Радіатор, зокрема для систем опалення, з високим опором внутрішньому тиску

1 Радіатор, який містить принаймні один модуль, що у свою чергу містить трубчасту ділянку з плоским поперечним перерізом, протилежні верхній та нижній КІНЦІ якого мають ВІДПОВІДНІ бокові гідротехнічні патрубки, що розташовані на одній лінії вздовж малої осі поперечного перерізу, та ребристу ділянку, яка сформована як невід'ємна частина бокової стінки трубчастої ділянки, причому ребриста ділянка включає перші ребра, що виходять безпосередньо із трубчастої ділянки, та другі ребра, що виходять у поперечному напрямку із ВІДПОВІДНИХ передніх перемичок, які в свою чергу виходять із трубчастої ділянки і є перпендикулярними до перших ребер, при цьому перемички розташовані на одній лінії з великою віссю поперечного перерізу, який відрізняється тим, що поперечний переріз має розмір (D), вимірюваний вздовж великої осі, менший або рівний приблизно 45 % товщини (Р) модуля, який також вимірюється вздовж великої осі 2 Радіатор згідно з п 1, який відрізняється тим, що ділянка основи кожної перемички не має ре Винахід стосується радіатора, зокрема радіатора, виготовленого із легкого сплаву, який придатний до встановлення в побутових та промислових системах опалення, і характеризується геометричною формою, що забезпечує високий опір внутрішньому тиску бер, а містить цілий ряд ВІДПОВІДНИХ гребенів, які з'єднують перемичку як з боковою стінкою трубчастої ділянки, так і з ВІДПОВІДНИМ другим ребром, підтримуваним перемичкою та розташованим безпосередньо поруч з трубчастою ділянкою 3 Радіатор згідно з п 1 або 2, який відрізняється тим, що зазначений поперечний переріз трубчастої ділянки має товщину стінки (S), рівну приблизно 2,4 - 4,5 мм 4 Радіатор згідно з будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що зазначений поперечний переріз трубчастої ділянки має розмір (L), вимірюваний вздовж малої осі, що дорівнює або більший приблизно на 15 % від розміру (D) того ж поперечного перерізу, вимірюваного вздовж великої ОСІ 5 Радіатор згідно з будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що розміри (D) (L), вимірювані вздовж великої осі (X) та малої осі (Y) кожного поперечного перерізу (4), можуть змінюватися вздовж осьового подовження трубчастої ділянки (3) або можуть залишатися незмінними вздовж усього осьового подовження трубчастої О ДІЛЯНКИ (3) 6 Радіатор згідно з будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що принаймні вздовж осьової частини трубчастої ділянки, яка має зазначені перші ребра, зазначений поперечний переріз трубчастої ділянки має форму прямокутного кільця з округленими кутами та трохи викривленими у зовнішньому напрямку сторонами 7 Радіатор згідно з будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що товщина (Р) модуля, вимірювана вздовж великої осі поперечного перерізу трубчастої ділянки, становить більше ніж 80 мм Як відомо, радіатори сучасних систем опалення можуть містити цілий ряд стандартних модулів, встановлених герметично поруч один з одним та підключених до труб системи Модулі можуть бути сформовані із легкого сплаву та містити трубчасту ділянку, по якій тече теплообмінна рідина, і ребри (О со о> ю 59364 сту ділянку, яка виготовлена як невід ємна частина трубчастої ділянки та одержує тепло, що переноситься теплообмінною рідиною, і віддає це тепло в оточуюче середовище шляхом конвекції та випромінювання Для забезпечення компактного з'єднання модулів, розташованих поруч один з одним, трубчаста ділянка зазвичай має видовжений поперечний переріз, як показано, наприклад, на фіг 1, який є як правило незмінним вздовж усієї довжини (висоти) трубчастої ділянки і має форму ромба, прямокутника або подвійної рівнобедреної трапеції з округленими краями та максимальними поперечними розмірами, вимірюваними паралельно двом перпендикулярним осям симетрії, позначеним «X» (велика вісь, тобто паралельна основному розміру) та «Y» ( мала вісь) Від кінцевих країв