CZ3784U1 - Výměník tepla - Google Patents

Description

Technické řešení se týká výměníku tepla tvořeného alespoň jednou vnější trubkou, v níž je uložena alespoň jedna vnitřní trubka.

Dosavadní stav techniky

Jsou známy výměníky tvořené nádobou s ohřívaným médiem, v níž se nachází trubka vinutá do spirály, kterou proudí topné médium. Tyto výměníky jsou výhodné tam, kde je žádoucí kumulace tepla a hmotnosti na straně ohřívané kapaliny, naopak nejsou použitelné v systémech vyžadujících okamžitou odezvu na regulační impulsy.

Známé výměníkové systémy trubka v trubce využívají výhodu koncentrace teplosměnné plochy do relativně malého objemu. Jsou tvořeny množinou rovnoběžných přímkových úseků vnitřních trubek zaústěných na každém konci do jedné trubkovnice a obklopených vnějšími trubkami. Přitom kolena umístěná na vnější straně trubkovnice převádějí médium z jednoho úseku vnitřní trubky do druhého. Konce úseků vnějších trubek jsou rovněž vzájemně propojeny tak, aby médium vedené vnější trubkou proteklo postupně všemi jejími úseky. Nevýhodou tohoto uspořádání známých výměníků může být v řadě případů jejich dispozice, která neumožňuje např. plynulou volbu velikosti teplosměnné plochy. Další nevýhodou je obtížná kompenzace rozdílných dilatací v přímkových úsecích trubek v případě velkých teplotních rozdílů mezi topným a ohřívaným médiem. Proudění médií v rovných úsecích se vyznačuje menšími součiniteli přestupu tepla konvekcí.

Technické řešení si klade za úkol vytvořit výměník tepla nové výhodné dispozice, který by odstranil dilatační problémy známých řešení a intenzifikoval přestup tepla.

Podstata technického řešení

Uvedený úkol řeší výměník tepla tvořený alespoň jednou vnější trubkou, v níž je uložena alespoň jedna vnitřní trubka, jehož podstata spočívá v tom, že vnější a vnitřní trubky jsou zformovány do šroubovice.

Ve výhodném provedení výměníku mohou být trubky vedeny ve vícenásobné šroubovici, anebo v alespoň dvou souosých šroubovicích. Šroubovice mají s výhodou svislou osu. Ve vnější trubce mohou být uloženy nejméně dvě vnitřní trubky, přičemž vnitřní trubky mohou být s výhodou vzájemně po délce zkrouceny.

Poloměr ohybu vnitřní trubky může být odlišný od poloměru ohybu vnější trubky. Tím se dále zvětší možnosti vzájemné dilatace vnější a vnitřní trubky. K podpoření turbulence a tím ke zvětšení hodnoty přestupního součinitele se může s výhodou průřezový profil vnější trubky po délce měnit, čehož může být dosaženo např. dodatečným vytvarováním trubky.

-1z )

CZ 3784 U

Obrázky na výkrese

Technické řešení bude dále objasněno pomocí výkresu, na němž obr. 1 znázorňuje příklad provedení jednoduchého výměníku tepla v bočním pohledu, obr. 2 je týž výměník v půdoryse, obr. 3 je zdvojené provedení výměníku v bočním pohledu, obr. 4 a 5 představují v řezu detaily možného uspořádání konců výměníku a obr. 6 je příklad provedení výměníku, v němž je poloměr ohybu vnitřní trubky menší než poloměr ohybu vnější trubky.

Příklady provedení technického řešeni

Výměník tepla je tvořen vnější trubkou 1 stočenou do šroubo- » více. V ní je vedena jedna nebo několik vnitřních trubek 2. Vnitřní trubky 2. jsou zaústěny do trubkovnic 3., mohou však mít _t ovšem i volná zakončení podle obr. 4. Vnější trubky 1 jsou na koncích opatřeny nátrubky 4 s trubkovicemi 3.. Výměník je podpírán ve svislé poloze nosnou konstrukcí 2· V příkladu podle obr. 1 je výměník tvořen jednoduchou šroubovicí, v příkladu podle obr. 3 jsou ve dvojnásobné šroubovicí vinuty dvě vnější trubky 1.

V příkladu podle obr. 4 je ve vnější trubce 1 s volným koncem vedena jedna vnitřní trubka 2, v příkladu podle obr. 5 pak ve vnější trubce opatřené trubkovnicí několik vnitřních trubek 2. Vnitřní trubky mohou být po délce vzájemně zkrouceny, což dále zvýší přestup tepla. Provedení podle obr. 6, v němž má vnější trubka 1 větší poloměr ohybu než vnitřní trubka 2, umožňuje větší volnou dilataci vnitřní trubky 2, což je výhodné v případě, kdy vnitřní trubkou 2 proudí topné médium a vnější trubkou χ ohřívané médium. V případě, že topné médium proudí vnější trubkou X, bude naopak výhodné, aby vnitřní trubka 2 měla větší poloměr ohybu než vnější trubka χ.

Technické řešení najde použití v řadě teplotechnických zařízení průmyslových i komunálních.

-2CZ 3784 U

Claims (8)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Výměník tepla tvořený alespoň jednou vnější trubkou, v níž je uložena alespoň jedna vnitřní trubka, vyznačuj ící se tím, že trubky (1, 2) jsou zformovány do šroubovice.
2. 2. Výměník podle nároku 1, vyznačující se tím, že trubky (1, 2) jsou vedeny ve vícenásobné šroubovici.
3. 3. Výměník podle nároku 1, vyznačující se tím, že trubky (1, 2) jsou vedeny v alespoň dvou souosých šroubovicích.
4. 4. Výměník podle nároku 1, vyznačující se tím, že osa šroubovice je svislá.
5. 5. Výměník podle nároku 1, vyznačující se tím, žževe vnější trubce (1) jsou uloženy nejméně dvě vnitřní trubky (2).
6. 6. Výměník podle nároku 5, vyznačující se tím, že vnitřní trubky (2) jsou po délce vzájemně zkrouceny.
7. 7. Výměník podle nároku 1, vyznačující se tím, že poloměr ohybu vnitřní trubky (2) je odlišný od poloměru ohybu vnější trubky (1).
8. 8. Výměník podle nároku 1, vyznačující se tím, že se průřezový profil vnější trubky (1) po její délce mění.