SA94150259B1 - أنابيب مشقوقة للمبادلات الحرارية في أجهزة تكييف الهواء وأجهزة التبريد والمبادلات المناظرة - Google Patents

Abstract

الملخص: يتميز الأنبوب (١) المشقوق داخليا بضلوعحلزونية (٢) وزاوية لولبة حلزونية من ٥ إلى 50. زاوية الرأس (ألفا) من ٣٠ الى60 بأن الضلوع (٢) تشكل مقطعا جانبيا دوريا مشتملا على الأقل على ضلعين مختلفين في الارتفاع. أحدهما والمعروف بالضلع ''الطويل&" (٢ه) وله إرتفاع (ه ه ) والآخر معروف بالضلع ''القصير'' (٢ب) وله إرتفاع (ه ب) مع نسبة (ه ب /ه ه) تتراوح بين 0.4 و0.97 ويحد كل ضلع طويل بشق مسطح القاع (٣).

Description

Y

‏أنابيب مشقوقة للمبادلات الحرارية في أجهزة تكييف الهواء‎ ‏وأجهزة التبريد والمبادلات المناظرة‎ ‏الوصف الكامل‎ ‏خلفية الإختراع‎ ‏يهتم الإختراع بالأنابيب التي تستخدم في صناعة المبادلات الحرارية في أجهزة تكييف‎ ‏الهواء وأجهزة التبريد؛ أو أي تطبيقات أخرى للتسخين أو التبريد حيث تساعد هذه الأنابيب في‎ ‏تبادل الحرارة بين السائل الداخلي المار بالأنابيب والوسط المحيط بها.‎ ‏يهتم الإختراع أيضا بالمبادلات المذكورة والتي تشتمل عادة على تجميعه من أنابيب‎ ‏النحاس» الألومنيوم أو الصلب 5:681؛ عادة في صورة خوابير (أجزاء مستقيمة + أجزاء‎ ‏منحنية)؛ وصفائح معروفة بالريش مصنوعة من النحاس أو الألومنيوم متصلة حراريا‎ ‏بالأنابيب المذكورة والتي عادة تكون عمودية على أجزاء الأنابيب المستقيمة والتي توفر‎ ‏مساحة سطحية كبيرة لعملية التبادل مع الجو.‎ ‏عرف في الماضي عدد كبير من الأنابيب مختلفة الأنواع؛ وعادة ما تكون مصنوعة من‎ ١ ‏وسائل لتحسين عملية التبادل الحراري‎ Lad ‏النحاس أو من سبائك نحاسية. كما هو معروف‎ ‏بين المائع الدوار في الأنابيب والجو الخارجي.‎ ‏ولتوضيح هذه النوعيات المختلفة من الأنابيب؛ نشير إلى براءة الإختراع الأمريكية رقم‎ ‏واللتين تصفان الأتابيسب‎ ١483095 ‏وطلب براءة الإختراع الأوروبية رقم‎ EEA TAS ‏المشقوقة من الداخل.‎ e ‏في براءة الإختراع الأمريكية رقم 44801484 تتميز الشقوق بتركيبة لها المواصفات‎ ‏الآتية:‎ ‏شقوق حلزونية بحيث تكون النسبة بين زاوية اللولبة الحلزونية ومحور الأنبوب ما بين‎ “٠و‎ 7 ‏و1 مم.‎ +١ ‏شقوق لها عمق ما بين‎ ٠. ‏مم.‎ Ts ٠,7 ‏شقوق على مسافة بينها ما بين‎ .٠٠١و‎ 8٠0 ‏شقوق لها مقطع على شكل حرف 7 وبزاوية بين‎ ‏هه‎

- يوضح الشكلان 7 و7 بهذه البراءة على التوالي مبادل وقطاع جانبي لجزء من الأنبوب بطول قطاع متعامد على محور الأنبوب يظهر فيه شقوق على هيئة حرف 7 تفصلها ضلوع على شكل حرف ‎V‏ أيضا من نفس الزاوية تسمى بمصطلح زاوية الرأس ‎(WI)‏ ‏يصف طلب براءة الإختراع الأوروبية رقم ‎١4855049‏ الأنابيب المشقوقة التي يكون > لشقوقها الحلزونية مقطع شبه منحرف ومقطع ضلوعها مثلث الشكل وتتصف هذه الأنابيب بتركيبة لها السمات التالية: تتراوح زاوية اللولبة الحلزونية لهذه الشقوق بين ‎١‏ و١3‏ . تتراوح نسبة المقطع المستعرض للشق ؛ بالنسبة للعمق (ه) بين 0,19 505 مم. تتراوح زاوية رأس الضلع بين ‎7١‏ و0 . ‎١‏ لقد أدرك الفنيون أهمية الأنابيب المشقوقة في زيادة التبادل الحراري بين السائل الداخلي بالأنبوب والأنبوب ذاته. كما يعرف الفني أنه من الأفضل في ‎Ala‏ أنبوب نحاسي نموذجي ذو قطر خارجي 4,57 مم أن يكون له عدد كاف )£0 إلى ‎(To‏ من الضلوع الحلزونية/ الشقوق (لها زاوية لولبة حلزونية بين ‎٠١‏ و30 ). ‎Ve‏ وعلى الرغم من كون هذه الصفات تبدو وكأنها نتيجة تحليل الفنيون للفنون السابقة إلا أنه بالنسبة لسمات عديدة أخرى متصلة بالشكل الفعلي للضلوع والشقوق فإن الفنون السابقة لم تقدم صورة موحدة وبيانات متجانسة يستطيع الفني أن يرجع إليها ليتأكد من حصوله على أعلى أداء لأنابيب المبادل. وعلاوة على ذلك عندما يعمل طالب البراءة على إصدار بطاريات مندمجنة والتي عن © طريقها يتم تحسين الإتصال حراري ما بين الأنابيب والريش فإنه يستخدم سمات معروفة بذاتها لثني الأنابيب المشقوقة الخاصة بالتقنية السابقة وتجعيدها مع الريش ويتم ذلك بطريقة نموذجية بإستخدام عمود دوران مخرطة يدخل دائريا داخل الأنبوب لكي يتمدد قليلا تجاه حافة نهايات الريش وبالتالي نحصل على إتصال حراري ممتاز؛ بدون تكلفة اللحام بالقصدير أو تقنية اللحام بالنحاس. ‎ro‏ لاحظ طالب البراءة عند فحصه لمقاطع الأنابيب المجعدة (أنبوب قياسي له ‎٠0‏ ضلع على شكل حرف ‎(V‏ أن هذه الضلوع تهشمت مما يعني حدوث انخفاض ملحوظ في العمق )2—( للمقطع (ع) للشق. مه

قبل التجعيد بعد التجعيد (ه) ‎tT‏ مم "ا مم ع مم ‎vv‏ مما )£327( ‎Lad‏ يخص التبادل الحراري بين المائع الدوار في الأنبوب والأنبوب نفسه فإن القياسات التي أخذت للمقارنات على أجزاء الأنبوب قبل وبعد التجعيد أكدت تراجع في الأداء بعد التجعيد نتيجة لإنخفاض 770 في المقطع (ع). ض وبناء على ذلك؛ انتهى طالب البراءة لنتيجة بأنه يكون من المفيد التعامل مع أداء الأنبوب ‎٠‏ لو أنه أخذ في الإعتبار تشوهات الضلوع/ الشقوق والتي يمكن أن تحدث أثناء تجميع الأنابيب والريش. لهذا بحث طالب البراءة عن مقطع جانبي لضلع/ شق مفضل أخذا في الإعتبار عملية التجعيد لكي يحد من الآثار الضارة للتجعيد بينما يستفيد من التبادل الحراري بين ‎Cai)‏ ‏والريش والتي تنشئ تقنية إقتصادية للتجميعة. ‎٠‏ الوصف العام للإختراع الأنبوب الذي هو أول عناصر هذا الإختراع والمقصود به أن يدخل في صناعة المبادلات الحرارية بتجعيده مع الريش وله قطر خارجي (ق خ) ما بين ؟ ‎Vos‏ مم وهو مشقوق من الداخل بعدد من الضلوع الحلزونية (ن) ‎un)‏ تكون (ن) بين *؟ و10) وتتراوح زاوية اللولبة الحلزونية ما بين ©" و ‎#١‏ وزاوية الرأس (ألفا) بين ‎١‏ و60 وتتميز بأن هذه الضلوع تشكل بمقطعا جانبيا دوريا يشتمل على الأقل على ضلعين مختلفين في الإرتفاع. يدعى الضلع المعروف "بالضلع الطويل" الذي يبلغ إرتفاعه (ه ه) والآخر يعرف بالضلع "الضلع القصير” الذي له إرتفاع (ه ب) وتكون النسبة بين (ه ب/ ه ه) ما بين ‎٠,4‏ ‏و597, ‎dus‏ يوضع كل ضلع "طويل" بين شقين مسطحي القاعدة. يستخدم مصطلح القطاع الجانبي الفوري لتعريف تتابع الضلوع والريش الذي يتوالى © بتجانس في كل مسافة بينها (ف). وقد كشفت الإختبارات التي قام بها طالب البراءة عن أن نسبة (ه ب/ ه ه) حتى ولو كانت أقل قليلا عن ١؛‏ تكون كافية لإعطاء تأثير مثالي. إلا أنه من الأفضل إذا تراوحت نسبة ‎a)‏ ب/ ه ه) بين ‎١.6‏ 805 أن سعة التبادل الحراري للأنبوب بعد تجعيد الريش تقل عند تجاوز هذه النسبة وتقل أكثر عند تجاوز هذه النسبة حدود ‎٠57-674‏ . ‎oYo‏

°

يشمل الحل عموما سمتين أساسيتين عن طريق مقطع جانبي دوري من ناحية والذي يشمل ضلعين على الأقل لهما إرتفاعان مختلفان (ه ‎a‏ ه ب) ومن التاحية الأخرى عن طريق وضع الضلع الطويل بين شقين لهما قاع مسطح مع مقطع له مساحة (ع).

وهذان العنصران أساسيان للإختراع حيث أنه بعد تجعيد الأنابيب بالشقوق والريش يمكن

‎٠‏ إنشاء الأنابيب التي لها قاع مسطحة مشقوقة بمساحة مقطع (ع').أصغر من (ع) وتكون لها

‏قيمة كافية لإنتاج تبادل حراري مؤثر.

‏لاحظ طالب البراءة على غير المتوقع أن المقطع الجانبي الدوري طبقا للإختراع يتميز بالنسبة لسعة التبادل الحراري بعد ما يتم تجميع الأنابيب (الأجزاء المستقيمة والمنحنية) والريش بواسطة عملية التجعيد. ض

‏5 وفي الواقع لايمكن التنبوء بالنتائج التي يمكن الحصول عليها طبقا لهذا الإختراع من حيث الطريقة التي تتمايز بها الضلوع من جهة أطوالها والتي يستتبع ذلك اختلاف وظائفها ‎ltl‏ ‏عملية التجعيد (وظيفة الضلوع "الطويلة التي لها وظيفة وقائية" والضلوع "القصيرة المحمية").

‏وهكذا لم يقنع طالب البراءة بتحسين الشكل الداخلي للأنابيب والتي كانت تؤخذ في الإعتبار خواصها بالنسبة للتبادل الحراري (بالبخر أو التكثيف). أكثر من أخذه في الإعتبار كل من

‏10 صناعة الأنابيب وصناعة المبادلات المناظرة بواسطة تجميع الأنابيب والريش بإستخدام عمود دوران مخرطة مجعد. وهكذا يقع ضمن نطاق هذا الإختراع حل فعال للمشكلة القائمة. شرح مختصر. للرسومات

‏الشكل (١أ)‏ و(١ب)‏ هو قطاع مستعرض خلال جزء من أنبوب مشقوق حسب التقنية السابقة. © يبين شكل ‎)١(‏ الأنبوب من شكل (١ب)‏ بعد التجعيد. الشكل ‎(IY)‏ هو جزء من قطاع مستعرض خلال أنبوب مشقوق طبقا للإختراع؛ ويعتبر شكل ‎(SF)‏ توضحيا تخطيطيا لشكل )17( يبين الشكلان )16( و(؛ب) الأنبوب من الشكلين (؟أ) و(؟ب) بعد التجعيد؛ الشكلان (*)؛ )0<( 5 )20( هم توضيح تخطيطي من الأنابيب طبقا للإختراع؛ ‎vo‏ يبين الشكلان )11( و(١ب)‏ مناظر قطاعات مستعرضة خلال محور طولي لأنبوب مشقوق؛ الشكلان (7أ) و(لاب) هما مخططات تخطيطية من الأنابيب طبقا للإختراع. ‎oYo‏

ٍ

الوصف التفصيلي

يبين الشكل ‎)١(‏ و(١ب)‏ جزءاً من قطاع مستعرض خلال أنبوب مشقوق ‎)١(‏ حسب التقنية السابقة. ويتعامد القطاع على محور الأنبوب ويناظر الجزء الخفيف من الصورة على الخلفية السوداء هذا الأنبوب.

في الشكل )1( يكون للأنبوب ‎)١(‏ ضلوع ‎(Y)‏ مثلثة المقطع ولها زاوية رأسي تقترب من

‎٠‏ تشكل شقوقا مثلثة المقطع فيما بينها.

‏في الشكل (١ب)‏ الضلوع ‎)١(‏ مثلثة المقطع ولها زاوية رأس تقرب من 0 تشكل شقوقا شبه منحرفة المقطع فيما بينها.

‏يرتبط شكل (؟) بالتقنية السابقة ويناظر شكل (١ب)‏ بعد التجعيد الأنبوب بالريش أثناء

‎٠‏ تركيب بطارية مظهرا ضلوعا مسطحه مشوهه ‎)7١(‏ ويناظر الجزء الخفيف من الصورة على

‏الخلفية السوداء هذا الأنبوب.

‏يبين الشكل )17( جزءا من قطاع مستعرض خلاص أنبوب مشقوق ‎)١(‏ طبقا للإخترع ويتعامد القطاع على محور الأنبوب ويناظر الجزء الخفيف من الصورة على الخلفية السوداء هذا الأنبوب وتتشكل بتناوب من ضلوع "طويلة" ‎(—aY)‏ وضلوع ‎(RY) "somal‏

‏م ويعتبر شكل (“ب) توضيحا مناظرا لصورة )1( مشيرا لنوعي الضلوع (17ه؛ ؟ب) لهما إرتفاعات (ه ه؛ ه ب) على التوالي. ويكون لمقاطع الشقوق (7) مساحة (ع) وقطرها الخارجي (د خ) وسماكة الأنبوب (س و) (مقدار السماكة عند قاع الشق).

‏تتكون خطوة (ط) للمقطع الجانبي الدوري بتتابع: ضلع "طويل" للمقطع الجانبي الدوري بتتابع: ضلع "طويل" (7ه)/ شق مسطح القاع ()/ ضلع "قصير" (*ب)/ شق مسطح القاع/ ‎٠‏ إلخ. يرمز للمقطع الجانبي بالرمز "ه/ب)' حيث ه تشير إلى ضلع ‎"dah‏ وتشير (ب) لضلع قصير لو اقتصر الوصف على الضلوع. يناظر الشكلان )18( و(؛ب) الشكلين (؟أ) و(”ب) ولكن بعد تجعيد الريش والأنبوب يضج الضلع (7ه) (قبل التجعيد) ضلعا شبه منحرف (١٠اه)‏ (بعد التجعيد) بإرتفاع لف ه")

‎)ب"٠١( ‏أصغر من (ه ه)؛ وبالمثل فإن الضلع المشار إليه برقم‎ (‘mp ‏حيث تكون (ه‎ vo

‏يناظر الضلع الأولى (7ب) والتي بالكاد ما تتغير بعملية التجعيد (ه ب' = ه ب). ‎oYo‏

يبين الشكل (؛ب) الشق الجديد (0©) والذي له مقطع سطحه (ع') أصسغر من (ع) الشكلان ‎(To)‏ و(*ج) والمماثلان للشكل (؛ب) يظهران ملامح مختلفة للإختراع. وتظهر تفس الرسومات المقطع الجانبي للضلعين (7ه) 5 )2( قبل التجعيد (بالخطوط الغليظة) وتظهر المقطع الجانبي للضلعين (١7ه)‏ 5 )0 ‎(QF‏ بعد التجعيد (بالخطوط الرفيعة) مع ‎٠‏ العرض المناظر ‎J)‏ ه) و(ل ب) عند منتصف الإرتفاع. كذلك تظهر مساحات (ع) و(ع') لمقاطع الشقوق )7( و(١٠)‏ قبل وبعد عملية التجعيد على التوالي. في الشكل ‎(fo)‏ يكون الضلع ‎(a)‏ شبه منحرف وبعد التجعيد تكون (هأه) أكبر من (هأب 7-هاب). في الشكل )0( يكون الضلع (7ه) و(له زاوية رأس ‎(Po‏ مثلث الشكل وكذلك يكون ‎٠‏ الضلع (7ب) وإله زاوية رأس ‎٠‏ 7*) مثلث الشكل أيضا. يقترب (ه' ه) بعد التجعيد من ‎(a)‏ حيث يكون (ه' ب = ه ب). في الشكل )20( يكون الضلعان (7ه) 5 )1( مثلثي الشكل. بعد التجعيد يقترب ‎od)‏ ه) من )= ب) و(هاب) أصغر من (ه ب). يبين الشكلان )1( و(7ب) مناظر لمقاطع على محور الأنبوب المشقوق ‎)١(‏ وللريش ‎eo‏ المجعدة )£( بواسطة عمود دوران مخرطة )0( قبل بداية عملية التجعيد وأثناء العملية على التوالي. يوضع الشكلان ‎(IV)‏ و(لاب) مقاطع جانبية مختلفة طبقا للإختراع. تمثل هذه الرسومات مقطع جانبي من نوع (ه/ ب/ ب) بالترتيب المحدد في الشكل ‎(GY)‏ مع شق شبه منحرف مسطح القاع يوضع بين الضلعين "القصيرين" (“ب) في حالة © الشكل ‎(IV)‏ وضلع مثلث في حالة الشكل ‎(GY)‏ في ‎BIS‏ الحالتين يوضع كل ضلع "طويل" (7ه) بين شقين ومسطحي القاع (©). من المفضل؛ أن يشتمل المقطع الجانبي الدوري السابق الذكر على تناوب يرمز له بالرمز (ه/ب) لضلع "طويل" (١ه)‏ وضلع "قصير" ‎(aT)‏ كما هو مبين في الشكلين )7( و(”ب)؛ أو يشتمل على تتابع يرمز له بالرمز (ه/ب/ب) لضلع واحد "طويل" وضلعان ‎vo‏ "قصيران" كما هو مبين في الشكلين ‎(IV)‏ و(لاب). بمقارنة المقطعين الجانبين (ه/ب) و(ه/ب/ب)؛ يفضل المقطع (ه/ب) بالتبادل لأضلاع ‎(aT) "lH‏ والأضلاع القصيرة (”ب) والتي يتكون بينهم شقوقا مسطحة القاع. هه