трапеції, що знаходяться на протилежних кінцях великої осі «X», відходять дві перемички, від яких відходить цілий ряд поперечних ребер, а ІНШІ ребра відходять безпосередньо від бокової стінки трубчастої ділянки, і, зокрема, від тих же самих кінцевих країв, що і раніше зазначені перемички Радіатори, що містять ВІДОМІ модулі зазначеного вище типу, мають низький опір внутрішньому тиску Зокрема, коли здійснюють випробування на розривання, ВІДОМІ радіатори пошкоджуються при внутрішньому тиску теплообмінної рідини, рівному 14 х 105 - 24 х 105Па (14-24 бар), а радіатори, які можуть витримувати більш високі тиски, зазвичай мають трубчасту ділянку з більш товстою бічною стінкою, що збільшує як масу, так і вартість Ціллю даного винаходу є створення недорогого легкого радіатора для побутових систем опалення, який може бути сформований із легкого сплаву (або подібного матеріалу) і забезпечує як ефективний теплообмін, так і значно вищий опір на розривання у порівнянні з відомими радіаторами, наприклад більше ЗО хх 105Па (ЗО бар) Згідно З винаходом пропонується радіатор, який містить принаймні один модуль, що у свою чергу містить трубчасту ділянку з видовженим поперечним перерізом, протилежні верхній та нижній КІНЦІ якого мають ВІДПОВІДНІ бокові гідротехнічні патрубки, що розташовані на одній лінії вздовж малої осі поперечного перерізу, та ребристу ділянку, яка сформована як невід'ємна частина бокової стінки трубчастої ділянки, причому ребриста ділянка включає перші ребра, що виходять безпосередньо із трубчастої ділянки, та другі ребра, що виходять в поперечному напрямку із ВІДПОВІДНИХ передніх перемичок, які в свою чергу виходять із трубчастої ділянки і є перпендикулярними до перших ребер, при цьому перемички розташовані на одній лінії з великою віссю поперечного перерізу, який відрізняється тим, що поперечний переріз має розмір, вимірюваний вздовж великої осі, менший або рівний приблизно 45% товщини модуля, який також вимірюється вздовж великої осі Крім того, основна частина кожної перемички не має ребер і містить цілий ряд ВІДПОВІДНИХ гребенів, які з'єднують перемичку як з боковою стінкою трубчастої ділянки, так і з ВІДПОВІДНИМ другим ребром, яке закріплене на перемичці та знаходиться безпосередньо поруч із трубчастою ділянкою Геометрія, яка визначається зазначеними вище параметрами, дозволяє створити радіатори, які можуть витримувати внутрішні тиски понад 35 х 5 5 10 - 40 х 10 Па (35 - 40 бар) та одночасно мають відносно тонку стінку трубчастої ділянки (2,44,5мм) і, отже, забезпечують малу масу та низьку ціну, при цьому загальні розміри модуля чудово суміщаються з використовуваними зараз системами опалення (товщина модуля більше 80мм, висота будь-якого модуля вимірюється вздовж осі трубчастої ділянки, та дуже щільне розташування модулів один поруч з одним в обмеженому просторі) Такі несподівано сприятливі характеристики, визначені експериментальним шляхом, пояснюються ВІДПОВІДНИМ розподіленням напруження, що забезпечується завдяки геометрії даного винаходу, яка, будучи визначеною ВІДПОВІДНИМ поєднанням розмірних параметрів та параметрів форми, дозволяє трубчастій ДІЛЯНЦІ краще розподіляти напруження, що виникає від внутрішнього тиску, та одночасно дозволяє ребрам активно амортизувати принаймні частину напруження і, таким чином, підвищувати механічний опір трубчастої ділянки Необмежувальний варіант виконання представленого винаходу буде описаний у вигляді прикладу з посиланням на супровідні креслення, на яких Фіг 1 зображає поперечний переріз відомого модуля радіатора (з водяною камерою, яка має форму трапеції), Фіг 2 зображає різні поперечні перерізи, виконані не в масштабі, для різних висот модуля радіатора згідно з винаходом, Фіг 3 зображає три види модуля радіатора, показаного на фіг 2, які виконані у меншому масштабі, а саме повздовжній переріз (фіг За), вид ззаду (фіг ЗЬ) та вид збоку (Зс) Позицією 1 на фіг 2 та 3 позначено у цілому радіатор для побутових та