Турбулізатор

Реферат: Винахід належить до опалювального обладнання і може бути використаний при виготовленні опалювальних газових котлів побутового і промислового призначення та в інших галузях господарства. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення турбулізатора шляхом надання йому можливості віддавати теплове навантаження трубі теплообмінника для нагріву теплоносія і цим підвищити коефіцієнт корисної дії теплообмінника і довговічність турбулізатора. Поставлена задача вирішується тим, що в турбулізаторі, який складається з центрального стрижня, на якому перпендикулярно до нього закріплені в шахматному порядку новим є те, що турбулізатор містить пластини з термобіметалу, які виготовлено у вигляді напівциліндрів, або U-подібних, або трапецієподібних, або П-подібних, при цьому пластини розташовано до напряму теплового потоку випуклою або ввігнутою стороною, а метал з більшим коефіцієнтом теплового розширення розташований на ввігнутій стороні пластин турбулізатора. UA 115472 C2 (12) UA 115472 C2 UA 115472 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до опалювального обладнання і може бути використаний при виготовленні опалювальних газових котлів побутового і промислового призначення та в інших галузях господарства. Відомий турбулізатор теплообмінника опалювального котла, який складається із спіралевидної деталі і стрижня, розташованого перпендикулярно до спіралевидної деталі [1]. Недоліками цього турбулізатора є те, що він встановлений в трубі теплообмінника із зазорами до неї і сприймає теплове навантаження на себе, не маючи можливості віддавати це теплове навантаження трубі теплообмінника для нагріву теплоносія, що призводить до зменшення коефіцієнту корисної дії теплообмінника і зменшення довговічності турбулізатора. Найбільш близьким є турбулізатор теплообмінника опалювального котла, який складається з центрального стрижня, на якому закріплені в шаховому порядку пластини і стрижня, розташованого перпендикулярно до центрального стрижня [2]. Недоліками цього турбулізатора є те, що він встановлений в трубі теплообмінника із зазорами до неї і сприймає теплове навантаження на себе, не маючи можливості віддавати це теплове навантаження трубі теплообмінника для нагріву теплоносія, що призводить до зменшення коефіцієнту корисної дії теплообмінника і зменшення довговічності турбулізатора. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення турбулізатора шляхом надання йому можливості віддавати теплове навантаження трубі теплообмінника для нагріву теплоносія і цим підвищити коефіцієнт корисної дії теплообмінника і довговічність турбулізатора. Поставлена задача вирішується тим, що в турбулізаторі, який складається з центрального стрижня, на якому закріплені в шаховому порядку пластини і стрижня, розташованого перпендикулярно до центрального стрижня новим є те, що турбулізатор містить пластини з термобіметалу (із зазором В між турбулізатором і трубою теплообмінника при кімнатній температурі, постійним або змінним по висоті турбулізатора). Новим в заявленому турбулізаторі є те, що пластини виготовляють у вигляді напівциліндрів, або U-подібних, або трапецієподібних, або П-подібних. Також новим в заявленому турбулізаторі є те, що пластини розташовані до напряму теплового потоку випуклою або ввігнутою стороною, причому метал з більшим коефіцієнтом теплового розширення розташований на ввігнутій стороні пластин турбулізатора. Турбулізатор, що заявляється, пояснюється слідуючими кресленнями: Фіг. 1 - загальний вигляд Фіг. 2 - розріз А-А Фіг. 1 Фіг. 3 - розріз А-А Фіг. 1 Фіг. 4 - розріз А-А Фіг. 1 Фіг. 5 - розріз А-А Фіг.1 Турбулізатор, що заявляється, складається з центрального стрижня 1 (Фіг. 1), пластин 2 (Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3, Фіг. 4, Фіг. 5), закріплених в шаховому порядку і стрижня 3 (Фіг. 1). Додатково на кресленнях показана труба теплообмінника, в яку вставляють турбулізатор, позначена 4 (Фіг. 1), а напрям теплового потоку позначений стрілкою . Турбулізатор, що заявляється, працює наступним чином. Турбулізатор вставляється в трубу 4 теплообмінника при кімнатній температурі, чим забезпечується наявність зазору В, який може бути постійним або змінним по висоті турбулізатора. При розпалюванні опалювального котла в склад якого входять турбулізатори, нагріваються деталі турбулізатора, в тому числі пластини 2, які можуть бути виконані, як показано на Фіг. 2, у вигляді напівциліндрів, або як показано на Фіг. 3 − U-подібної форми, або як показано на Фіг. 4 − трапецієподібні, або як показано на Фіг. 5 − П-подібні. Через різницю в коефіцієнті теплового розширення металів при нагріві, пластини 2 із термобіметалу гнуться в сторону метала з меншим коефіцієнтом теплового розширення. Так як метал з більшим коефіцієнтом теплового розширення розташований на ввігнутій стороні пластин 2 турбулізатора, а метал з меншим коефіцієнтом теплового розширення розташований на випуклій стороні пластин 2, то виникає розгинання пластин 2, зникають зазори В, і пластини 2 впираються в стінки труби 4 теплообмінника, яка може бути прямокутною, або квадратною, або круглою, або подібної їм форми. Так як пластини 2 вперлись в стінку труби 4 теплообмінника, то вони починають віддавати тепло трубі теплообмінника, виконуючи, окрім основної функції, роль ребер: збільшуються поверхні теплообміну, знижується температура пластин 2 турбулізатора. Для того, щоб вийняти турбулізатор із труби теплообмінника, необхідно охолодити теплообмінник із трубами з турбулізаторами до кімнатної температури і появи зазорів В. 1 UA 115472 C2 5 10 Таким чином, запровадження турбулізатора дозволить підвищити коефіцієнт корисної дії теплообмінника і довговічність турбулізатора. Приклад конкрентного використання Турбулізатор, що заявляється, був випробуваний в лабораторних умовах на газовому котлі потужністю 12,5 кВт з прямокутними трубами з розмірами внутрішніх поверхонь 126 мм і 26 мм товщиною стінок 3 мм, товщиною пластин 1,2 мм із зазорами В при кімнатній температурі 0,5 мм, пластини в формі напівциліндра. Коефіцієнт корисної дії піднявся з 88-89 % до 91-92 %, деталі турбулізатора не мали слідів перегріву. Джерела інформації: 1. Котли опалювальні "Данко", Рівнетерм, 2015 р. 2. Патент РФ №2238483, опублікований 20.10.2004 р. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Турбулізатор, який складається з центрального стрижня, на якому перпендикулярно до нього в шаховому порядку закріплені пластини, який відрізняється тим, що пластини виготовлено з термобіметалу у вигляді напівциліндрів, або U-подібних, або трапецієподібних, або П-подібних, та розташовано до напряму теплового потоку випуклою або ввігнутою стороною, причому метал з більшим коефіцієнтом теплового розширення розташований на ввігнутій стороні пластин турбулізатора. 2 UA 115472 C2 3 UA 115472 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4