PL231115B1 - Moduł grzewczo-chłodzący i sposób wykonania modułu grzewczo- chłodzącego, zwłaszcza do zastosowań w przemysłowych urządzeniach wymiany ciepła oraz grzejnikach centralnego ogrzewania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest moduł grzewczo-chłodzący jako jeden komponent wykonany z dwóch blach o jednakowych grubościach zwłaszcza do zastosowania w przemysłowych urządzeniach wymiany ciepła oraz w grzejnikach centralnego ogrzewania oraz sposób wykonania takiego modułu grzewczo-chłodzącego.

Znany jest z opisu polskiego zgłoszenia P.410958 grzejnik członowy centralnego ogrzewania który posiada wiele członów tworzących zwartą konstrukcję, środki doprowadzające i odprowadzające czynnik grzewczy. Istotą grzejnika są szeregowo połączone człony grzejnika, wykonane są z podłużnych profili o kształcie ceownika w przekroju poprzecznym, tworzące zamknięte kanały dla czynnika grzewczego oraz otwarte kanały wewnętrzne dla przepływu powietrza.

Znany jest ze zgłoszenia patentowego nr CN 104587943 wymiennik ciepła reaktora kolumnowego. Człon wymiennika posiada płyty zgrzewane z wnęką typu poduszki ciepła w których są otwory do doprowadzania przewodami medium i wymiany ciepła.

Znany jest stan techniki z dokumentu patentowego nr. US 5138765 A modułu grzewczo chłodzącego, który charakteryzuje się tym, ze składa się z dwóch blach o jednakowej grubości, przy czym jedna blacha stanowi płaszcz zewnętrzny a druga blacha stanowi płaszcz wewnętrzny, ponadto płaszcze połączone są nierozłącznie szczelnie spoinami, a na zewnątrz mają kształtne obustronne wybrzuszenia, natomiast wewnątrz pomiędzy płaszczami jest szczelinowy kanał do przepływu medium.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji i sposobu wytwarzania modułu grzewczo-chłodzącego jako jednolitego, zwartego komponentu konstrukcyjnego do wytwarzania przede wszystkim przemysłowych urządzeń wymiany ciepła oraz grzejników centralnego ogrzewania. Konstrukcja takiego modułu powinna się charakteryzować wysoką skutecznością grzewczą lub chłodzącą, aby w konstrukcji modułu płaszcza był możliwy turbulentny, a także maksymalny oraz ograniczony przepływ medium, który stwarza doskonałe warunki do wymiany ciepła już przy małych jak i dużych objętościach i niskich jak też i przy wysokich prędkościach przepływu.

Moduł grzewczo-chłodzący zwłaszcza do przemysłowych urządzeń wymiany ciepła oraz grzejników centralnego ogrzewania składający się z dwóch blach o jednakowych grubościach stanowiących płaszcze, połączone nierozłącznie, szczelnie spoinami na powierzchni blach oraz pomiędzy połączeniami spoin na zewnątrz płaszczy blach ma kształtne obustronne wybrzuszenia, a wewnątrz pomiędzy płaszczami jest szczelinowy kanał według wynalazku charakteryzuje się tym, że dwa płaszcze blach w odległości 2 do 5 grubości blach od krawędzi blach płaszczy, połączone są minimum podwójnymi spoinami szczelnymi liniowymi wzdłużnymi lub poprzecznymi lub/i kołowymi, eliptycznymi zgodnie z zaprojektowaną siatką spoin, a szczelinowy kanał pomiędzy płaszczami blach i spoinami po roztłoczeniu ma amplitudę wysokości do 5 mm dla zastosowań niskociśnieniowych oraz do 70 mm dla zastosowań wysokopojemnościowych i wysokociśnieniowych. Ponadto, spoiny na powierzchni blach płaszczy mają liniowy układ zależny od konstrukcji kanału, zaś szczelinowy kanał pomiędzy płaszczami blach ma kształt spiralny linii przebiegu. Grubość blach płaszczy zależna jest od konstrukcji kanału i zawiera się w przedziale 0,5 do 10,0 mm.