промислових систем опалення, причому для спрощення показаний тільки один модуль 2 Як відомо, радіатор 1 може містити будь-яку КІЛЬКІСТЬ модулів 2, з'єднаних герметично один з одним в групу Для цього кожний модуль 2 містить трубчасту ділянку 3, яка має вертикальну поздовжню вісь та видовжений радіальний поперечний переріз 4 і ребристу ділянку 5, сформовану як одне ціле з боковою стінкою б трубчастої ділянки 3 Переріз 4 є видовженим і має поперечні розміри, які дуже відрізняються один від одного, вимірювані паралельно двом перпендикулярним осям симетрії, позначених «X» та «Y» Зокрема, оскільки розмір по осі «X» більший, ніж розмір по осі «Y», то вісь «X» далі в описі називається «великою віссю», а вісь «Y» - «малою віссю» Протилежні верхній та нижній повздовжні КІНЦІ 7, 8 трубчастої ділянки 3 оснащені збоку ВІДПОВІДНИМИ циліндричними гідротехнічними патрубками 10, які розташовані на одній лінії вздовж малої осі «Y» ВІДПОВІДНОГО поперечного перерізу 4, тобто ВІДПОВІДНІ осі симетрії є СПІВВІСНИМИ з віссю «Y» перерізу 4, яка знаходиться на тій же висоті, що і осі патрубків 10, тобто в однаковому повздовжньому положенні (відносно ОСІ симетрії ділянки 3), як і патрубки 10 59364 Кожен модуль 2 здебільшого сформований за ребер 12 і відходить від відповідної ділянки, яка не допомогою лиття під тиском із легкого сплаву або має ребер 11, бокової стінки 6 трубчастої ділянки подібного матеріалу, завдяки чому нижній кінець 8 З, причому частина 20 кожної передньої перемичє відкритим, а під час використання радіатора цей ки 13 містить цілий ряд ВІДПОВІДНИХ гребенів 22 кінець закривається у відомий спосіб за допомовздовж усієї довжини ребристої ділянки 15, а гребгою заглушки 8а, що приварюється ні 22 сформовані таким чином, що вони з'єднують кожну перемичку 13 як з частиною бокової стінки 6 Ребриста ділянка 5 містить першу КІЛЬКІСТЬ трубчастої ділянки 3, від якої відходить основна ребер 11, які виходять безпосередньо із трубчасчастина 20, так і з ребром 12, що знаходиться тої ділянки 3, та другу КІЛЬКІСТЬ ребер 12, які вихонайближче до основної частини 20, тобто, з ребдять в поперечному напрямку від ВІДПОВІДНИХ пером на перемичці 13, яке розташоване безпосерередніх перемичок 13, що у свою чергу відходять дньо поруч з трубчастою ділянкою З від трубчастої ділянки 3 і є перпендикулярними до ребер 11 Перемички 13 знаходяться на одній лінії І нарешті, як показано на фіг 2, розміри D та L, з великою віссю «X» усіх поперечних перерізів 4 вимірювані вздовж великої та малої осей «X» та трубчастої ділянки З «Y», кожного поперечного перерізу 4 можуть мати різні значення вздовж осьового подовження трубЗгідно З першою характеристикою винаходу частої ділянки 3 або залишатися по суті незмінникожний поперечний переріз 4 трубчастої ділянки З ми вздовж усього осьового подовження трубчастої має внутрішній розмір D, вимірюваний вздовж веділянки 3, очевидно задовольняючи рівняння (1) ликої осі «X», який менший або рівний приблизно та (2) 45% товщини Р модуля 2, також вимірюваний паралельно осі «X» ВІДПОВІДНОГО перерізу 4 (фіг 2) Таким чином, принаймні вздовж усієї ребрисТобто, вказана нижче нерівність стосується кожнотої ділянки 15 поперечний переріз 4 трубчастої го перерізу 4 ділянки 3 може мати таку форму, як показано у площинах А - А та В - В на фіг 2, тобто, форму (1) D0 15D не розривало Значення тиску постійно контролюРівняння (2) застосовується зокрема до попевалися за допомогою самописного манометра, а речного перерізу 4 у площині С - С (Фіг 2) отримані результати відображені в таблиці Згідно З третьою характеристикою винаходу кожна перемичка 13 має основну частину 20 без 59364 Таблиця Розривний внутрішній Тиск радіатора Відомий радіатор 1 2 14 бар* 15 бар* 3 21 бар* Радіатор ЗГІДНО 3 винаходом 4 5 6 35 бар* 40 бар * 38 бар * 1 бар= ЮТІа Відоме технічне рішення л Фіг. 1 ФІГ. 2 1 2 59364 10 Фіг. З Комп'ютерна верстка Е Ярославцева Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна