CZ24318U1 - Heat transfer pipe and heat transfer heat-exchange apparatus - Google Patents
Heat transfer pipe and heat transfer heat-exchange apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- CZ24318U1 CZ24318U1 CZ201225985U CZ201225985U CZ24318U1 CZ 24318 U1 CZ24318 U1 CZ 24318U1 CZ 201225985 U CZ201225985 U CZ 201225985U CZ 201225985 U CZ201225985 U CZ 201225985U CZ 24318 U1 CZ24318 U1 CZ 24318U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heat
- tube
- heat exchange
- tubes
- Prior art date
Links
- 208000018672 Dilatation Diseases 0.000 claims description 5
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
Technické řešení se týká teplosměnné trubky a tepelného výměníku, který teplosměnné trubky obsahuje.The technical solution relates to a heat exchanger tube and a heat exchanger which contains the heat exchanger tubes.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Ze současného stavu techniky jsou známy teplosměnné trubky, které mají kruhový nebo oválný tvar, přičemž mohou být provedeny jako hladké, nebo jako zkroucené podél své podélné osy. Známé je i provedení těchto trubek, které obsahuje různé povrchové deformace k narušení laminámího proudění teplosměnného média.Heat exchanger tubes are known from the prior art which have a circular or oval shape and can be made smooth or twisted along their longitudinal axis. It is also known to design these tubes which contain various surface deformations to disrupt the laminar flow of the heat transfer medium.
Dále jsou známé tepelné výměníky, které obsahují teplosměnnou plochu, vytvořenou z výše uvedených trubek, přičemž tyto trubky jsou nejčastěji vytvořeny jako přímé, nebo jako šroubově navinuté, uspořádané v prostřídaných pravotočivých a levotočivých souosých válcových vrstvách odlišné geometrie. Teplosměnné trubky jsou obvykle svými konci upevněny v trubkovnicích, přičemž jsou současně uloženy v nosných a dilatačních prostředcích. Existence těchto pomočíš ných prostředků jez hlediska konstrukčního, výrobního a provozního koncepční technickou nevýhodou známých trubkových výměníků tepla.Furthermore, heat exchangers are known which comprise a heat exchange surface formed from the aforementioned tubes, which tubes are most often formed as straight or helically wound arranged in alternating right-handed and left-handed coaxial cylindrical layers of different geometry. The heat transfer tubes are usually fixed at their ends in the tubesheets while being supported in support and expansion means. The existence of these auxiliary means is a technical disadvantage of the known tube heat exchangers in terms of design, manufacture and operation.
Z patentu CZ 280320 je také známý kompaktní trubkový výměník tepla, který je vybaven teplosměnnou plochou, vytvořenou ze štíhlých pravotočivých nebo levotočivých šroubovicových teplosměnných trubek, které jsou v trubkovnicích orientovány shodně nebo střídavě ve dvou azimutech svírajících úhel menší než 180°. Přitom vnější či obrysový průměr šroubovicových teplosměnných trubek je větší než jejich rozteč v trubkovnicích, pročež dotykové či vzájemně opěrné body jsou na šroubovicových po vrškách o průměru menším než je průměr vnější či obrysový. U hybridního řešení výměníku teplaje teplosměnná plocha vytvořena z identických avšak mezi trubkovnicemi protilehle uložených kombinovaných teplosměnných trubek, jejichž polovi25 ny konstrukční délky jsou šroubovicové a druhé poloviny přímé. Jako teplosměnné trubky jsou v tomto případě použity výše popsané typy teplosměnných trubek. Jejich nevýhodou je omezená teplosměnná účinnost.The patent CZ 280320 also discloses a compact tubular heat exchanger having a heat-exchange surface formed of slender right-handed or left-handed helical heat-exchanger tubes which are aligned in the tube plates identically or alternately in two azimuths forming an angle of less than 180 °. The outer or contour diameter of the helical heat exchange tubes is greater than their pitch in the tube sheets, so that the contact or mutually support points are on the helical tops of a diameter smaller than the outer or contour diameter. In a hybrid heat exchanger solution, the heat exchange surface is formed from identical but interposed heat exchanger tubes that are opposite to each other and whose half lengths are helical and the other half straight. In this case, the heat exchanger tubes described above are used as heat exchange tubes. Their disadvantage is limited heat exchange efficiency.
