, 2 shows a side view of a roll of corrugated tapes with fillers before they are crimped together; in FIG. 3, 4, 5 cross section of a roll of corrugated tapes with fillers before they are crimped together; in FIG. 6, 7, 8 cross section of a roll of corrugated tapes with fillers after they are crimped together; in FIG. 9, 10, 11 longitudinal section of a tubeless heat exchanger; in FIG. 12, 13, 14 is a cross section of a tubeless heat exchanger (where 1 corrugated tape, 2 filler, 3 tip, 4 wire, 5 plate with flanges at its holes, 6 straight channel, 7 screw channel).
Технологический процесс получения беструбного теплообменника заключается в следующем: предварительно осуществляется сборка гофрированных лент (1) с наполнителями (2), расположенными в их гофрах, в рулон (см. фиг. 1-5), затем производится фиксация образованного рулона наконечниками (3) или обмоткой проволоки (4) и его обжатие до диаметра, равного диаметру отверстия с отбортовками у пластин (5), последние из которых собираются отдельно в пакет и насаживаются на обжатый рулон. В заключение проводится операция удаления введенных наполнителей путем нагрева всех составляющих при температуре плавления или испарения этих наполнителей, а при наличии пластин и лент со слоем припоя первоначально при температуре плавления припоя, а затем при температуре застывания припоя. В результате перечисленных операций получается беструбный теплообменник с наружным и внутренним оребрением, последнее из которых формирует сквозные каналы (6, 7). The technological process for producing a tubeless heat exchanger is as follows: corrugated tapes (1) with fillers (2) located in their corrugations are preassembled into a roll (see Fig. 1-5), then the formed roll is fixed with tips (3) or winding the wire (4) and crimping it to a diameter equal to the diameter of the flanged hole at the plates (5), the last of which are collected separately in a bag and are mounted on a crimped roll. In conclusion, the operation is carried out to remove the introduced fillers by heating all the components at the melting point or evaporation of these fillers, and in the presence of plates and tapes with a layer of solder, initially at the melting point of the solder, and then at the pour point of the solder. As a result of these operations, a tubeless heat exchanger with external and internal fins is obtained, the last of which forms through channels (6, 7).
Присутствие внутренних ребер, образованных гофрированными лентами после удаления наполнителей, значительно повышает развитость внутренней поверхности беструбного теплообменника. Диаметр каналов, сформированных внутренними ребрами, может варьироваться от нескольких микрон до нескольких десятков миллиметров; а количество таких каналов достигает нескольких тысяч и более. Наличие винтообразных каналов создает элемент турбулизации пропускаемых теплоносителей в беструбном теплообменнике, что также повышает эффективность теплообмена в нем. The presence of internal ribs formed by corrugated tapes after removal of fillers, significantly increases the development of the inner surface of the tubeless heat exchanger. The diameter of the channels formed by the inner ribs can vary from a few microns to several tens of millimeters; and the number of such channels reaches several thousand or more. The presence of helical channels creates an element of turbulization of the transmitted heat carriers in the tubeless heat exchanger, which also increases the efficiency of heat transfer in it.
Крепление пластин и гофрированных лент между собой может осуществляться путем их заклинивания, сварки или пайки. Нанесение слоя припоя на пластинах и гофрированных лентах способно обеспечить качественный контакт этих составляющих для уменьшения контактного теплового сопротивления. The plates and corrugated tapes can be fastened together by jamming, welding or soldering them. The application of a layer of solder on the plates and corrugated tapes is able to provide high-quality contact of these components to reduce contact thermal resistance.
В качестве наполнителей может использоваться материал, температура плавления или испарения которого должна быть меньше, чем температура плавления выбранных пластин и гофрированных лент. Одним из представителей таких наполнителей служит материал на основе парафина. As fillers, a material can be used whose melting or evaporation temperature should be lower than the melting temperature of the selected plates and corrugated tapes. One of the representatives of such fillers is paraffin-based material.
Примеры получения отдельных вариантов беструбного теплообменника:
Пример 1. Способ получения беструбного теплообменника из медненной стали.Examples of individual versions of a tubeless heat exchanger:
Example 1. A method of obtaining a tubeless heat exchanger from copper steel.
