Теплообмінник плоского типу

Реферат: Даний винахід належить до теплообмінника плоского типу, який має просту структуру і може легко виготовлятися заміною прямокутного плоского типу на спіральний циліндричний тип конструкції теплообміннної труби згідно з відповідним рівнем техніки, що застосовується для теплообмінника, що використовує горючий газ, що нагрівається пальником і створює ламінарний потік. Згідно з даним винаходом теплообмінник плоского типу має теплообмінні труби, через які тече мережева вода, і здійснює теплообмін контактом з ламінарним потоком горючого газу, теплообмінник плоского типу включає: велику кількість теплообмінних труб, які мають прямокутний поперечний переріз з більшою шириною сторони, яка контактує з горючим газом, ніж з висотою, і розміщені біля симетричних проміжків, які є паралельними один одному; внутрішні пластини, де обидва кінці теплообмінних труб вставлено для фіксації симетричних проміжків; і зовнішні пластини, які сполучаються з теплообмінними трубами через внутрішні пластини і утворюють проміжки, покриваючи зовнішні поверхні внутрішніх пластин. UA 98821 C2 (12) UA 98821 C2 UA 98821 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід відноситься до теплообмінника плоского типу, більш переважно до теплообмінника плоского типу, що має просту конструкцію і легко виготовляється заміною прямокутного плоского типу на спіральний циліндричний тип конструкції теплообміннної труби згідно відповідного рівня техніки, що застосований для теплообмінника, що використовує, горючий газ, що нагрівається пальником і створює ламінарний потік. Переважно, вісь та труба, що переміщає згораюче тепло горючого газу в рідину, протікаючу всередині теплообмінної труби через теплопередавальні осі встановлені навколо поверхні теплообмінної труби, застосовуються для теплообмінників, використовуваних у гарячій воді та котлах, що використовують енергоносії. Пристрої для утворення турбулентного потоку призначені для осьових та трубних теплообмінників для покращення теплообмінного перетворення, і теплопередавальні осі встановлені так, що ефективність обміну покращується. Однак, встановлені чисельні теплопередавальні осі підвищують вартість. Зважаючи на проблему вартості, було спроектовано теплообмінник з ламінарним потоком, теплообмінник трубного типу без теплопередавальних осей на поверхні труби теплообмінника, який використовує ламінарний потік згораючого газу. Загально відомо, що теплообмінники з ламінарним потоком мають слабку ефективність передачі тепла у порівняні з теплообмінниками з турбулентним потоком; однак, теплообмінники з ламінарним потоком можуть досягати високої ефективності передачі тепла навіть не дивлячись на те, що теплопередавальні осі не розміщені на поверхні теплообмінної труби, доки не утвориться границя шару, де потік горючого газу змінюється з ламінарного потоку на турбулентний. На фіг. 1 представлений вигляд циліндричної теплообмінної труби, що застосовується в теплообмінниках з ламінарним потоком відповідно до рівня техніки, а на Фіг.2 зображено бічний вигляд циліндричної теплообмінної труби на фіг.1 Циліндрична теплообмінна труба 10 є спіральною трубою, що має плоскі поперечні ділянки. Низькотемпературна мережева вода втікає у вхідний отвір 11, утворений на одному кінці циліндричної теплообмінної труби 10, а згораюче тепло горючого газу, яке нагрівається пальником (не показується), переміщене у мережеву воду, що тече по теплообмінній трубі 10 намотаній спірально так, що мережева вода з високою температурою витікає через вихідний отвір 12, утвореного в іншому кінці для нагрітої або гарячої вода. Горючий газ нагрітий пальником радіально протікає через простір, утворений всередині спіральної циліндричної теплообмінної труби 10. Для того, щоб підвищити ефективність переміщення тепла теплообмінника з ламінарним потоком, необхідно зберегти однакові інтервали між плоскими теплообмінними трубами. Відповідно до фіг. 2 виступаючий валик 15 утворений