Sposób wykonania modułu grzewczo-chłodzącego zwłaszcza do przemysłowych urządzeń wymiany ciepła oraz grzejników centralnego ogrzewania charakteryzuje się tym, że dwie blachy nierdzewne o wysokiej plastyczności i spawalności oraz identycznej grubości, gdzie jedna blacha stanowi płaszcz o grubości g1, a druga blacha płaszcz o grubości g2, nakłada się na siebie, mechanicznie dociska na całej powierzchni, po czym łączy się je ze sobą poprzez spawanie w odległości x od krawędzi spoiną liniową korzystnie podwójną obwodowo zamkniętą a następnie w pobliżu spoin, przy krawędziach połączonych blach płaszczy pozostawia się otwory do wspawania króćców, a następnie na całej powierzchni płaszcze blach, zgodnie z zaprojektowaną siatką spoin łączy się je nierozerwalnie spoinami szczelnymi liniowymi i poprzecznymi lub/i kołowymi, eliptycznymi, gdzie linia spoiny przebiega od krawędzi do krawędzi połączonych blach nie zamykając spoin połączonych blach, po czym w powstałą przestrzeń pomiędzy spoinami za pomocą wspawanego króćca, przyłącza wtłacza się pod wysokim ciśnieniem medium rozporowe, roztłaczające w postaci wody co powoduje odkształcenie, roztłoczenie blachy płaszcza dwustronnie na zewnątrz i powstają kształtne obustronne wybrzuszenia mające kształt dwustronnej pikowanej poduszki, a wewnątrz pomiędzy blachami płaszcza i spoinami uformowany zostaje kształtny z dwustronnymi wybrzuszeniami kanał do turbulentnego przepływu medium grzewczo-chłodzącego. Blachy płaszcza łączy się nierozłącznie spawaniem metodą hybrydową, która łączy technologie

PL 231 115 B1

TIG i lasera lub/i jest spawaniem laserowym. Wtłaczane medium rozporowe do odkształcenia/roztłaczania blachy płaszcza o grubości g1 i blachy płaszcza o grubości g2 zależne jest od grubości blach g1 i g2 i zawiera się w przedziale 20 do 300 bar. Spoiny na powierzchni arkuszy blach płaszczy mają liniowy układ zależny od konstrukcji kanału i wydajności grzewczo-chłodzącej, natomiast spoina podwójna obwodowa służy jako dodatkowe zabezpieczenie nieszczelności lub rozerwania pierwszej spoiny od strony komory roboczej kanału powstałego modułu. Moduł grzewczo-chłodzący łączony jest w zestawy lub szeregi w zależności od konstrukcji, sposobu zastosowania oraz medium grzewczego-chłodzącego i stosowany jest do grzania lub chłodzenia zarówno cieczy jak i gazów.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia moduł grzewczo-chłodzący w widoku układu spoin kołowych i w przekroju, fig. 2 przedstawia szczegół modułu grzewczo chłodzącego w przekroju, fig. 3 przedstawia moduł grzewczo-chłodzący w widoku układu spoin kołowych i spoin liniowych oraz w przekroju, fig. 4 przedstawia moduł grzewczo-chłodzący w widoku układu spoin kołowych i spoin poprzecznych oraz w przekroju.

Moduł płaszcza grzewczo-chłodzącego zwłaszcza do przemysłowych urządzeń wymiany ciepła oraz grzejników centralnego ogrzewania według wynalazku składa się z dwóch blach o identycznych grubościach g1 i g2, przy czym blacha o grubości g1 stanowi płaszcz A i ma grubość 5,0 mm, a blacha o grubości g2 stanowi płaszcz B i ma grubość także 5,0 mm, ponadto płaszcz B połączony jest z płaszczem A nierozłącznie szczelnie spoinami S liniowymi i poprzecznymi na obwodzie oraz na powierzchni liniowymi lub poprzecznymi i kołowymi lub/i eliptycznymi oraz płaszcz A i płaszcz B po roztłoczeniu pomiędzy płaszczami blach i połączeniami spoin S na zewnątrz ma kształtne obustronne wybrzuszenia C, mające kształt dwustronnej pikowanej poduszki, natomiast wewnątrz pomiędzy płaszczem A i płaszczem B oraz połączeniami spoin S jest szczelinowy kanał K do przepływu medium grzewczo-chłodzącego, ponadto identyczna grubość g1 i g2 płaszcza A i płaszcza B która wynosi 5,0 mm zawiera się korzystnie w przedziale 0,5 do 10,0 mm i jest w zależności od konstrukcji kanału i zastosowania modułu. Płaszcze A i B są połączone nierozłącznie, szczelnie spoinami S liniowymi w odległości 20,0 mm od krawędzi, która wynosi korzystnie 2 grubości g1 i g2 blach oraz płaszcze A i B łączony się na powierzchni spoinami S szczelnymi kołowymi lub/i liniowymi wzdłużnymi i poprzecznymi, korzystnie minimum podwójnymi, zgodnie z zaprojektowaną siatką spoin S.