Сначала собираются в рулон гофрированные ленты (1) из стали со слоем медного припоя, в гофры которых вводится наполнитель (2) в виде стержня из материала на основе парафина, как показано на фиг. 3. Этот рулон по торцам фиксируется наконечниками (3). При этом, в центре расположена лента с одним гофром; а в кольцевом слое лента с гофрами количеством 6 шт. и ленты с одним гофром количеством 3 шт. Все гофры лент имеют прямолинейную ориентацию относительно продольной оси рулона (см. фиг. 1). Зафиксированный рулон указанных составляющих подвергается обжатию на прокатном стане до диаметра, равного 20 мм (фиг. 6). Затем в стальных пластинах (5) со слоем медного припоя выполняется отверстие диаметром 20 мм с отбортовками, которые собираются в пакет. Этот пакет насаживается на обжатый рулон, и в заключение, все собранные составляющие подвергаются нагреву до температуры 1473 К, в процессе которого плавится наполнитель и медный припой; затем, при температуре 1123 К расплавленный припой застывает и наполнитель испаряется; в результате чего образуются сквозные каналы. First, corrugated tapes (1) of steel with a layer of copper solder are assembled into a roll, into the corrugations of which a filler (2) is introduced in the form of a rod of paraffin-based material, as shown in FIG. 3. This roll is fixed at the ends with tips (3). At the same time, in the center is a tape with one corrugation; and in the annular layer there is a tape with corrugations of 6 pcs. and ribbons with one corrugation of 3 pcs. All corrugations of the tapes have a rectilinear orientation relative to the longitudinal axis of the roll (see Fig. 1). A fixed roll of these components is subjected to compression on a rolling mill to a diameter equal to 20 mm (Fig. 6). Then, in a steel plate (5) with a layer of copper solder, a hole with a diameter of 20 mm is made with flanges that are collected in a package. This bag is mounted on a compressed roll, and in conclusion, all assembled components are heated to a temperature of 1473 K, during which the filler and copper solder melt; then, at a temperature of 1123 K, the molten solder solidifies and the filler evaporates; resulting in through channels.
Полученный беструбный теплообменник из медненной стали показан на фиг. 9, 12, содержит наружное оребрение и внутренние ребра, образующие прямолинейные каналы диаметром 6 мм и количеством 7 шт. The resulting copperless tubeless heat exchanger is shown in FIG. 9, 12, contains external fins and internal ribs forming straight channels with a diameter of 6 mm and a quantity of 7 pcs.
Пример 2. Способ получения медного беструбного теплообменника. Example 2. A method of obtaining a copper tubeless heat exchanger.
Отдельно в рулон собираются гофрированные ленты (1) из меди толщиной 0,5 мм с введенными в их гофры наполнителями (2) из материала на основе парафина количеством 19 шт. (фиг. 4), причем в центре расположена лента с одним гофром; в первом кольцевом слое одна лента с гофрами количеством 6 шт. и 3 ленты с одним гофром, а во втором кольцевом слое одна лента с гофрами количеством 18 шт. и ленты с одним гофром количеством 9 шт. Собранные ленты с наполнителями в рулон (фиг. 4) закручиваются по винтовой линии относительно его продольной оси и фиксируются обмоткой стальной проволоки (4) диаметром 0,2 мм. После обжатия зафиксированного рулона до диаметра 15 мм (фиг. 7) на него насаживается пакет медных пластин (5) с одним отверстием диаметром 15 мм и отбортовками. Все собранные составляющие подвергаются нагреву в среде водорода при температуре 1123 К, в результате которого наполнитель испаряется, а в местах стыковки пластин и лент образуются неразъемные соединения за счет взаимной диффузии поверхностных атомов меди. Corrugated tapes (1) made of 0.5 mm thick copper with fillers introduced into their corrugations (2) from a paraffin-based material of 19 pieces are collected separately. (Fig. 4), and in the center is a tape with one corrugation; in the first annular layer one tape with corrugations of 6 pcs. and 3 tapes with one corrugation, and in the second ring layer one tape with corrugations of 18 pcs. and tapes with one corrugation of 9 pcs. The assembled tapes with fillers in a roll (Fig. 4) are twisted along a helical line relative to its longitudinal axis and are fixed by winding a steel wire (4) with a diameter of 0.2 mm. After crimping the fixed roll to a diameter of 15 mm (Fig. 7), a packet of copper plates (5) with one hole with a diameter of 15 mm and flanges is mounted on it. All assembled components are heated in a hydrogen medium at a temperature of 1123 K, as a result of which the filler evaporates, and in the joints of the plates and tapes one-piece joints are formed due to the mutual diffusion of surface copper atoms.
Полученный беструбный теплообменник из меди показан на фиг. 10, 13, который содержит наружные и внутренние ребра, последние из которых формируют винтообразные каналы диаметром 2 мм и количеством 19 шт. The resulting tubeless copper heat exchanger is shown in FIG. 10, 13, which contains the outer and inner ribs, the last of which form helical channels with a diameter of 2 mm and a quantity of 19 pcs.
Пример 3. Способ получения беструбного теплообменника из алюминия. Example 3. A method of obtaining a tubeless heat exchanger from aluminum.