на плоских поверхнях циліндричної теплообмінної труби 10 так, що інтервали між трубами збережені на виступаючій відстані валиків 15, коли труба спірально намотана та стиснена. Однак, циліндричний теплообмінник згідно відомого рівня техніки має широкий об'єм та повинен бути спірально виготовлений з рівномірно розміщеним простором всередині теплообмінної труби 10, маючи конструктивне обмеження, яке ускладнює виготовлення і лише циліндричний пальник може бути використаний, а не пальник плоского типу. Більш того, на плоских ділянках під час спірального виготовлення теплообмінної труби 10 утворюються нерівності, що ускладнює одержання рівної поверхні. Дана проблема вирішується завдяки винаходу, що заявляється. Для того, щоб вирішити вище зазначені цілі, задачею даного винаходу було створення теплообмінника плоского типу, що зробить можливим легше виготовлення труб теплообмінника, які застосовуються для теплообмінників з ламінарним потоком, збереження симетричних відстаней простору між трубами теплообмінника та покращення ефективності передачі тепла в мереживу води всередині теплообмінних труб. Для того, щоб досягти мети згідно даного винаходу, теплообмінник плоского типу має теплообмінні труби, через які протікає мережева вода, спричиняючи теплообмін контактом з горючим газом ламінарного потоку, теплообмінник плоского типу включає: велику кількість теплообмінних труб, які мають прямокутний поперечний переріз з більшою шириною сторони, яка контактує з горючим газом, ніж з висотою, і розміщені біля симетричних проміжків, які є паралельними один одному; внутрішні пластини, де обидва кінці теплообмінних труб вставлено для фіксації симетричних проміжків; і зовнішні пластини, які сполучаються з теплообмінними трубами через внутрішні пластини і утворюють проміжки, покриваючи зовнішні поверхні внутрішніх пластин. 1 UA 98821 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Отвори введення мають розміри близькі до площі поперечного перерізу теплообмінних труб утворені в місцях, що відповідають теплообмінним трубам, через внутрішні пластини і обидва кінці теплообмінних труб введені в отвори введення. Під-пластина розміщена між внутрішньою та зовнішньою пластинами. Отвори каналу потоку мають менші розміри, ніж поперечний переріз теплообмінних труб, утворених через під-пластину. Обидва кінці теплообмінних труб щільно контактують з під-пластинами. Застосовується пайка між внутрішньою пластиною і під-пластиною, трубою теплообмінника і внутрішньою пластиною, і трубою теплообмінника і під-пластиною. Пайка застосовується у вузлі, де кінці теплообмінних труб вставлені у внутрішню пластину. Зовнішня пластина розділена на велику кількість частин. Переважні втілення Відповідно до теплообмінника плоского типу згідно даного винаходу легко вирівняти контактуючі поверхні між теплообмінними трубами і горючим газом обробкою труб теплообміну, які використовуються в теплообміннику, в плоскій багатошаровій конструкції і можливо покращити ефективність передачі тепла підтриманням симетричних проміжків між теплообмінними трубами. Далі відповідно до даного винаходу можливо знизити об'єм теплообмінника в цілому завдяки спрощенню конструкції теплообмінника та зменшити затрати на його виготовлення завдяки можливості застосування пальника плоского типу. Короткий опис фігур На фіг. 1 зображено аксонометричний вигляд циліндричної теплообмінної труби, що застосовується у теплообмінниках з ламінарним потоком у відповідному рівні техніки. На фіг.2 зображено вид циліндричної теплообмінної труби зображеної на фіг. 1. На фіг.3 зображено перехресну схему, що показує конструкцію теплообмінника плоского типу згідно втілення даного винаходу. На фіг.4 зображено розгорнуту проекцію вигляду на фіг.3 На фіг.5 зображено перехресну схему конструкції теплообмінника плоского типу відповідно до ще одного втілення даного винаходу. На фіг.