Největší nevýhodou známého stavu techniky je to, že známé teplosměnné trubky mají omezenou teplosměnnou účinnost.The biggest disadvantage of the prior art is that the known heat exchange tubes have limited heat exchange efficiency.
Cílem technického řešení konstrukce teplosměnné trubky a teplosměnného výměníků, které budou mít zvýšenou teplosměnnou účinnost.The aim of the technical solution of the design of the heat exchange tube and heat exchangers, which will have increased heat exchange efficiency.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje a cíle naplňuje teplosměnná trubka, zejména teplosměnná trubka tepelného výměníku, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že je v příčném průřezu úhlově profilovaná.To a large extent, the above-mentioned deficiencies are eliminated and the objectives of the heat exchanger tube, in particular the heat exchanger tube of the heat exchanger, are fulfilled, according to the technical solution, which is essentially angularly profiled in cross-section.
Ve výhodném provedení obsahuje teplosměnná trubka v příčném průřezu nejméně tři úhlové zlomy, přičemž v nej výhodnějším provedení obsahuje teplosměnná trubka v příčném průřezu nejméně pět úhlových zlomů.In a preferred embodiment, the heat exchange tube has at least three angular breaks in cross section, and in the most preferred embodiment the heat exchange tube has at least five angular breaks in cross section.
Dále je výhodné, když je teplosměnná trubka nejméně na své částí zkroucena podél své podélné osy.Furthermore, it is preferred that the heat exchange tube is twisted along at least a portion thereof along its longitudinal axis.
Velice výhodné také je, když je teplosměnná trubka podle technického řešení prostorově uspořádána do tvaru Šroubovice, přičemž na jednom stoupání šroubovice je zkroucena nejméně o 90° podél své podélné osy, ve výhodném provedení je pak na jednom stoupání šroubovice je zkroucena nejméně o 360° podél své podélné osy. To umožňuje maximálně intenzifikovat využití tep45 losměnné plochy.It is also very advantageous if the heat exchange tube according to the invention is spatially arranged in the form of a helix, wherein at one helix pitch it is twisted at least 90 ° along its longitudinal axis, preferably at least 360 ° along one helix pitch. its longitudinal axis. This makes it possible to intensify the use of the heat exchange surface.
CZ 24318 UlCZ 24318 Ul
Výhodné také je, když má teplosměnná trubka schopnost samokompenzace teplotních dilataci.It is also advantageous if the heat exchange tube has the ability to self-compensate for thermal dilatations.
Uvedené nedostatky dále do značné míry odstraňuje a cíle naplňuje teplosměnný výměník, zejména teplosměnný výměník pro zajištění teplosměnné výměny mezi dvěma oddělenými teplonosnými médii, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje nejméně jednu výše popsanou teplosměnnou trubku, s výhodou pak svazek nejméně dvou teplosměnných trubek.In addition, the heat exchanger, in particular a heat exchanger for providing a heat exchange between two separate heat transfer media, according to the invention, comprises at least one heat exchanger tube as described above, preferably a bundle of at least one heat exchanger. two heat transfer tubes.
V nej výhodnějším provedení obsahuje teplosměnný výměník nejméně tři teplosměnné trubky uspořádané v příčném průřezu teplosměnného výměníku do trojúhelníkové sítě. Uspořádání do trojúhelníkové sítě umožňuje maximálně využít obvykle kruhový průřez teplosměnného prostoru. Variantně může teplosměnný výměník obsahovat nejméně čtyři teplosměnné trubky uspořádané v příčném průřezu teplosměnného výměníku do čtvercové sítě.In a most preferred embodiment, the heat exchanger comprises at least three heat exchanger tubes arranged in a cross-section of the heat exchanger into a triangular network. The arrangement in a triangular mesh allows to make maximum use of the usually circular cross-section of the heat exchange space. Alternatively, the heat exchanger may comprise at least four heat exchanger tubes arranged in a cross-section of the heat exchanger into a square mesh.
