RU2314463C2 - Tubular heat transfer module - Google Patents

Tubular heat transfer module Download PDF

Info

Publication number
RU2314463C2
RU2314463C2 RU2006100744/06A RU2006100744A RU2314463C2 RU 2314463 C2 RU2314463 C2 RU 2314463C2 RU 2006100744/06 A RU2006100744/06 A RU 2006100744/06A RU 2006100744 A RU2006100744 A RU 2006100744A RU 2314463 C2 RU2314463 C2 RU 2314463C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat transfer
plates
washers
pipe
tubular heat
Prior art date
Application number
RU2006100744/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006100744A (en
Inventor
Виктор Евгеньевич Рейс (RU)
Виктор Евгеньевич Рейс
Original Assignee
Виктор Евгеньевич Рейс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Евгеньевич Рейс filed Critical Виктор Евгеньевич Рейс
Priority to RU2006100744/06A priority Critical patent/RU2314463C2/en
Publication of RU2006100744A publication Critical patent/RU2006100744A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2314463C2 publication Critical patent/RU2314463C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

FIELD: heating engineering, particularly heat-exchanging and heat-transfer equipment, namely tubular heat transfer modules to be used in water residential building heating systems.
SUBSTANCE: tubular heat transfer module comprises shell and ribbed tubular heat transfer member arranged in the shell. The tubular heat transfer member includes at least one metal pipe and stack of plate-like ribs having washers inserted between the ribs to provide predetermined rib pitch defined by washer thickness. Each washer is made of aluminum and is shaped as rhomb elongated in vertical direction. The rhomb has smoothed corners defined by obtuse angles. The washers are connected to plate-like ribs. Shell has at least two coaxial orifices made in opposite vertical walls thereof. Each plate-like rib and each washer have at least one orifice to receive said pipe so that the pipe passes through orifices, is inserted in plate-like rib stack and connected to washers.
EFFECT: improved heat transfer from pipe to plate-like ribs along with simplified module production.
4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к трубчатым теплопередающим элементам или комплектам из этих элементов с ребрами для увеличения площади теплопередачи, расположенными снаружи и поперек трубы трубчатого элемента.The invention relates to tubular heat transfer elements or sets of these elements with ribs to increase the heat transfer area located outside and across the pipe of the tubular element.

Уровень техникиState of the art

Известен трубчатый радиатор, который содержит трубу, установленную в отверстия оребряющих пластин, имеющих отбортовку. При этом отбортовка в основании имеет конический участок, образующий кольцевые карманы. Карманы смежных пластин сообщены между собой прорезями, выполненными в отбортовке, и заполнены адгезионным лакокрасочным покрытием (а.с. СССР №1366852 А1, М. кл. F28F 1/40, опубликовано 15.01.1988 в Бюл. №2).Known tubular radiator, which contains a pipe installed in the holes of the fins, having flanging. In this case, the flanging in the base has a conical section forming ring pockets. Pockets of adjacent plates are interconnected by flanges made in flanging and filled with adhesive paint and varnish coating (AS USSR No. 1366852 A1, M. cl. F28F 1/40, published January 15, 1988 in Bull. No. 2).