A

‏يستخدم الإختراع مع أنابيب لها قطر خارجي (ق خ) والتي يمكن أن تتراوح بشكل كبير بين‎ ‏مم. وسيتغير الإرتفاع (ه ب) للضلوع "الطويلة" بإختلاف (ق خ) ولكن ليس‎ 7١و‎ YF ‏بالضرورة أن يتناسب معه.‎ ‏وبشكل عام؛ للحصول على درجة كفاءة مثالية للأنابيب المشقوقة بعد التجعيد؛ يجب أن‎ carte ‏و05 والأفضل ما بين‎ ١007 ‏تتراوح النسبة بين (ه ه/ق خ) ما بين‎ ٠ ‏طبقا لإحدى سمات الإختراع فإن مقطع الضلع "الطويل" (7ه) أساسا مثلث الشكل وله‎ ‏و(*ب)؛ يعني مصطلح "مقطع مثلث‎ (IT) ‏إرتفاع (ه ه). وكما هو موضح في الشكلين‎ ‏فعليا" بأنه مقطع تكون فيه زاوية الرأس دائرية نسبيا كما هو مبين خاصة بالشكل )17( والذي‎ ‏يبين مقطعا مستعرضا لأنبوب حقيقي (والموصوف في المثال) وقد تم الحصول عليها من‎ ‏صورة فوتوغرافية.‎ ٠ ‏طبقا لسمة أخرى فإن مقطع الضلع "الطويل" (7ه) يكون شبه منحرف فعليا وله إرتفاع‎ (ie) ‏هو مبين بالشكل‎ LS ‏(ه ه)‎ ‏يفضل أن يكون للضلع "القصير" )0( مقطعا مثلثا جوهريا وله إرتفاع (ه ب)‎ ‏وما ذكر في هذا السياق عن معنى المصطلح "مثلث‎ (QF) ‏كما هو مبين في الشكلين (؟أ)‎ ‏ينطبق هنا أيضا.‎ "substantially triangular ‏م جوهريا‎ ‏وطبقا للإختراع فإن الأفضل إختيار أنبوب غير منحرف القاع (حيث أن ه ه> هم‎ ‏و19 مما ويفضل أن تكون ما بين‎ ٠07 ‏ب) الشق (©) له مقطع من مساحة تتراوح ما بين‎ ‏و19 مما في حالة الأنبوب ذو القطر الخارجي على الأقل 1,57 مم ويفضل أن‎ 7 ‏الأنبوب ذو القطر الخارجي الذي يكون أقل من‎ Ala ‏و0780 وفي‎ Tae ١.07 ‏يكون ما بين‎ ‏مم هذه القيم تم الحصول عليها نموذجيا.‎ V, 47 x. ‏و7 مم؛‎ ١ ‏إرتفاع (ه ب) ما بين‎ ‏مم؛‎ ١,7 ‏إرتفاع (هاه)مابين 87 و‎ ٠,١ ‏قاع مسطح (مسطح في الأساس ولا يؤخذ في الاعتبار انحناء الأنبوب) له طول من‎ ‏والخطوة أو المسافة بين الأنابيب (الخطوة = مجموع طول القاع المسطح زائد‎ can ٠,7 ‏إلى‎ ‎05 ٠,4 ‏نصف قاعدة الضلع "الطويل" زائد نصف قاعدة الضلع "القصير") عادة تتراوح بين‎ Yo ‏مم. وفي حالة أن يكون قطر‎ AA ‏مم لأنبوب قياسي ذات قطر داخلي (عند قاع الشق) حوالي‎ ‏ده‎

الأنبوب الأصغر (لا مم على سبيل المثال) سينخفض إرتفاع (ه ب) و(ه ه) وبخاصة إرتفاع (ه ه) ‎LS)‏ هو واضح من الأمثلة 10( :

بالنسبة للحد الأدنى للمساحة (ع) فإنه ناتج عن الحاجة إلى تبادل حراري مرتفع بدرجة كافية بين المائع الدوار داخل الأنبوب وبين الجو الخارجي.

‎o‏ ومن ناحية ‎sal‏ الحد الأعلى للمساحة (ع) ناتج أولا من إعتبارات هندسية آخذا في

‏الإعتبار أحجام الأنبوب المألوف والعدد (ن) للضلوع ‎(=a)‏ («ب).

‏وهناك هدف آخر لهذا الإختراع هو تكوين المبادلات الحرارية بواسطة تجعيد الريش والأنابيب المشقوقة حيث أنه بعد إمرار عمود دوران مخرطة مجعد داخل الأنبوب لتجميع الريش والأنابيب بواسطة تمدد الأنبوب نتيجة لفعل عمود الدوران؛ تكون الضلوع مقطعا جانبيا

‎٠‏ دوريا مشتملا على الأقل على ضلعين مختلفين من ناحية العرض. أحدهما المعروف بالضلع "العريض" ‎(aT ١(‏ له مقطع شبه منحرف وعرض كبير ‎J)‏ ه) عند منتصف الإرتفاع بيتما الضلع الآخر المعروف "بالضيق" ‎(f+)‏ له مقطع مثلث أو شبه منحرف وعرض صغير (ل ب) عند منتصف الإرتفاع بنسبة ‎J)‏ ه - ل ب)/ (ق خ) تساوي على الأقل 0.007 وعادة تكون قيمة (ل ه - ‎of (WG‏ مم على الأقل بالنسبة لأنبوب قطره الخارجي 4,57 مم.