б зображено розгорнуту проекцію вигляду на фіг.5 Переважний спосіб для здійснення винаходу Форма і робота переважного втілення даного винаходу описуються далі детально з посиланням на супровідні креслення. На фіг.3 - зображена перехресна схема конструкції теплообмінника плоского типу згідно втілення даного винаходу і на фіг. 4 зображено розгорнуту проекцію вигляду на фіг.3 Теплообмінник 100 згідно першого втілення даного винаходу включає велику кількість теплообмінних труб 135, які розташовані на симетричних проміжках паралельно одна одній, внутрішні пластини 140, 141, де кінці теплообмінних труб 135 вставлені і закріплені, а зовнішні пластини 150, 151 покривають зовнішні поверхні внутрішніх пластин 140, 141 і утворюють проміжки. Теплообмінна труба 135 плоского типу має прямокутний поперечний переріз, який більший ширини сторони, контактуючої з горючим газом, утворючим ламінарний потік, ніж висота і плоска сторона контакту з горючим газом, що спрощує виробництво. Отвори введення 140а, 141а утворюються через внутрішню пластину 140, 141 і обидва кінці теплообмінних труб 135 вставлені в отвори введення 140а, 141а. Теплообмінні труби 135 вставляються у отвори введення 140а, 141а, утворені на внутрішній пластині 140, 141 і зпаюється вузол, де обидва кінці теплообмінних труб 135 вставляються у отвори введення 140а, 141а внутрішньої пластини 140, 141 так, що зберігається ущільнення. У теплообміннику 100 використовується ламінарний потік газу згорання, інтервали між теплообмінними трубами 135, які розміщено паралельно, потрібно зберегти на симетричних проміжках для збільшення ефективності передачі тепла. Далі, ламінарний потік горючого газу потрібно підтримати утворенням інтервалів в межах 0.5 до 2.0 мм, щоб досягти ефективної передачі тепла. Зовнішні пластини 150, 151 додаються до зовнішніх поверхонь внутрішніх пластин 140, 141 так, що порожні проміжки сформовано всередині між внутрішніми пластинами 140, 141 і зовнішніми пластинами 150, 151. Вхідний отвір 131 для мережевої води виконаний в зовнішній пластині 150 і вихідний отвір 132 для мережевої води виконаний в іншій зовнішній пластині 151. Мережева вода тече каналами, вказаними стрілками на фіг. 3. Мережева вода втікає у отвір 131, тече в проміжок між зовнішньою пластиною 150 і внутрішньою пластиною 140, циркулює 2 UA 98821 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 усередині теплообміних труб 135 отворами введення 140а, утвореними по внутрішній пластині 140, перетікає в проміжок між іншою внутрішньою пластиною 141 і зовнішньою пластиною 151 отворами введення 141а, виконаними на внутрішній пластині 141, а потім! виходить назовні через вихідний отвір 132 для мережевої води. Тобто, в теплообміннику плоского типу 100 згідно першого втілення даного винаходу, як показаного на фіг. З і 4, передача тепла відбувається під час циркуляції мережевої води, в одному напрямку всередині теплообмінних труб 135. На фіг. 5 зображено перехресну схему конструкції теплообмінника плоского типу відповідно до ще одного втілення даного винаходу. На фіг.6 зображено розгорнуту проекцію вигляду фіг.5 Теплообмінник 200 згідно другого втілення даного винаходу має конструкцію, в якій мережева вода циркулює в s-формі так, що канали чергуються всередині теплообмінних труб 235. Більш того, під-пластини 245, 246 розміщені між внутрішніми пластинами 240, 241 і зовнішніми пластини 250, 251 для здійснення спаювання легшим. Тобто, полегшується спаювання матеріалів, які важко спаюються. Теплообмінник 200 згідно другого втілення включає велику кількість теплообмінних труб 235, які розміщені на симетричних проміжках паралельно одна одній, внутрішні пластини 240J 241, де обидва кінці теплообмінних труб 235 встановлені та зафіксовані, під-пластини 245, 246 приєднуються до внутрішніх пластин 240, 241 і підтримують зовнішні пластини 250, 251, щоб утворити канали потоку мережевої води, зовнішні пластини 250, 251, які покривають зовнішні поверхні під-пластин 245, 246 і діляться на велику кількість секцій з проміжками і фіксуючі пластини 260,261, які фіксують