Признаки известного радиатора, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в наличии трубы и оребряющих пластин с отверстиями, в которые установлена упомянутая труба и которая скреплена с оребряющими пластинами.Signs of a known radiator, coinciding with the features of the claimed invention, are the presence of a pipe and fins with holes in which the said pipe is installed and which is fastened to the fins.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается изобретением, заключается в использовании отбортовки для скрепления оребряющих пластин с трубой, выполненной с коническим участком, в неполном использовании теплоотдающей наружной поверхности, в использовании адгезионного лакокрасочного заполнения зазоров, имеющего низкие теплопередающие свойства, в отсутствии кожуха теплообменного модуля.The reason that prevents obtaining a technical result in a known technical solution, which is provided by the invention, is the use of flanging for fastening the fins with a pipe made with a conical section, the incomplete use of the heat transferring external surface, the use of adhesive paint filling of gaps having low heat transfer properties, in the absence of a casing of the heat exchange module.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является теплопередающий элемент, состоящий из металлической трубы и пакета оребряющих пластин, каждая из которых имеет центральное отверстие с отбортованным по периметру краем, а труба вставлена в пакет пластин и скреплена с ним при обеспечении заданного шага между пластинами вдоль трубы. При этом крайние пластины пакета и труба скреплены сварными соединениями, а промежуточные пластины и труба скреплены паяными соединениями, образуя паяно-сварное соединение трубы и пакета пластин. Кроме того, оребряющие пластины имеют не менее двух вырубленных и отогнутых перпендикулярно плоскости пластины зубца на высоту, соответствующую расстоянию между пластинами в пакете (Патент RU №2067737 С1, М. кл. F28F 1/24, F28F 1/36).The closest analogue (prototype) is a heat transfer element consisting of a metal pipe and a package of fins, each of which has a central hole with a flanged around the perimeter edge, and the pipe is inserted into the package of plates and fastened with it to ensure a given step between the plates along the pipe. In this case, the extreme plates of the package and the pipe are fastened with welded joints, and the intermediate plates and the pipe are fastened with soldered joints, forming a brazed-welded joint of the pipe and the package of plates. In addition, the finning plates have at least two cut and bent perpendicular to the plane of the tooth plate to a height corresponding to the distance between the plates in the package (Patent RU No. 2067737 C1, M. CL F28F 1/24, F28F 1/36).

Признаки известного радиатора, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в наличии трубы и пакета оребряющих пластин, каждая из которых имеет центральное отверстие, а труба вставлена в пакет пластин и скреплена с ним при обеспечении заданного шага между пластинами вдоль трубы.Signs of a known radiator that coincide with the features of the claimed invention are the presence of a pipe and a package of finning plates, each of which has a central hole, and the pipe is inserted into the plate package and fastened with it while ensuring a predetermined step between the plates along the pipe.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается изобретением, заключается в использовании отбортовки для скрепления оребряющих пластин с трубой; в использовании не менее двух вырубленных и отогнутых перпендикулярно плоскости пластины зубцов на высоту, соответствующую расстоянию между пластинами в пакете, для обеспечения заданного шага между пластинами, в неполном использовании теплоотдающей наружной поверхности трубы, в отсутствии кожуха теплообменного модуля.The reason that prevents the obtaining in a known technical solution of a technical result, which is provided by the invention, is to use flanging to fasten the fins to the pipe; in the use of at least two teeth cut out and bent perpendicular to the plane of the plate of the teeth to a height corresponding to the distance between the plates in the bag, to ensure a given step between the plates, in the incomplete use of the heat-transferring outer surface of the pipe, in the absence of a casing of the heat exchange module.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в увеличении теплопередачи от трубы к пластинам при упрощении технологии изготовления трубчатого теплопередающего модуля, состоящего из кожуха, внутри которого размещен трубчатый теплопередающий элемент.The problem to which the invention is directed, is to increase the heat transfer from the pipe to the plates while simplifying the manufacturing technology of the tubular heat transfer module, consisting of a casing, inside which is placed a tubular heat transfer element.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в тройном функциональном назначении шайб. Каждая шайба, с одной стороны, выполняет функцию элемента, обеспечивающего заданный шаг между пластинами (что исключает необходимость выполнения в пластинах специальных зубцов и отбортовок, усложняющих технологию изготовление пластин), с другой стороны, выполняет функцию элемента, передающего тепло от трубы к пластинам. Передача тепла от трубы к пластинам через шайбу повышает эффективность этой передачи за счет большей площади этой теплопередачи, а также за счет возможности использовать шайбы из алюминия, обладающие (за счет материала) большей теплопроводностью. С третьей стороны, шайба имеет конфигурацию, улучшающую аэродинамические характеристики конвективного потока воздуха вокруг трубы. Технический результат также заключается в том, что многофункциональный кожух модуля защищает от механических повреждений основные детали теплообменного элемента (ребра из листового металла, шайбы между ними), образует вертикальный канал конвективного движения воздуха (обеспечивает «каминный эффект»), служит важным элементом дизайна готового изделия, упрощает технологию изготовления модуля за счет разделения полного технологического цикла на две основные составляющие, первая из которых - это изготовление теплообменного модуля, а вторая - напрессовка необходимого количества модулей на трубу (сборка готового изделия).The technical result that mediates the solution of this problem lies in the triple functional purpose of the washers. Each washer, on the one hand, performs the function of an element providing a predetermined step between the plates (which eliminates the need to perform special teeth and flanges in the plates that complicate the technology of manufacturing the plates), on the other hand, performs the function of an element that transfers heat from the pipe to the plates. The heat transfer from the pipe to the plates through the washer increases the efficiency of this transfer due to the larger area of this heat transfer, as well as due to the ability to use aluminum washers with (due to the material) higher thermal conductivity. On the third hand, the washer has a configuration that improves the aerodynamic characteristics of the convective air flow around the pipe. The technical result also lies in the fact that the multifunctional casing of the module protects against mechanical damage the main details of the heat exchange element (fins made of sheet metal, washers between them), forms a vertical channel for convective air movement (provides a "fireplace effect"), serves as an important element in the design of the finished product , simplifies the manufacturing technology of the module by dividing the full technological cycle into two main components, the first of which is the manufacture of a heat exchange module, and the second Single - overmolding necessary number of modules to the tube (assembly of the finished product).