Отдельно собираются три рулона гофрированных лент (1) из алюминия с введенными в их гофры наполнителем (2) из материала на основе парафина. При этом один рулон содержит общее количество наполнителей количеством 7 шт. (фиг. 3), второй 19 шт. (фиг. 4), а третий 37 шт. (фиг. 5). Эти рулоны фиксируются обмоткой стальной проволоки и отдельно подвергаются обжатию путем прокатки до диаметра 5 мм (см. фиг. 6, 7, 8). Затем на обжатые рулоны насаживается пакет пластин из алюминия (5), содержащих по четыре отверстия диаметром 5 мм с отбортовками. После нагрева на воздухе всех собранных составляющих при температуре 823 К для испарения наполнителя получен беструбный теплообменник из алюминия (фиг. 11, 14), содержащий наружное оребрение, один прямолинейный канал диаметром 5 мм, образующий поверхность пластин у отбортовок и внутренние ребра; формирующие прямолинейные каналы диаметром 0,5 мм (количеством 37 шт.), диаметром 0,7 мм (количеством 19 шт.), диаметром 1,2 мм (количеством 7 шт.). Three rolls of corrugated tapes (1) from aluminum with filler (2) introduced from their corrugations from a material based on paraffin are collected separately. In this case, one roll contains a total number of fillers of 7 pcs. (Fig. 3), the second 19 pcs. (Fig. 4), and the third 37 pcs. (Fig. 5). These rolls are fixed by winding steel wire and are separately crimped by rolling to a diameter of 5 mm (see Fig. 6, 7, 8). Then, a pack of aluminum plates (5) containing four holes with a diameter of 5 mm with flanges is mounted on crimped rolls. After heating all the collected components in air at a temperature of 823 K, a tubeless aluminum heat exchanger was obtained for evaporating the filler (Figs. 11, 14), containing external fins, one rectilinear channel with a diameter of 5 mm, forming the surface of the plates at the flanges and internal ribs; forming straight channels with a diameter of 0.5 mm (37 pcs.), 0.7 mm diameter (19 pcs.), 1.2 mm diameter (7 pcs.).
Таким образом, применение относительно недорогих составляющих в виде пластин с отбортовками у их отверстий и гофрированных лент расширяет технологические возможности получения беструбного теплообменника с высокоразвитой его наружной и внутренней поверхностью. Thus, the use of relatively inexpensive components in the form of flanging plates at their holes and corrugated tapes expands the technological capabilities of producing a tubeless heat exchanger with its highly developed outer and inner surfaces.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94022009A RU2069830C1 (en) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | Method of manufacture of tubeless heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94022009A RU2069830C1 (en) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | Method of manufacture of tubeless heat exchanger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94022009A RU94022009A (en) | 1996-03-27 |
RU2069830C1 true RU2069830C1 (en) | 1996-11-27 |
Family
ID=20157103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94022009A RU2069830C1 (en) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | Method of manufacture of tubeless heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2069830C1 (en) |
-
1994
- 1994-06-09 RU RU94022009A patent/RU2069830C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 142714, кл. H 01 J 9/16, 1961. 2. Авторское свидетельство СССР N 1218286, кл. F 28 F 3/04, 1986. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4154296A (en) | Inner finned heat exchanger tube | |
US4953632A (en) | Heat pipe and method of manufacturing the same | |
US5706695A (en) | Method of forming fins for a heat exchanger | |
US5690167A (en) | Inner ribbed tube of hard metal and method | |
CA1291114C (en) | Enhanced heat transfer surface and apparatus and method of manufacture | |
US6488078B2 (en) | Heat-exchanger tube structured on both sides and a method for its manufacture | |
JPS63282393A (en) | Cooling roller | |
US20070062682A1 (en) | Multiple-hole tube for heat exchanger and manufacturing method thereof | |
US5314010A (en) | Heat pipe and method of manufacturing the same | |
JPH02108426A (en) | High-performance heat-transfer tube for heat exchanger and manufacture thereof | |
JP2010144970A (en) | Double pipe heat exchanger and method of manufacturing the same | |
RU2069830C1 (en) | Method of manufacture of tubeless heat exchanger | |
US20120145356A1 (en) | Hybrid Pin-Fin Micro Heat Pipe Heat Sink and Method of Fabrication | |
US7275409B1 (en) | Method for manufacturing a heat pipe having an enlarged portion | |
JPH05133694A (en) | Manufacture of heat exchanger | |
JPH10160374A (en) | Manufacture of heat exchanger | |
JPS60137566A (en) | Production of heat exchanging tube provided with aluminum fin | |
JP2822015B2 (en) | Pipe for heat exchanger and method for producing the same | |
JPH0942573A (en) | Manufacture of fin tube | |
KR100467339B1 (en) | Manufacturing method for condenser tube | |
JPS58187681A (en) | Grooved pipe and its manufacture | |
JP2721755B2 (en) | Heat transfer tube and method of manufacturing the same | |
JP2703665B2 (en) | Heat exchange pipe manufacturing method | |
JPH109712A (en) | Flat tube for condenser and manufacture of same | |
JPS59101246A (en) | Manufacture of multipath type heat exchanger |