Dále je výhodné, když tepelný výměník obsahuje plášť, ve kterém je uspořádaná nejméně jedna teplosměnná trubka, která je uložena v nejméně jedné trubkovnici. Je výhodné, když jsou teplosměnné trubky uspořádány v teplosměnném výměníku tak, že se vzájemně dotýkají, čímž jsou fixovány vůči vibracím. Teplosměnné trubky jsou současně samonosné a homogenně vyplňují celý teplosměnný prostor.It is further preferred that the heat exchanger comprises a housing in which at least one heat exchanger tube is arranged, which is housed in the at least one tube sheet. It is preferred that the heat exchange tubes are arranged in the heat exchanger so that they are in contact with each other, thereby fixing them to vibrations. At the same time, the heat exchange tubes are self-supporting and homogeneously fill the entire heat exchange space.
Z pohledu jednoduchého uložení teplosměnné trubky do trubkovnice teplosměnného výměníku je výhodné, když má teplosměnná trubka hladké nezkroucené konce.From the point of view of simply placing the heat exchange tube in the tube plate of the heat exchanger, it is preferred that the heat exchange tube has smooth, untwisted ends.
V určitých případech může být výhodné, když teplosměnný výměník obsahuje teplosměnnou trubku, jejíž zkrut podél podélné osy začíná na nejdříve polovině prvního závitu stoupání Šroubovice a/nebo obsahuje nejméně jednu teplosměnnou trubku, která obsahuje nejméně jeden rovný úsek.In certain cases, it may be advantageous if the heat exchanger comprises a heat exchanger tube whose torsion along the longitudinal axis starts at the earliest half of the first helix thread and / or comprises at least one heat exchanger tube which comprises at least one straight section.
Teplosměnná trubka a teplosměnný výměník podle technického řešení umožňují maximálně intenzifikovat využití teplosměnné plochy, jinak řečeno umožňují zvýšit součinitel přestupu tepla výměníku s ohledem na známý stav techniky. Nevýhodou hladké teplosměnné trubky podle známého stavu techniky je to, že vlivem odstředivé síly dochází na vnitřní stěně šroubovice k vytvoření laminámí mezní vrstvy, která snižuje přestup tepla. Tento nepříznivý jev významně potlačuje úhlově profilovaná teplosměnná trubka podle technického řešení. Uvnitř teplosměnné trubky dochází vlivem vlastního vnitřního zakřivení k mnohem významnější turbulízaci a tudíž intenzivnějšímu přestupu tepla. Turbulentní stav nastává mnohem dříve, než je tomu u výměníku podle známého stavu techniky. Z provedených zkoušek vyplývá, že teplosměnná trubka a teplosměnný výměník mají, v závislosti na způsobu aplikace, oproti stávajícímu stavu techniky, o desítky procent vyšší teplosměnnou účinnost.The heat exchanger tube and heat exchanger according to the invention make it possible to intensify the utilization of the heat exchanger surface as much as possible, in other words, to increase the heat transfer coefficient of the exchanger with respect to the prior art. A disadvantage of the prior art smooth heat exchanger tube is that, due to centrifugal force, a laminar boundary layer is formed on the inner wall of the helix that reduces heat transfer. This unfavorable phenomenon is significantly suppressed by the angularly profiled heat exchange tube according to the invention. Inside the heat exchange tube, due to the intrinsic curvature, much more turbulence occurs and thus more intense heat transfer. The turbulent state occurs much earlier than the prior art heat exchanger. Tests have shown that the heat exchange tube and heat exchanger have tens of percent higher heat exchange efficiency, depending on the method of application, compared to the prior art.