Достигается технический результат тем, что трубчатый теплопередающий модуль содержит кожух и размещенный в кожухе трубчатый теплопередающий элемент с оребрением, который включает как минимум одну металлическую трубу и пакет оребряющих пластин с шайбами, расположенными между пластинами и обеспечивающими заданный шаг между пластинами, определяемый толщиной шайбы, при этом каждая шайба выполнена из алюминия, имеет форму вертикально вытянутого ромба со сглаженными тупыми углами и скреплена с оребряющими пластинами, кожух в своих противоположных вертикальных стенках имеет как минимум два соосных отверстия, а каждая оребряющая пластина и каждая шайба имеют как минимум одно отверстие для размещения в них упомянутой трубы, которая через указанные отверстия вставлена в размещенный внутри кожуха пакет оребряющих пластин с шайбами и скреплена с шайбами.The technical result is achieved in that the tubular heat transfer module comprises a casing and a tubular heat transfer element with fins located in the casing, which includes at least one metal pipe and a package of fins plates with washers located between the plates and providing a predetermined pitch between the plates, determined by the thickness of the washer, when In this case, each washer is made of aluminum, has the shape of a vertically elongated rhombus with smooth obtuse angles and is fastened with finning plates, the casing is in its bying vertical walls has at least two coaxial openings, and each plate orebryayuschaya and each washer has at least one opening for placement of said tube which is inserted through said opening in the housing located inside the package orebryayuschih plates and washers and is fastened with washers.

Новые признаки заявленного технического решения заключаются в наличии шайб, расположенных между оребряющими пластинами, при этом шайбы, с одной стороны, скреплены с трубой, а с другой стороны - с указанными пластинами, а также в наличии многофункционального кожуха, образующего вместе с размещенным внутри кожуха теплопередающим элементом теплопередающий модуль.New features of the claimed technical solution are the presence of washers located between the fins, while the washers, on the one hand, are fastened to the pipe, and on the other hand, to the indicated plates, as well as the presence of a multifunctional casing, which forms heat transfer together with the casing located inside the casing element heat transfer module.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 показан трубчатый теплопередающий модуль в продольном разрезе (в составе отопительной батареи); на фиг.2 отдельно показана оребряющая пластина со стороны ее плоскости, повернутая на 90°; на фиг.3 отдельно показана шайба со стороны ее плоскости, повернутая на 90°; на фиг.4 в аксонометрии показана отопительная батарея, состоящая из нескольких трубчатых теплопередающих модулей.Figure 1 shows a tubular heat transfer module in longitudinal section (as part of a heating battery); figure 2 separately shows the fins plate from the side of its plane, rotated 90 °; figure 3 separately shows the washer from the side of its plane, rotated 90 °; figure 4 in a perspective view shows a heating battery consisting of several tubular heat transfer modules.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Трубчатый теплопередающий модуль содержит кожух 14 и размещенный в кожухе трубчатый теплопередающий элемент с оребрением (1-13). При этом высота кожуха превышает высоту теплопередающего элемента, который расположен в нижней части кожуха.The tubular heat transfer module includes a casing 14 and a tubular heat transfer element with fins located in the casing (1-13). Moreover, the height of the casing exceeds the height of the heat transfer element, which is located in the lower part of the casing.

Трубчатый теплопередающий элемент с оребрением содержит как минимум одну, а в предпочтительном варианте две горизонтально расположенные стальные трубы - верхнюю 1 и нижнюю 2 - и пакет оребряющих пластин 3 с шайбами 10, расположенными между этими пластинами и обеспечивающими заданный шаг между пластинами определяемый толщиной шайбы. Каждая оребряющая пластина 3 выполнена в виде прямоугольного металлического листа (стального или алюминиевого), вытянутого в вертикальном направлении и имеющего отверстия 4 и 5 для размещения в них соответствующих труб 1, 2 и четыре отверстия 6, 7, 8 и 9 для крепления пластин в пакет. Каждая шайба 10 выполнена из алюминия и имеет форму вертикально вытянутого ромба со сглаженными тупыми углами. Такая форма шайбы способствует формированию ламинарного движения нагретого воздуха между пластинами 3 пакета, исключая тем самым возникновение застойных зон. При этом каждая шайба 10 имеет одно отверстие 11 для размещения в нем трубы 1 или 2 и два отверстия 12 и 13 для крепления их в пакет с упомянутыми пластинами 3. Пластины 3 и расположенные между ними шайбы 10 соединены в пакет при помощи четырех стрежней (не показаны), которые продеты через соответствующие соосные отверстия 6, 7, 8 и 9 пластин 3 пакета и соответствующие соосные отверстия 12 и 13 шайб 10 пакета. При помощи указанных стержней пластины 3 и шайбы 10 пакета сжаты в осевом направлении с тем, чтобы обеспечить необходимое скрепление пластин 3 и шайб 10 в единый пакет для обеспечения необходимого теплового контакта между ними в пакете и для обеспечения необходимой жесткости конструкции. Кроме того, в соосные отверстия 4 и 5 пластин 3 и соосные отверстия 11 соответствующих шайб 10 вставлены стальные трубы 1 и 2, которые жестко скреплены с шайбами путем их деформирования в радиальном направлении. Образованный таким образом пакет оребряющих пластин 3 с шайбами 10 расположен в кожухе 14, который в своих противоположных вертикальных стенках имеет две пары соосных отверстий для размещения в них упомянутых труб 1 и 2. При этом кожух 14 выполнен в виде вертикально вытянутого параллелепипеда с открытым верхним и нижним торцами для возможности прохождения воздуха. Кожух 14 с расположенными в нем трубами 1, 2 и пакетом оребряющих пластин 3 с шайбами 10 образуют отдельный трубчатый теплопередающий модуль. При этом указанный модуль может соединяться с другими такими же модулями на основе одной пары труб 1 и 2 посредством шайб 15 с образованием отопительной батареи (фиг.1, 4).The tubular heat transfer element with fins contains at least one, and in a preferred embodiment, two horizontally arranged steel pipes - upper 1 and lower 2 - and a package of fins plates 3 with washers 10 located between these plates and providing a predetermined pitch between the plates determined by the thickness of the washer. Each fins plate 3 is made in the form of a rectangular metal sheet (steel or aluminum), elongated in the vertical direction and having openings 4 and 5 for placement of the corresponding pipes 1, 2 and four openings 6, 7, 8 and 9 for fastening the plates into the bag . Each washer 10 is made of aluminum and has the shape of a vertically elongated rhombus with smooth obtuse angles. This form of the washer contributes to the formation of the laminar movement of heated air between the plates 3 of the package, thereby eliminating the occurrence of stagnant zones. Moreover, each washer 10 has one hole 11 for placing pipes 1 or 2 in it and two holes 12 and 13 for fastening them in a package with the said plates 3. The plates 3 and the washers 10 located between them are connected to the package using four rods (not shown), which are threaded through the corresponding coaxial holes 6, 7, 8 and 9 of the plate 3 of the package and the corresponding coaxial holes 12 and 13 of the washers 10 of the package. Using these rods, the plates 3 and the washers 10 of the bag are compressed in the axial direction so as to provide the necessary fastening of the plates 3 and the washers 10 into a single bag to provide the necessary thermal contact between them in the bag and to provide the necessary structural rigidity. In addition, steel pipes 1 and 2 are inserted into the coaxial holes 4 and 5 of the plates 3 and the coaxial holes 11 of the respective washers 10, which are rigidly fastened to the washers by deforming them in the radial direction. Thus formed package of fins plates 3 with washers 10 is located in the casing 14, which in its opposite vertical walls has two pairs of coaxial openings for accommodating the pipes 1 and 2. In this case, the casing 14 is made in the form of a vertically elongated parallelepiped with an open top and bottom ends for air passage. The casing 14 with the pipes 1, 2 located therein and a package of fins plates 3 with washers 10 form a separate tubular heat transfer module. Moreover, this module can be connected to other same modules based on one pair of pipes 1 and 2 by means of washers 15 to form a heating battery (Figs. 1, 4).

Одним их технологических приемов изготовления модуля может быть замена комплекта шайб между пластинами в пределах одного модуля единым процессом алюминиевого литья. При этом пластины 3 размещаются в специальных пазах пресс-формы для обеспечения заданного шага между пластинами, а конфигурация (сечение) литья соответствует конфигурации шайбы со стороны ее плоскости (фиг.3), причем отлитое таким образом алюминиевое тело должно иметь как минимум одно центральное отверстие для размещения в нем упомянутой трубы.One of the technological methods for manufacturing a module can be the replacement of a set of washers between the plates within the same module by a single aluminum casting process. In this case, the plates 3 are placed in special grooves of the mold to ensure a given step between the plates, and the configuration (section) of the casting corresponds to the configuration of the washer from the side of its plane (Fig. 3), and the aluminum body cast in this way must have at least one central hole to place the pipe in it.

Работа трубчатого теплопередающего модуля заключается в следующем.The operation of the tubular heat transfer module is as follows.

При движении нагретой воды по трубам 1 и 2 тепло от стенок труб передается через алюминиевые шайбы 10 пластинам 3 пакета пластин. Вследствие этого воздух, находящийся между пластинами внутри кожуха 14, нагревается, поднимается вверх, обтекает шайбы 10 и выходит из кожуха 14 наружу через открытый верхний торец кожуха. Одновременно на его место через нижний открытый торец кожуха 14 заходит холодный воздух, который затем нагревается и также поднимается вверх. Таким образом осуществляется непрерывный нагрев воздуха внутри кожуха 14 и непрерывное движение воздуха через кожух 14 снизу вверх, обеспечивая тем самым конвективное нагревание воздуха помещения, в котором установлена батарея из предлагаемых трубчатых теплопередающих модулей. При этом шайбы оказывают минимальное сопротивление движению воздуха благодаря их ромбовидной формы с закругленными тупыми углами.When heated water moves through pipes 1 and 2, heat from the pipe walls is transmitted through aluminum washers to 10 plates 3 of the plate package. As a result, the air located between the plates inside the casing 14 is heated, rises, flows around the washers 10 and leaves the casing 14 outside through the open upper end of the casing. At the same time, cold air enters its place through the lower open end of the casing 14, which then heats up and also rises. Thus, continuous heating of the air inside the casing 14 and continuous movement of air through the casing 14 from the bottom to the top are carried out, thereby providing convective heating of the air in the room in which the battery of the proposed tubular heat transfer modules is installed. In this case, the washers have minimal resistance to air movement due to their diamond-shaped shape with rounded obtuse angles.

Claims (1)

Трубчатый теплопередающий модуль, содержащий кожух и размещенный в кожухе трубчатый теплопередающий элемент с оребрением, который включает как минимум одну металлическую трубу и пакет оребряющих пластин с шайбами, расположенными между пластинами и обеспечивающими заданный шаг между пластинами, определяемый толщиной шайбы, при этом каждая шайба выполнена из алюминия, имеет форму вертикально вытянутого ромба со сглаженными тупыми углами и скреплена с оребряющими пластинами, кожух в своих противоположных вертикальных стенках имеет как минимум два соосных отверстия, а каждая оребряющая пластина и каждая шайба имеют как минимум одно отверстие для размещения в них упомянутой трубы, которая через указанные отверстия вставлена в размещенный внутри кожуха пакет оребряющих пластин с шайбами и скреплена с шайбами.A tubular heat transfer module comprising a casing and a tubular heat transfer element with fins located in the casing, which includes at least one metal pipe and a package of finning plates with washers located between the plates and providing a predetermined step between the plates, determined by the thickness of the washer, each washer made of aluminum, has the shape of a vertically elongated rhombus with smooth obtuse angles and is bonded with fins, the casing in its opposite vertical walls has as at least two coaxial holes, and each fin plate and each washer have at least one hole for accommodating said pipe, which through these holes is inserted into the package of fin plates with washers placed inside the casing and fastened with washers.
RU2006100744/06A 2006-01-10 2006-01-10 Tubular heat transfer module RU2314463C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100744/06A RU2314463C2 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Tubular heat transfer module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006100744/06A RU2314463C2 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Tubular heat transfer module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006100744A RU2006100744A (en) 2007-07-20
RU2314463C2 true RU2314463C2 (en) 2008-01-10

Family

ID=38430845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006100744/06A RU2314463C2 (en) 2006-01-10 2006-01-10 Tubular heat transfer module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2314463C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006100744A (en) 2007-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150300745A1 (en) Counterflow helical heat exchanger
EP2767788B1 (en) Multi-fluid heat exchanger
WO2004020928A1 (en) Egr cooler
US20030178188A1 (en) Micro-channel heat exchanger
CN109990262B (en) Auxiliary heating steam generator
JP6336342B2 (en) Heat exchanger
US9488378B2 (en) Tubular section bar for a biphasic radiator and relative biphasic radiator
RU2561802C1 (en) Heat exchange tube and its manufacturing method
JPS61265498A (en) Heat exchanger with large number of parallel tube with rib
ITMI951001A1 (en) HEAT EXCHANGER
KR20150064076A (en) Hot air oven
CN202836268U (en) Pipe type heat exchanger and heat exchanging device
RU2319095C1 (en) Heat-exchange element and plate heat exchanger
CN207317318U (en) Heat exchange module, heat exchanger and refrigerator
RU2314463C2 (en) Tubular heat transfer module
WO2013161290A1 (en) Finned tube heat exchanger
RU55112U1 (en) TUBULAR HEAT TRANSFER MODULE
CN111692896B (en) Hot melt type gas-liquid two-phase heat exchange core structure
JP6563455B2 (en) Heat exchanger
CN206037784U (en) Heat exchanger with helical flow baffle
CN219572767U (en) Integral heat exchange tube heat exchanger assembly that allies oneself with
CN111981873B (en) Hot melt type gas-liquid double-phase heat exchanger
CN217275757U (en) Heat exchanger and vortex-shaped heat exchange plate body thereof
JPS6130196B2 (en)
CN216049333U (en) Plate heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100111