PL237639B1

PL237639B1 - Connector with a heat exchanger turbolizer

Info

Publication number: PL237639B1
Application number: PL429170A
Authority: PL
Inventors: Rafał Andrzejczyk; Tomasz Muszyński
Original assignee: Politechnika Gdanska
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2021-05-04
Also published as: PL429170A1

Abstract

Łącznik z turbolizatorem wymiennika ciepła składa się z kolektora osadzonego na wymienniku w postaci osiowo usytuowanej rury w rurze posiada kolektor (1) osadzony na rurach (3, 5) i ma usytuowane między wlotem a wylotem cieczy spiralne kanały turbolizatora (2).The connector with the turbolizer of the heat exchanger consists of a collector mounted on the exchanger in the form of an axially located pipe within the pipe, a collector (1) mounted on pipes (3, 5) and spiral turbolizer channels (2) located between the liquid inlet and outlet.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest łącznik z turbolizatorem wymiennika ciepła typu rura w rurze przeznaczony w szczególności do zawirowania przepływu w płaszczu zewnętrznym w celu polepszenia wymiany ciepła.The present invention relates to a tube-in-tube heat exchanger turboliser, intended in particular for swirling the flow in the outer jacket in order to improve the heat transfer.

Wymienniki ciepła typu rura w rurze są powszechnie stosowane w wielu dziedzinach techniki. Szczególnie ze względu na niski koszt wytworzenia.Tube-in-tube heat exchangers are widely used in many fields of technology. Especially due to the low production cost.

W literaturze istnieje wiele sposobów na podniesienie sprawności wymienników ciepła, poprzez np. wprowadzenie turbulizacji. Modyfikacje takie wpływają na zwiększenie oporów przepływu w wymienniku a tym samym większy koszt jego pracy.There are many ways to increase the efficiency of heat exchangers in the literature, e.g. by introducing turbulence. Such modifications increase the flow resistance in the exchanger and thus increase the cost of its operation.

Znany jest z opisu patentowego CN103776281 (A) dwururowy wymiennik ciepła z ogrzewaniem i jego wytwarzania. Dwukanałowy wymiennik ciepła, przenoszący ciepło, składa się z dwóch głowic, które mogą być kolistymi rurowymi elementami, w których wlot/wylot gorącego powietrza i wlot/wylot są trwale połączone między dwoma głowicami.It is known from the patent description CN103776281 (A) a two-pipe heat exchanger with heating and its manufacture. The heat-transferring two-channel heat exchanger consists of two heads, which may be circular tubular elements, in which the hot air inlet / outlet and the inlet / outlet are permanently connected between the two heads.

Rozwiązanie to dotyczy modyfikacji kolektorów dolotowego w powszechnie znanym typie wymiennika ciepła, w przeciwieństwie do rozwiązania proponowanego sprowadza się ono do umożliwienia szeregowego lub równoległego podłączenia wymienników.This solution concerns the modification of the inlet manifolds in a commonly known type of heat exchanger, as opposed to the proposed solution it boils down to enabling serial or parallel connection of exchangers.

Znany jest również z opisu patentowego nr. US 2013/0146262 A1 płytowego wymiennika ciepła zawierającego dwa otwory dla umożliwienia płynięcia pierwszego płynu nad górną powierzchnią płyty, oraz otwory boczne umożliwiających przepływanie drugiego płynu nad dolną powierzchnią płyty.It is also known from patent description no. US 2013/0146262 A1 a plate heat exchanger comprising two openings to allow the first fluid to flow over the top surface of the plate, and side openings to allow the second fluid to flow over the lower surface of the plate.

Ponadto znany jest z opisu patentowego nr KR20170109462 (A) - rurowy wymiennik ciepła ze strukturą z wgłębieniami, w celu poprawy wydajności wymiany ciepła. Wewnętrzna rura ma spiralny rowek, aby utworzyć kanał przepływu wzdłuż zewnętrznej obwodowej powierzchni, aby utworzyć wir w płynie przepływającym w kanale przepływowym.Moreover, it is known from the patent description No. KR20170109462 (A) - a tubular heat exchanger with a structure with cavities, in order to improve the efficiency of heat transfer. The inner tube has a helical groove to form a flow channel along the outer peripheral surface to form a vortex in the fluid flowing in the flow channel.

Proponowane rozwiązanie różni się od zgłaszanego tym iż wprowadza zawirowywacz jedynie w łączniku rur, przez co zmniejszone są opory przepływu.The proposed solution differs from the one proposed in that it introduces the swirler only in the pipe connector, which reduces the flow resistance.

Łącznik z turbolizatorem wymiennika ciepła według wynalazku wykonany w postaci osiowo usytuowanej rury w rurze charakteryzuje się tym, że kolektor osadzony na rurach ma od wewnątrz spiralne kanały turbolizatora usytuowane między wlotem a wylotem cieczy.The connector with the heat exchanger turbolizer according to the invention, made in the form of an axially arranged pipe in the pipe, is characterized in that the collector mounted on the pipes has spiral turbolizator channels located between the liquid inlet and outlet.

Rozwiązanie proponowane pozwala na zawirowanie płynu w obiegu wymiennika na stosunkowo nie dużej długości bez znaczącego wzrostu oporów przepływu.The proposed solution allows the fluid to be swirled in the exchanger circuit over a relatively short length without a significant increase in flow resistance.

W przedstawionym rozwiązaniu odpowiednia aranżacja użebrowania wewnętrznego łącznika pozwala na optymalizację rozpływu płynu wokół rury wewnętrznej przyczyniając się do lepszego wykorzystania powierzchni wymiany ciepła. Budowa łącznika pozwala również na uzyskanie równiejszego przepływu w płaszczu wymiennika, co przekłada się na lepsze wykorzystanie powierzchni wymiany ciepła. Poprzez zastosowanie proponowanego rozwiązania możliwa jest praca układu z większą sprawnością, co za tym idzie pozwala na zmniejszenie wymiarów wymienników o identycznej przenoszonej mocy.In the presented solution, the appropriate arrangement of the internal ribbing of the connector allows to optimize the flow of fluid around the inner pipe, contributing to a better use of the heat exchange surface. The construction of the connector also allows for a more even flow in the exchanger's shell, which translates into better use of the heat exchange surface. Through the use of the proposed solution, it is possible to operate the system with greater efficiency, thus reducing the dimensions of exchangers with the same transferred power.

Rozwiązanie bazuje na dobrze znanej technologii wymienników, nie wymaga zatem opracowania nowych linii technologicznych i jest tania w implementacji nawet w istniejących układach.The solution is based on the well-known technology of exchangers, therefore it does not require the development of new technological lines and is cheap to implement even in existing systems.

Stosowanie turbulizacji w łączniku ułatwia również prace serwisowe w przypadku konieczności czyszczenia powierzchni wymiany ciepła w wymienniku.The use of turbulence in the connector also facilitates service work if it is necessary to clean the heat exchange surface in the exchanger.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym łącznik z turbolizatorem wymiennika ciepła w przekroju osiowym.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing showing the connecting piece with a heat exchanger turboliser in an axial section.

Łącznik z turbolizatorem wymiennika ciepła zbudowany jest z cylindrycznego kolektora 1 zaopatrzonego w króciec wlotowy 4 cieczy. Kolektor 1 zamocowany jest na rurach 3 i 5. Powierzchnia wewnętrzna kolektora 1 ma spiralne rowki tworzące kanały turbolizatora (2) usytuowane między wlotem a wylotem cieczy.The connector with the heat exchanger turboliser is made of a cylindrical manifold 1 provided with a liquid inlet connection 4. The collector 1 is fixed on pipes 3 and 5. The inner surface of the collector 1 has spiral grooves forming turbolizer channels (2) between the liquid inlet and outlet.

Claims

1. The connector with a heat exchanger turbolizer consists of a collector mounted on the exchanger in the form of an axially arranged pipe in a pipe, characterized in that the collector (1) mounted on pipes (3), (5) has spiral turbolizer channels ( 2).