‎vo‏ يبين الشكلان ‎(To)‏ و(هج) المقطع الجانبي للضلوع والشقوق قبل وبعد التجعيد حيث يتحول الضلع "الطويل" (7ه) قبل التجعيد إلى الضلع ) ‎(YF‏ بإرتفاع أقل بعد التجعيد؛ ويتحول الضلع "القصير” ‎(QF)‏ إلى الضلع (١٠٠ب)‏ بعد التجعيد- تصميم متناسق- ولكنه لايتغير كثيرا نتيجة لعملية التجعيد (يسطح قليلا في الشكل )20( ولكن لايتغير في الشكلين )0( و(دج).

‏أ في الحالة الخاصة عندما يكون الشق "القصير" ‎(GV)‏ طويلا نسبيا أو عندما تكون النتيجة أساسا نفس الشيء عندما يكون (ه ب- ه ب) قصيرا بعد التجعيد يكون الضلع "العريض" والضلع "الضيق" المذكوران لهما نفس الإرتفاع الجوهري ‎a)‏ ه = ها ب) ويكون مقطع مساحة (ع) للشقوق مسطحة القاع ‎)7١(‏ شبه منحرف.

‏ولا يزال يظهر إنخفاض في المساحة (ع) لمقطع الشقوق )¥( حيث تصبح المساحة )8(

‏© أصغر من (ع) بعد التجعيد؛ إلا أن هذا الإنخفاض يكون محدودا بفضل فاعلية هذا الإختراع. وعادة ما يتراوح سطح المقطع (ع') للشقوق مسطحة القاع ‎(Pe)‏ بين 016 و6071 ممأ والأفضل أن يتراوح بين 705 ‎Ng‏ لأنبوب قطره الخارجي 4,07 مم.

‏همه

Yo ‏الأمثلة‎ ‏لقد تم صنع كل الأنابيب الموصوفة هنا بواسطة عملية روتينية تتلخص في إستخدام عمود‎ ‏دوران مخرطة طاف له شقوق خارجية (تناظر تلك الشقوق والضلوع على السطح الخارجي‎ ‏لعمود دوران الضلوع والشقوق المرغوب في الحصول عليها في السطح الداخلي للأتابيب)‎ .47777355 ‏ويوصف هذا الإجراء في براءة الإختراع الأمريكية رقم‎ ٠ (7) ‏للإختراع مع مقطع جانبي للأنبوب طبقا للشكلين‎ 4 5 A Teo oF) ‏تتفق الأمثلة‎ ‏فهي لعقد مقارنة مع التقنية السابقة.‎ VY of OY ‏و(”ب). أما الأمثلة‎ ‏طبقا للمواصفات القياسية‎ (Cubl-DHP) ‏وفي كل الأمثلة صنعت الأنابيب من النحاس‎

AYA 5B TA ‏المواصفات القياسية الأمريكية رقم‎ =) 01١77 ‏الفرنسية رقم‎ ‏و؟‎ ١ ‏الأمثلة‎ Ve ‏قاع‎ dic 5 ‏صنعت الأنابيب المشقوقة داخليا بقطر خارجي )3 خ) 9,57 مم وسماكة (س)‎ ‏مم.‎ ١,7 ‏الشقوق ب‎ ‏مثال ؟‎ ١ ‏مواصفات أخرى للأنابيب المصنعة مثال‎ ‏(الإختراع) . (التقنية السابقة)‎ ‏"ره مم مم‎ )١ ‏إرتفاع الضلع (الضلع الطويل في المثال‎ ‏مم‎ ٠" ‏مم‎ 1 )١ ‏إرتفاع الضلع المجاور (الضلع القصير في المثال‎ °c. 84 ‏زاوية الرأس للضلوع (ألفا)‎ ‏زاوية اللولبة الحلزونية (بيتا) يه ل‎ “٠ 1. (0) ‏عدد الضلوع‎ font ‏المساحة (ع) (مقطع الشق) لاخر مما‎ ‏ثم تثبيت هذه النوعية من الأنابيب بالريش بواسطة التجعيد بإستخدام عمود دوران مخرطة‎ (=) (11) ‏كما هو مبين بالشكلين‎ ‏أخذت عينات من الأنابيب المجعدة لفحص المواصفات الهندسية للضلوع الداخلية والشقوق.‎ vo ‏مثال ؟‎ . ١ ‏مواصفات بعد التجعيد مثال‎ ‏(الإختراع) .. (لتقنية السابقة)‎ ‏مم‎ NY ‏مم‎ ٠ )١ ‏إرتفاع الضلع ("الطويل” (ه' ه) في المثال‎ ‏مم‎ NY ‏مم‎ VT JA ‏إرتفاع الضلع المجاور (القصير" (ه' ب) في‎ (0 oYo

: ١ ‏مم‎ ٠, ‏ه) (الضلع 0957 مم‎ J) ‏عرض الضلع عند منتصف الإرتفاع‎ )١ ‏المثال‎ (a) ‏مم 8 مم‎ EA ‏عرض الضلع المجاور عند منتصف الإرتفاع (ل ب)‎ )١ ‏(الضلع )+( في المثال‎ ‏المساحة (ع) (مقطع الشق) لد نسي‎ ‏قبل وبعد التجعيد عن طريق‎ 7 ٠ ‏أخيرا تم عمل تقييم مقارن لأداء الأنابيب في المثال‎ 7560 = ‏كلفن) مع التكثيف (المحتوى من بخار الماء‎ Tp fll) ‏قياس متوسط معامل التبادل‎ ‏ودرجة حرارة التشبع = 70م) ومع البخر (المحتوى من بخار الماء = 778 ودرجة حرارة‎ ‏القياسي (فريون‎ chlorofluorocarbonated ‏لسائل التبريد فلوروكلورو المكربن‎ 6 Vo = ‏التشبع‎ ‎Ala ‏كجم/‎ ١6١ ‏بمعدل كلي‎ (YY ٠ ‏وجدت القيم الآتية:‎ ‏بالبخر واط/ بالتكثيف‎ ‏كلفن‎ Ta ‏ما. كلفن واط/‎ ِ ‏الأنبوب قبل التجعيد‎ es 8... |ّ ١ ‏للمثال‎ la ‏نا عم حي‎ ١ ‏طبقا للمثال‎ ‏الأنابيب بعد التجعيد‎ 66 oY. ١ ‏طبقا للمثال‎ ‏طبقا للمثال ؟ م مك‎ ‏طبقا للإختراع تميرا‎ ol ‏يكن أن يتح من مقارئة هله اقم أنه بالرغم من تميز‎ ‏بسيطا عن الأنابيب المأخوذة من التقنية السابقة (بالتكثيف والبخر على التوالي) فإن هذه‎ ‏الأنابيب تتميز بتفوق عن مثيلاتها بعد التجعيد في كلتا الحالتين مع التكثيف والبخر. مما‎ ‏يوضح أهمية هذا الإختراع.‎ ٠ ‏الأمثلة ؟ و؛‎ ‏صنعت أنابيب مشقوقة داخليا بقطر خارجي (ق خ) 7 مم وسماكة (س) وعند قاع الشق‎ ‏مم.‎ 2 ‏مواصفات أخزى للأنابيب المصنعة مثال ؟ مثال ؛‎ oYo

VY

‏(الإختراع) .. (التقنية السابقة)‎ ‏إرتفاع الضلع (الضلع الطويل في المثال “) 8 مم 8 مم‎ ‏إرتفاع الضلع المجاور (الضلع القصير في المثال ؟) مم 8 مم‎ ‏زاوية الرأس للضلوع (ألفا) 6 م‎

VA VA ‏زاوية اللولبة الحلزونية (بيتا)‎ 8: £¢ (0) ‏عدد الضلوع‎ ‏المساحة (ع) (مقطع الشق) الدع ا سس‎ ‏تزود هذه الأنواع من الأنابيب بالريش عن طريق عملية التجعيد بإستخدام عمود دوران‎ (=) (1) ‏المخرطة كما هو مبين في الشكلين‎ ‏أختبرت الأنابيب بعد وقبل تجعيد الريش داخل الأنابيب ولقد تم ملاحظة نفس التغيرات في‎ ‏والمثال ؟:‎ ١ ‏الأداء التي تمت ملاحظتها بين أنابيب المثال‎ ‏قبل التجعيد: يقترب الأداء من أداء الأنابيب طبقا للمثالين ؟ و4.‎ . ‏بعد التجعيد: . أداء أفضل بواسطة الأنابيب طبقا للمثال © (الإختراع) عنه بالنسبة‎ ‏للأنابيب طبقا للمثال ¢ (التقنية السابقة).‎ ‏و؟؛ كذلك من الواضح في المثالين “ و؛ إن الإنخفاض‎ ١ ‏كما كان الحال بالنسبة للمثالين‎ ‏في الأداء الناتج عن تجعيد الريش على الأنابيب أقل من الأنابيب المصنعة طبقا للإختراع.‎ ‏ولا‎ 6 co dbl ١ ‏صنعت الأنابيب المشقوقة داخليا بقطر خارجي (ق خ) 4,57 مم‎ Vy © ‏في حالة المثالين‎ ‏مم.‎ ١,7 ‏وسماكة (س و) عند قاع الشق‎ ae VAY ‏وفي حالة المثال 7 صنعت الأنابيب المشقوقة داخليا بطر خارجي (ق خ)‎ ‏وسماكة (س و) عند قاع الشق 07 مم.‎ ١7 ‏مثال 6 مثال‎ o ‏مواصفات أخرى للأنابيب مثال‎ ‏المصنعة (الإختراع) (الإختراع) (التقنية السابقة)‎ ‏مم مم‎ vA ‏إرتفاع الضلع (الضلع الطويل 077 مم‎ (Meo ‏للمثالين‎ ‏مم مم "+ مم‎ ١١١ aa) ‏إرتفاع الضلع المجاور‎ (Veo ‏القصير للمثالين‎ oYo

: woo 1 Tt ‏زاوية الرأس للضلوع (ألفا) ف‎ ‏م م‎ “VA ‏زاوية اللولبة الحلزونية (بيتا)‎ 1. £1 of (0) ‏عدد الضلوع‎ ‏تيم‎ ١ ‏المساحة (ع) (مقطع الشق) ملا‎ ٠١١ ‏تم قياس نفاذ الضغط (أونفاذ الشحنة) قبل وبعد التجعيد بمعدل تدفق منخفض الفريون‎ ‏و7160‎ ٠١ ‏ومحتوى بخار ماء كلي يتراوح بين‎ Al ‏كجم/ م'.‎ ‏وجد أن مقدار نفاذ الشحنة مع الأنابيب في المثالين © و“ طبقا للإختراع هو 719 أقل من‎ ‏الفقد مع الأنابيب في المثال 7 قبل التجعيد؛ و١7 أقل مع الأنابيب في المثال 7 بعد التجعيد.‎ ٠١و‎ 4 A ‏الأمثلة‎ : ‏مم وسماكة (س و) عند قاع‎ ١,7 ‏صنعت أنابيب مشقوقة داخليا بقطر خارجي (ق خ)‎ ‏الشق 0,776 مم.‎ ٠١ ‏مواصفات أخرى للأنابيب مثال م مثال 4 مثال‎ ‏المصنعة (الإختراع) | (الإختراع) (خارج‎ ‏الإختراع)‎ ‏مم‎ YO ‏طويل في 0,18 مم 5 مم‎ ol) ‏الضلع‎ pli) (Meo ‏المثالين‎ ‏مم‎ +, YO ae YY ‏مم‎ YY ‏إرتفاع الضلع المجاور (إضلع‎ (Feo ‏قصير في المثالين‎ “ou “ou “ou ‏زاوية رأس الضلوع‎ ‏زاوية اللولبة الحلزونية (بيتا) م الب‎ +66 10 lo (0) ‏عدد الضلوع‎ ‏المساحة (ع) (مقطع الشق) ا و تي‎

VAY ‏كلفن كدالة لزاوية اللولبة الحلزونية بيتا‎ Ta ‏تم حساب معامل التبادل الحراري واط/‎ ‏بالنسبة للأنبوب في اختبار + و١7 بالنسبة للأنبوب في إختبار 9 و١ بالنسبة للأنبوب في‎ ‏للأنابيب بعد التجعيد.‎ (Ve ‏إختبار‎ ٠ (YY) freon ‏أخذت هذه القياسات بالتكثيف بقيم مختلفة لمعدل تدفق الفريون‎ ‏كلفن‎ Ta ‏النتيجة = قيمة معامل التبادل الحراري بالواط/‎ oYo

AR

٠١ ‏المثال 4 المثال‎ A ‏المثال‎ Al ‏معدل تدفق الفريون كجم/‎ 1/٠ Yio. ‏بي تير ول‎

Yio. EVs ‏لال‎ ٠ 1

YOu. £40. Youu 3 Y

Yeo ‏ل 8.6 8ه‎ 6 Tan Onan ‏يل‎ ‏ل 0/6 م الا ف‎ gto. Avan noo. OY ‏نفذت هذه الاختبارات بزاوية لولبة حلزونية أكثر من 70 وكشفت عن إنه بالرغم من أن‎ ‏الهدف كان الأستفادة من جهة معامل التبادل الحراري؛ إلا إنه كان من المفضل إختيار زاوية‎ ‏و80 وجنحت‎ #٠١ ‏ولو أنه يفضل أن تكون‎ Ye ‏لولبة حلزونية والتي تساوي على الأقل‎ ‏سرعة التصنيع للنقصان كلما زاد حجم زاوية اللولبة الحلزونية.‎ ‏إلا أنه إذا كان الغرض هو الأستفادة من جهة سرعة التصنيع حيث من الأفضل أن تختار‎

AERA © ‏زاوية اللولبة الحلزونية بين‎ ‏إن الميزة الأساسية من الإختراع هي الحد من إنخفاض الأداء (وخاصة معامل التبادل)‎ ‏عندما يتم تجميع الأنابيب والريش بواسطة عملية التجعيد في مجال تصنيع المبادلات‎ ‏الحرارية.‎ ‏بفضل الإختراع وفكرة المقطع الجانبي الدوري مع ضلعين مختلفين على الأقل في الطول‎ ١ ‏فإنه من الممكن إستخدام عملية‎ peal) ‏أحدهما يستخدم خلال عملية التجعيد 'لحماية" الضلع‎ ‏تجميع اقتصادية وفعالة بينما يحافظ على إرتفاع قدرة الأنابيب ذاتها في عملية التبادل.‎ ‏وعلاوة على هذا فإن إنتاج الأنابيب طبقا للإختراع لايحتاج إلسى وسائل مختلفة عن‎ ‏الأساليب التقليدية المستخدمة في إنتاج أنابيب مستعرضة قياسية؛ فإن الأنابيب المصنوعة طبقا‎ ‏للإختراع لم تتكلف أكثر من مثيلاتها في التفنية السابقة.‎ ae ‏والأنابيب المشقوقة طبقا للإختراع تكون أكثر فائدة من ناحية تحملها للتبادل الحراري مع‎ ‏ريش مجعدة دون فقد كفاءتها إذا ما قورنت بالأنابيب المشقوقة بالطرق السابقة في تطبيقات قد‎ ٠ ‏على الخامات أثناء التبادل الحراري.‎ SUB ‏لا تؤثر أو تؤثر‎ ovo

١

من المهم أن نلاحظ بشكل خاص التأثير الإيجابي للإختراع بالنسبة لفقد الشحنة كما هو مبين بالأمثلة ‎Vg To‏

لم يأت التقص الواضح في قطر الأنبوب (القطر الخارجي = 9,57 مم في الأنابيب في المثال © و7,97 مم في أنابيب المثال 7( أي زيادة ذات ‎dad‏ بالنسبة لفقد الشحنة بعكس ما

كان يحدث مع أنابيب التقنية السابقة.

علاوة على هذا فقد لوحظ أن إنخفاض فقد الشحنة بالنسبة للأنابيب المصنوعة طبقا للإختراع إذا ما قورنت بالأنابيب المصنوعة بطرق سابقة كانت ذات قيمة خاصة من جهة تخفيض التكلفة وحجم ووزن المكابس المستخدمة في دوائر التبريد.

هه

Claims (1)

1. عناصر الحماية ‎١‏ ١-أنبوب‏ لغرض تصنيع مبادل حراري بواسطة تجعيد الريش فيه؛ الأنبوب المذكور له قطر ‎Y‏ خارجي (ق خ) بين * ‎Yu‏ مم وله سطح داخلي يشتمل على العديد من الضلوع ِ الحلزونية الموجودة عليه والتي تحدد زاوية لولبة حلزونية ما بين © و١‏ * ويحدد كل من ؛ الضلوع المذكورة زاوية رأس (ألفا) ما بين ‎١0‏ و20 َ تشكل الضلوع المذكورة مقطعا دوريا مشتملا على الأقل على ضلعين مختلفين في 1 الإرتفاع فوق السطح الداخلي المذكور؛ الإرتفاع الأول (ه ‎(a‏ الذي يكون أكبر من ل الإرتفاع الثاني (ه ب) حيث تكون نسبة (ه ب/ ه ‎en, AY 5 4 Cr (a‏ ويتم ‎A‏ وضع كل ضلع مذكور له الإرتفاع (ه ه) بين مساحتي سطح داخلي التي تكون ‘ مسطحة جوهريا. ‎١‏ ؟- أنبوب طبقا لعنصر الحماية ‎dua)‏ تكون نسبة (ه ب/ ه ه) بين 1 ‎CAT‏ ‎١‏ 7-أنبوب طبقا لعنصر الحماية ‎٠‏ حيث تكون نسبة ‎a)‏ ب/ ه ه) بين صر ‎CO‏ ‎٠‏ 4-أنبوب طبقا لعنصر الحماية ؛ يكون الضلع المذكور ذي الإرتفاع زه ه) بمقطع ‎Y‏ أساسي على هيئة مثلث. ‎١‏ ©- أنبوب طبقا لعنصر الحماية ؟؛ حيث يكون الضلع المذكور ذي الإرتفاع (ه ه) بمقطع ‎Y‏ أساسي على هيئة شبه منحرف. ‎٠١‏ “-أنبوب طبقا لعنصر الحماية ١؛‏ حيث يكون الضلع المذكور ذي الإرتفاع (ه ه) بمقطع > أساسي على هيئة مثلث. ‎١‏ 7-أنبوب طبقا لعنصر الحماية ‎٠‏ حيث يشتمل المقطع الدوري المذكور على تتابع من ضلع ذو إرتفاع (ه ه) يليه تبادليا ضلعان متتابعان ذوا إرتفاع (ه ب). ‎١‏ +-أنبوب طبقا لعنصر الحماية ١؛‏ له مقطع جانبي بين الضلوع المتتالية التي ليست شبه منحرفة ولها مساحة (ع) بين 07+ و19 ممأ ‎٠‏ 4-أنبوب طبقا لعنصر الحماية ا؛ حيث يكون (ق خ) على الأقل ‎VAY‏ مم و(ع) بين ‎٠.056‏ ‎Joa 105 |‏ ‎-٠١ ١‏ أنبوب طبقا لعنصر الحماية ‎oF‏ حيث يكون (ه ه/ق خ) بين 016 ‎crt‏ ‎-١١ ١‏ أنبوب من أجل تصنيع مبادل حراري بواسطة تجعيد الريش فيه؛ الأنبوب المذكور له ل قطر خارجي (ق خ) بين ؟ و١"‏ مم وله سطح داخلي يشتمل على العديد من الضلوع ‎ovo‏

   لا

   ‎x‏ الحلزونية الموجودة عليه والتي تحدد زاوية لولبة حلزونية ما بين © و١9"‏ ويحدد كل

   ‏من الضلوع المذكورة زاوية رأس (ألفا) ما بين ‎٠١‏ و0

   ‏تشكل الضلوع المذكورة مقطعا دوريا مشتملا على الأقل على ضلعين مختلفي في

   ‏1 الإرتفاع فوق السطح الداخلي المذكور؛ الإرتفاع الأول (ه ه) الذي يكون أكبر من

   ‏1 الإرتفاع الثاني (ه ب) حيث تكون نسبة (ه ب/ ه ه) بين ‎CLAVE‏

   ‎A‏ يشتمل المقطع الدوري المذكور على ضلع ذو إرتفاع (ه ه) متبادل مع ضلع ذو

   ‏3 إرتفاع (ه ب)ء؛ وتنفصل الضلوع المذكورة بواسطة مساحات سطح داخلي التي تكون مسطحة أساسيا.

   ‎٠‏ ؟١-‏ مبادل حراري مشكل بتجعيد ريش على أنبوب له قطر خارجي (ق خ) بين ؟ و0" مم

   ‏ل وله سطح داخلي يشتمل على العديد من الضلوع الحلزونية الموجودة عليه وتحدد زاوية لولبة حلزونية بين ‎on TO‏ ويحدد كل من الضلوع المذكورة زاوية رأس (ألفا) بين

   ‎| ‏وني‎ ٠

   ‎٠‏ تشكل الضلوع المذكورة مقطعا دوريا يشتمل على الأقل على ضلعين لهما إرتفاعين 1 مختلفين فوق السطح الداخلي ‎OSA‏ الإرتفاع الأول (ه ه) الذي يكون أكبر من ‎v‏ الإرتفاع الثاني (ه ب) حيث تكون نسبة (ه ‎EG (a os fo‏ و17 يتم ‎A‏ وضع كل ضلع مذكور ذو إرتفاع (ه ه) بين مساحتين لسطح ‎Jah‏ والذي يكون 1 مستويا بالكامل؛ ‎١‏ تتجعد الريش المذكورة عليه بواسطة تمرير شياق ‎mandrel‏ خلال الأنبوب؛ تتشكل ‎١‏ الضلوع بواسطة تجعيد لمقطع دوري يشتمل على الأقل على ضلعين لهما عرضين ‎VY‏ مختلفين» ضلع أول له مقطع عرضي ‎J)‏ ه) عند منتصف الإرتفاع؛ وضلع ثاني له مقطع عرضي مثلث أو شبه منحرف وله عرض أقل (ل ب) عند منتتصف الإرتفاع؛ ‎Cua‏ تكون نسبة ‎J)‏ ه - ل ب)/ق خ على ‎JY‏ ل

   ‎-١١ ١‏ مبادل حراري طبقا لعنصر الحماية ‎OY‏ حيث يشتمل المقطع الدوري المذكور على تتابع من ضلع له عرض ‎J)‏ ه) ‎dias‏ له عرض (ل ب)؛ أو ضلع له عرض ‎J)‏ ه) ‎r‏ وضلعين لهما عرض (ل ب).

   ‏| هاه

   YA ‏ه)‎ J) ‏حيث أن الضلع ذو العرض‎ OF ‏مبادل حراري طبقا لعنصر الحماية‎ -١4 ١ ‏المذكور والضلع ذو العرض (ل ب) المذكور لهما نفس الإرتفاع الأساسي؛ وينتفصلان‎ x ‏بواسطة مساحة مقطع عرضي (ع) التي تكون شبه منحرفة.‎ J) ‏حيث ينفصل كل ضلع مذكور له عرض‎ OY ‏مبادل حراري طبقا لعنصر الحماية‎ me Spa 0.06 ‏ه)عن ضلع مجاور بواسطة مساحة مقطع عرضي (ع) بين 0.016 و‎ ٠» oYo