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, na kterém obr. 1 znázorňuje v řezu teplosměnnou trubku obsahující tři úhlové zlomy, obr. 2 znázorňuje v řezu teplosměnnou trubku obsahující šest úhlových zlomů, obr. 3 znázorňuje v řezu teplosměnnou trubku obsahující osm úhlových zlomů, obr. 4 znázorňuje axonometrický pohled teplosměnnou trubku, která je zkroucena a je prostorově uspořádána do tvaru šroubovice, obr. 5 znázorňuje axonometrický pohled v částečném řezu na svazek teplosměnných trubek obsahujících tři úhlové zlomy uspořádaných do trojúhelníkové sítě, obr. 6 znázorňuje axonometrický pohled v částečném řezu na svazek teplosměnných trubek obsahujících šest úhlových zlomů uspořádaných do čtvercové sítě, obr. 7 znázorňuje axonometrický pohled v částečném řezu na svazek teplosměnných trubek obsahujících osm úhlových zlomů uspořádaných do čtvercové sítě, obr. 8 znázorňuje čelní pohled na svazek teplosměnných trubek, obr. 9 znázorňuje axonometrický pohled na svazek teplosměnných trubek a obr. 10 znázorňuje schematicky celkové uspořádání teplosměnného výměníku.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat exchange tube comprising three angular breaks; FIG. 2 is a cross-sectional view of a heat exchange tube containing six angular breaks; FIG. Fig. 4 is an axonometric view of a heat exchanger tube that is twisted and spatially disposed in a helical shape; Fig. 5 is a partial cross-sectional axonometric view of a bundle of heat exchanger tubes comprising three angular breaks arranged in a triangular network; Fig. 7 shows a partially sectioned axonometric view of a bundle of heat exchange tubes comprising six angular breaks arranged in a square grid; Fig. 7 shows a partial cross-sectional view of a bundle of heat exchange tubes comprising eight angular breaks arranged in a square grid; Fig. 9 shows an axonometric view of the heat exchanger tube bundle; and Fig. 10 shows schematically the overall arrangement of a heat exchanger tube.
CZ 24318 UlCZ 24318 Ul
Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution
Příklad 1Example 1
Teplosměnná trubka 3 (obr. 1) tepelného výměníku je v příčném průřezu úhlově profilovaná tak, že v příčném průřezu obsahuje tři úhlové zlomy I, přičemž je prostorově uspořádána do tvaru šroubovice 2. Teplosměnná trubka 3 je na jednom stoupání šroubovice 2 zkroucena o 90° podél své podélné osy. Teplosměnná trubka 3 má schopnost samokompenzace teplotních dilataci.The heat exchanger tube 3 (FIG. 1) of the heat exchanger is angularly profiled in cross section such that it comprises three angular breaks I in the cross section and is spatially arranged in the shape of a helix 2. The heat exchanger tube 3 is twisted by 90 ° along its longitudinal axis. The heat exchanger tube 3 has the ability to self-compensate for thermal dilatations.
Teplosměnný výměník (obr. 10) obsahuje plášť 5, ve kterém je uspořádán svazek (obr. 8, obr. 9) teplosměnných trubek 3 uspořádaných do trojúhelníkové sítě (obr. 5). Teplosměnné trubky 3 obsahují hladké úhlově neprofilované konce, kterými jsou uloženy ve dvojici trubkovnic 4. Teplosměnné trubky 3 jsou samonosné, vzájemně se dotýkají, přičemž jsou uspořádány tak, že homogenně vyplňují celý teplosměnný prostor 6. Zkrut teplosměnných trubek 3 podél jejich podélné osy začíná na polovině prvního závitu stoupání šroubovice 2. Neznázoměná část teplosměnných trubek 3 obsahuje rovný úsek.The heat exchanger (FIG. 10) comprises a housing 5 in which a bundle (FIG. 8, FIG. 9) of the heat exchanger tubes 3 arranged in a triangular network (FIG. 5) is arranged. The heat transfer tubes 3 have smooth angular non-profiled ends which are received in a pair of tube sheets 4. The heat transfer tubes 3 are self-supporting, they are in contact with each other, and are arranged to homogeneously fill the entire heat exchange space 6. The non-illustrated portion of the heat exchange tubes 3 comprises a straight section.