Kanał K szczelinowy ma spiralny kształt liniowy krzywej i amplitudę o wysokości h która wynosi 5,0 mm do przepływu medium grzewczo-chłodzącego i która zawiera się w przedziale 5 mm dla zastosowań niskociśnieniowych do 70,0 mm dla zastosowań wysoko pojemnościowych i wysokociśnieniowych. Powierzchnia płaszcza A i płaszcza B w widoku ma kształt dwustronnej pikowanej poduszki.

Płaszcz A oraz płaszcz B wykonany jest z blach nierdzewnych o wysokiej plastyczności i spawalności, ponadto powstały moduł płaszcza łączony jest w zestawy lub szeregi w zależności od konstrukcji, sposobu zastosowania oraz medium grzewczego/chłodzącego oraz stosowany jest do grzania lub chłodzenia zarówno cieczy jak i gazów, w tym powietrza.

Sposób wykonania modułu grzewczo-chłodzącego charakteryzuje się tym, że dwie blachy nierdzewne o wysokiej plastyczności i spawalności oraz identycznej grubości g1 i g2 która wynosi 5,0 mm, gdzie jedna blacha stanowi płaszcz A a druga blacha płaszcz B nakłada się na siebie, mechanicznie dociska na całej powierzchni, po czym łączy się je ze sobą poprzez spawanie w odległości 20,0 mm od krawędzi spoiną S liniową korzystnie podwójną obwodowo zamkniętą a następnie w pobliżu spoin S, przy krawędziach połączonych blach płaszcza A i B pozostawia się otwory do wspawania króćców T, a następnie na całej powierzchni blachy, płaszcz A i B zgodnie z zaprojektowaną siatką spoin S łączy się nierozerwalnie spoinami S szczelnymi kołowymi i liniowymi, gdzie linia spoiny S przebiega od krawędzi do krawędzi połączonych blach A i B nie zamykając spoin S połączonych blach A i B, po czym w powstałą przestrzeń pomiędzy połączonymi blachami A i B oraz spoinami S za pomocą wspawanego króćca T przyłącza, wtłacza się pod wysokim ciśnieniem medium rozporowe, roztłaczające w postaci wody co powoduje odkształcenie, roztłoczenie blachy płaszcza A i B dwustronnie na zewnątrz i powstają kształtne obustronne wybrzuszenia C, mające kształt pikowanej poduszki, a wewnątrz pomiędzy spoinami S uformowany zostaje kształtny z dwustronnymi wybrzuszeniami kanał K do turbulentnego przepływu medium grzewczo-chłodzącego, ponadto blachy A i B łączy się nierozłącznie spawaniem metodą hybrydową, która łączy technologie TIG i lasera.

Wtłaczane medium rozporowe do odkształcenia/roztłaczania blachy A o grubości 5,0 mm i blachy płaszcza B o grubości także 5,0 mm zależne jest od grubości blach g1 i g2 i wynosi korzystnie 200,0 bar, a zawiera się w przedziale 20 do 300 bar.

PL 231 115 B1

Spoiny na powierzchni arkuszy blach płaszczy A i B mają liniowy układ zależny od konstrukcji kanału K i wydajności grzewczo-chłodzącej, natomiast spoina S podwójna obwodowa służy jako dodatkowe zabezpieczenie nieszczelności lub rozerwania pierwszej spoiny od strony komory roboczej kanału K powstałego modułu.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Moduł grzewczo-chłodzący zwłaszcza do przemysłowych urządzeń wymiany ciepła oraz grzejników centralnego ogrzewania składający się z dwóch blach o jednakowej grubości, przy czym jedna blacha stanowi płaszcz zewnętrzny a druga blacha stanowi płaszcz wewnętrzny, ponadto płaszcze połączone są nierozłącznie szczelnie spoinami, a na zewnątrz mają kształtne obustronne wybrzuszenia, natomiast wewnątrz pomiędzy płaszczami jest szczelinowy kanał do przepływu medium, znamienny tym, że płaszcz (A) i płaszcz (B) w odległości (X) od krawędzi blach płaszczy (A i B) połączone są minimum podwójnymi szczelnymi spoinami (S) liniowymi wzdłużnymi i poprzecznymi lub/i kołowymi eliptycznymi zgodnie z zaprojektowaną siatką spoin (S), a szczelinowy kanał (K) pomiędzy płaszczem (A) i (B) blach i spoinami (S) po roztłoczeniu ma amplitudę wysokości (h) do 5 mm dla zastosowań niskociśnieniowych oraz do 70 mm dla zastosowań wysokopojemnościowych i wysokociśnieniowych.
2. 2. Moduł grzewczo-chłodzący według zastrz. 1, znamienny tym, że odległość (X) od krawędzi blach (A i B) wynosi 2 do 5 grubości (g 1 i g₂) blach płaszczy.
3. 3. Moduł grzewczo-chłodzący według zastrz. 1, znamienny tym, że spoiny (S) na powierzchni blach płaszczy (A i B) mają liniowy układ zależny od konstrukcji kanału (K).
4. 4. Moduł grzewczo-chłodzący według zastrz. 1, znamienny tym, że szczelinowy kanał (K) pomiędzy płaszczami blach (A i B) ma kształt spiralny linii przebiegu.
5. 5. Moduł grzewczo-chłodzący według zastrz. 1, znamienny tym, że grubość (g1) i (g₂) blach płaszcza (A) i płaszcza (B) zależna jest od konstrukcji kanału (K) i zawiera się w przedziale 0,5 do 10,0 mm.
6. 6. Sposób wykonania modułu grzewczo-chłodzącego zwłaszcza do przemysłowych urządzeń wymiany ciepła oraz grzejników centralnego ogrzewania, znamienny tym, że dwie blachy nierdzewne o wysokiej plastyczności i spawalności oraz identycznej grubości (g1 i g₂), gdzie jedna blacha stanowi płaszcz (A) o grubości (g1), a druga blacha płaszcz (B) o grubości (g2), nakłada się na siebie, mechanicznie dociska na całej powierzchni, po czym łączy się je ze sobą poprzez spawanie w odległości (x) od krawędzi spoiną (S) liniową korzystnie podwójną obwodowo zamkniętą a następnie w pobliżu spoiny (S), przy krawędziach połączonych blach płaszcza (A) i (B) pozostawia się otwory do wspawania króćców (T), następnie na całej powierzchni dodatkowo płaszcz (A i B) w odstępach zgodnie z zaprojektowaną siatką spoin (S) łączy się nierozerwalnie minimum podwójnymi spoinami (S) szczelnymi liniowymi, poprzecznymi lub/i kołowymi, eliptycznymi, gdzie linia spoiny (S) przebiega od krawędzi do krawędzi połączonych blach nie zamykając spoiny (S) połączonych blach (A i B), po czym w powstałą przestrzeń pomiędzy spoiną (S) za pomocą wspawanego króćca (T) przyłącza, wtłacza się pod wysokim ciśnieniem medium rozporowe, roztłaczające w postaci wody, co powoduje odkształcenie, roztłoczenie blachy płaszcza (A i B) dwustronnie na zewnątrz, a wewnątrz pomiędzy spoinami (S) uformowany zostaje kształtny z dwustronnymi wybrzuszeniami (C) szczelinowy kanał (K) do turbulentnego przepływu medium grzewczo-chłodzącego.
7. 7. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że blachę płaszcza (A) o grubości (g1) z blachą płaszcza (B) o grubości (g2) łączy się nierozłącznie spawaniem metodą hybrydową, która łączy technologie TIG i lasera lub/i jest spawaniem laserowym.
8. 8. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że wtłaczane medium rozporowe w kanał (K) do odkształcenia/roztłaczania blachy płaszcza (A) o grubości (g1) od blachy płaszcza (B) o grubości (g2) zależne jest od grubości blach (g1 i g2) i zawiera się w przedziale 20 do 300 bar.
9. 9. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że spoina (S) obwodowa podwójna stanowi zabezpieczenie dodatkowe nieszczelności lub rozerwania pierwszej spoiny od strony komory roboczej kanału (K).
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że moduły łączy się w zestawy wzdłużne lub szeregi w zależności od konstrukcji, sposobu zastosowania oraz medium grzewczego/chłodzącego.