зовнішні пластини 250,251 до під-пластин 245, 246. Обидва кінці теплообмінних труб 235 вставлені і в отвори введення 240а, 241а, утворені по внутрішній пластині 240, 241 так, що теплообмінні труби 235 фіксуються на симетричних проміжках, а теплообмінні труби 235 щільно спаяні під-пластинами 245, 246. Отвори каналу потоку 245а, 246а під-пластин 245, 246 менші за теплообмінні труби 235 і обидва кінці теплообмінних труб 235 щільно контактують з під-пластинами 245,246. Зовнішні пластини 250, 251 переважно зігнуті в U-форму і покривають зовнішні сторони отворів каналу потоку 245а, 246а, утворених на під-пластинах 245, 246, а обидва краї зовнішніх пластин 250, 251 є герметичними таким чином, що герметичність нагрівальної води зберігається. Мережева вода циркулює в напрямах, вказаних стрілками, показаними в фіг. 5. Тобто, мережева вода втікає у вхідний отвір 231, протікає через проміжок, покритий зовнішньою пластиною 250, циркулює уздовж теплообмінних труб 235 отворами каналу потоку 245а, утвореними на під-пластині 245 і отвори введення 240а утворені на внутрішній пластині 240 і продовжує текти в проміжку, покритому зовнішньою пластиною 251, отворами введення 241а, утвореними на іншій внутрішній пластині 241, а отвір каналу потоку 246а утворений на підпластині 246. Після чого, мережева води змінює напрямок потоку уздовж слідуючої теплообмінної труби 235, що сполучається із зовнішніми пластинами 250, 251 і послідовно витікає, як показано в фіг. 5. В результаті, мережева вода виходить назовні через вихідний отвір 232, для мережевої або гарячої води. Промислова придатність Як описано вище, теплообмінник плоского типу згідно даного винаходу має плоскі багатошарові теплообмінні труби, які розміщуються на симетричних проміжках, що спрощує виготовлення і покращує ефективність теплообміну. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 60 1. Теплообмінник плоского типу, який має велику кількість теплообмінних труб, через які протікає мережева вода, спричиняючи теплообмін контактом з ламінарним потоком горючого газу, в якому теплообмінні труби мають прямокутний поперечний переріз, більшою стороною якого контактують з горючим газом, і розміщені паралельно одна одній з інтервалом в межах 0,5-2,0 мм, внутрішні пластини, які мають симетричні отвори введення, в які вставлено обидва кінці теплообмінних труб для фіксації інтервалів між ними; зовнішні пластини, які сполучені з теплообмінними трубами через внутрішні пластини та встановлені на зовнішній поверхні внутрішніх пластин з проміжком, підпластини, розміщені між внутрішніми пластинами і зовнішніми пластинами, в яких виконані отвори для вводу потоку мережевої води, що мають менші розміри, ніж поперечний переріз теплообмінних труб, зовнішні пластини зігнуті в Uподібну форму і покривають ззовні отвори для вводу потоку, виконані в підпластинах, а обидва 3 UA 98821 C2 5 10 краї зовнішніх пластин загерметизовані таким чином, що забезпечується герметичність з'єднання з підпластинами. 2. Теплообмінник плоского типу за п. 1, який відрізняється тим, що отвори введення мають розміри, близькі до площі поперечного перерізу теплообмінних труб, утворені в місцях, що відповідають теплообмінним трубам. 3. Теплообмінник плоского типу за п. 1, який відрізняється тим, що обидва кінці теплообмінних труб щільно контактують з підпластинами. 4. Теплообмінник плоского типу за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що застосовується пайка між внутрішньою пластиною і підпластиною, теплообмінною трубою і внутрішньою пластиною, і теплообмінною трубою і підпластиною. 5. Теплообмінник плоского типу за п. 1, який відрізняється тим, що застосовується пайка у вузлі, де кінці теплообмінних труб вставлені у внутрішню пластину. 6. Теплообмінник плоского типу за п. 1, який відрізняється тим, що зовнішня пластина розділена на велику кількість частин. 4 UA 98821 C2 5 UA 98821 C2 6 UA 98821 C2 7 UA 98821 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8