Příklad 2Example 2
Teplosměnná trubka 3 (obr. 2, obr. 4) tepelného výměníku je v příčném průřezu úhlově profilovaná tak, že v příčném průřezu obsahuje šest úhlových zlomů 1, přičemž je prostorově uspořádána do tvaru šroubovice 2. Teplosměnná trubka 3 je na jednom stoupám šroubovice 2 zkroucena o 180° podél své podélné osy. Teplosměnná trubka 3 má schopnost samokompenzace teplotních dilataci.The heat exchanger tube 3 (Fig. 2, Fig. 4) of the heat exchanger is angularly profiled in cross section so that it comprises six angular breaks 1 in the cross-section and is spatially arranged in the shape of a helix 2. twisted 180 ° along its longitudinal axis. The heat exchanger tube 3 has the ability to self-compensate for thermal dilatations.
Teplosměnný výměník (obr. 10) obsahuje plášť 5, ve kterém je uspořádán svazek (obr. 8, obr. 9) teplosměnných trubek 3 uspořádaných do čtvercové sítě (obr. 6). Teplosměnné trubky 3 obsahují hladké úhlově neprofilované konce, kterými jsou uloženy ve dvojici trubkovnic 4. Teplosměnné trubky 3 jsou samonosné, vzájemně se dotýkají, přičemž jsou uspořádány tak, že homogenně vyplňují celý teplosměnný prostor 6. Zkrut teplosměnných trubek 3 podél jejich podélné osy začíná na polovině prvního závitu stoupání Šroubovice 2.The heat exchanger (FIG. 10) comprises a housing 5 in which a bundle (FIG. 8, FIG. 9) of the heat exchange tubes 3 arranged in a square mesh (FIG. 6) is arranged. The heat transfer tubes 3 have smooth angular non-profiled ends which are received in a pair of tube sheets 4. The heat transfer tubes 3 are self-supporting, they are in contact with each other, and are arranged to homogeneously fill the entire heat exchange space 6. half of the first pitch helix 2.
Příklad 3Example 3
Teplosměnná trubka 3 (obr. 3) tepelného výměníku je v příčném průřezu úhlově profilovaná tak, že v příčném průřezu obsahuje osm úhlových zlomů i, přičemž je prostorově uspořádána do tvaru šroubovice 2. Teplosměnná trubka 3 je na jednom stoupání šroubovice 2 zkroucena o 360° podél své podélné osy. Teplosměnná trubka 3 má schopnost samokompenzace teplotních dilataci.The heat exchanger tube 3 (FIG. 3) of the heat exchanger is angularly profiled in cross section such that it contains eight angular breaks 1 in the cross-section and is spatially arranged in the shape of a helix 2. The heat exchanger tube 3 is twisted 360 ° on one pitch along its longitudinal axis. The heat exchanger tube 3 has the ability to self-compensate for thermal dilatations.
Teplosměnný výměník (obr. 10) obsahuje plášť 5, ve kterém je uspořádán svazek (obr. 8, obr. 9) teplosměnných trubek 3 uspořádaných do čtvercové sítě (obr. 7). Teplosměnné trubky 3 obsahují hladké úhlově neprofilované konce, kterými jsou uloženy ve dvojici trubkovnic 4. Teplosměnné trubky! jsou samonosné, vzájemně se dotýkají, přičemž jsou uspořádány tak, že homogenně vyplňují celý teplosměnný prostor 6. Zkrut teplosměnných trubek! podél jejich podélné osy začíná na polovině prvního závitu stoupání šroubovice 2.The heat exchanger (FIG. 10) comprises a housing 5 in which a bundle (FIG. 8, FIG. 9) of the heat exchange tubes 3 arranged in a square mesh (FIG. 7) is arranged. The heat transfer tubes 3 have smooth, angled, non-profiled ends which are received in a pair of tube plates 4. The heat transfer tubes! they are self-supporting, they are in contact with each other, and are arranged so that they homogeneously fill the entire heat exchange space 6. Torsion of the heat exchange tubes! along their longitudinal axis, the helix 2 begins at the middle of the first thread.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Teplosměnnou trubku a teplosměnný výměník podle technického řešení, lze využít zejména jako zařízení pro zajištění teplosměnné výměny mezi dvěma oddělenými teplonosnými médii.The heat exchanger tube and the heat exchanger according to the invention can be used in particular as a device for ensuring the heat exchange between two separate heat transfer media.
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201225985U CZ24318U1 (en) | 2012-05-02 | 2012-05-02 | Heat transfer pipe and heat transfer heat-exchange apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201225985U CZ24318U1 (en) | 2012-05-02 | 2012-05-02 | Heat transfer pipe and heat transfer heat-exchange apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ24318U1 true CZ24318U1 (en) | 2012-09-17 |
Family
ID=46871570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201225985U CZ24318U1 (en) | 2012-05-02 | 2012-05-02 | Heat transfer pipe and heat transfer heat-exchange apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ24318U1 (en) |
-
2012
- 2012-05-02 CZ CZ201225985U patent/CZ24318U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20160018168A1 (en) | Angled Tube Fins to Support Shell Side Flow | |
| CN109405589B (en) | A double-tube spherical heat exchanger with independent heat exchange | |
| CA2863026A1 (en) | Helical tube egr cooler | |
| WO2017114107A1 (en) | Double-row bent type heat exchanger and manufacturing method therefor | |
| CN102767975A (en) | Integral hot dipping zinc corrosion-resistant twisted tube self-supporting shell-and-tube heat exchanger | |
| RU2016139971A (en) | A method of manufacturing a set of heat-exchange blocks and a set of heat-exchange blocks obtained in this way | |
| CN105202950A (en) | Shell-and-tube type heat exchanger | |
| CN103411454A (en) | A tubular heat exchanger with staggered arrangement of convex corrugated tubes | |
| JP2008202896A5 (en) | ||
| CN103017570A (en) | Self-supporting heat exchanger with microwave wave tube and straight tube mixed arrangement | |
| CN202048835U (en) | Cone-shaped tube bundle support member and tube shell type heat exchanger equipped with tube bundle support member | |
| CN102759294B (en) | Reinforced heat transfer pipe with spinning disks | |
| DK2447626T3 (en) | Heat exchanger, in particular for use in refrigerators | |
| KR20150030201A (en) | Heat transfer pipe for fin-and-tube type heat exchanger, and fin-and-tube type heat exchanger | |
| CN206146272U (en) | Crisscross concave surface pipe shell and tube type heat exchanger | |
| CZ24318U1 (en) | Heat transfer pipe and heat transfer heat-exchange apparatus | |
| KR20140136431A (en) | Heat transfer pipe for fin and tube-type heat exchanger and fin and tube-type heat exchanger using same | |
| CN208398689U (en) | Self-supporting double-helix finned tube heat exchanger | |
| CN2380887Y (en) | Cyclone efficient heat-exchanger | |
| EP4367464B1 (en) | A shell-and-tube heat exchanger with helical baffles | |
| KR20090016623A (en) | Double tube heat exchanger with improved heat transfer capacity | |
| RU2631963C1 (en) | Self-cleaning shell-and-tube heat exchanger | |
| EP2738504A1 (en) | Tubing element for a heat exchanger means | |
| EP3027996B1 (en) | Fired heat exchanger pipe | |
| CN108007018B (en) | Coil pipe micro-channel heat exchanger |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20120917 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20160408 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20190415 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20220502 |