HU222869B1 - Hőcserélő egység - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya hőcserélő egység gáztüzelésű vízmelegítőben valóalkalmazásra, amelyben a hőcserélő egység bordákkal ellátott csövekettartalmaz. A hőcserélő egység lényege, hogy a hőcserélő egység laposovális csöveket (1) tartalmaz, amelyeknek legalább egy sík részén (4)egy borda (3) van, és a szomszédos csövek (1) az ívelt részükön (2)érintkeznek egymással. ŕ

Description

A találmány tárgya hőcserélő egység gáztüzelésű vízmelegítőben való alkalmazásra úgy, hogy a vízmelegítő teljes hőcseréje megjavuljon anélkül, hogy a kondenzáció veszélye lépne fel.

A GB 2 016 135 számú szabadalmi leírás egy hőcserélőt ismertet, amelyet gáztüzelésű vízmelegítőknél alkalmaznak. Ez a hőcserélő korrózióálló vízcsövet tartalmaz, amely rézből készül és amelyre hőátadó bordák vannak forrasztva. A csőnek egy réz-bronz burkolata van, amely egyenletesen van elosztva a cső külső kerülete körül, különösen ott, ahol ahhoz a bordák hozzá vannak forrasztva. A bordák titánnal stabilizált vagy nióbiummal stabilizált krómacél lapból készülnek. A bordákban lévő csőnyílások előnyösen gallérral vannak ellátva, amelyek körülveszik a csövet, és amelyeknek segítségével a bordák a csőhöz vannak erősítve keményforrasztással.

Az EP 545 954 számú szabadalmi leírás egy gáztüzelésű vízmelegítőt ismertet, amelyben egy sor vízcső van az égési gázok kiömlővezetéke fölé elhelyezve. A vízcsövek bordákba vannak szerelve, amelyek mindegyikében egy sor nyílás van egymástól közzel elhelyezve, és ez a távolság megfelel a csövek egymástól való távolságának, amelyek mindegyik végüknél a vízkamrákhoz vannak csatlakoztatva. A csövekből és bordákból álló egység egy konzolra támaszkodik, amelynek egy felső függőleges része van, kiálló fülekkel, amelyek a végétől a második bordában lévő résekbe kapcsolódnak. Egy második konzol, amely az első bordához van erősítve, támasztja alá a vízmelegítő többi részét.

Ezeknél az ismert megoldásoknál a vízcsövek különálló hőátadó bordákkal vannak ellátva, amelyek egymással párhuzamosan vannak elhelyezve úgy, hogy a bordák között rések képződnek az égési gázok áthaladása számára. A csövek keresztmetszete kör alakú és a bordák gyűrűként vannak kialakítva a kör alakú csövek és csőfelületek köré. A csövek és a bordák kör alakja miatt sok helyre van szükség, és a hőcserélő egységet a gáztüzelésű vízmelegítőben meglehetősen nagyra kell kialakítani annak érdekében, hogy a hőcsere a felmelegített gáz és a víz között olyan mértékű legyen, hogy a víz elfogadható idő alatt felmelegedjen, ha a felhasználó melegvíz-igényére gondolunk. Azonkívül a gáztüzelésű vízmelegítőnek meglehetősen nagy súlya lesz a jelentős térfogatú hőcserélő egység miatt.

Az FR 2,079269 számú szabadalmi leírás hosszúkás nyersdarabokra vonatkozik hőcserélő elemek számára olyan hőcserélőknél, amelyek hűtő vagy fűtő célra szolgálnak, és amelyeket előnyösen járműveknél alkalmaznak. A hőcserélő nyersdarab alapprofiljának hosszúkás keresztmetszete van, amelynek két szemben fekvő viszonylag sík felülete van. Az egyik sík felület a felületet növelő elemmel van ellátva, amelyet egy hullámos szalag képez.

A DE 2012441 számú szabadalmi leírás cső alakú hőcserélő magok tökéletesítésére vonatkozik, amelyeket a motoriparban alkalmaznak. A hőcserélő mag több egységből van kialakítva, amelyek mindegyike egy hosszúkás, lényegében négyszögletes keresztmetszetű egyetlen csövet tartalmaz, amelynek két szemben fekvő széles oldalához egy hullámos borda van csatlakoztatva, amely egyetlen hullámos szalagból áll és lényegében a cső szélességével egybeesőén fut, és a csőre úgy van felszerelve, hogy hullámai a cső hosszanti síkjára derékszögben állnak. Az egységek úgy vannak elhelyezve, hogy a csövek szabályos távközökben egymással párhuzamosan helyezkednek el, és a hullámok magassága azonos vagy kisebb, mint a két szomszédos csövet elválasztó távolság fele.

A DE 2012441 és az FR 2079269 szabadalmi leírásokban ismertetett megoldások motoq árműveknél alkalmazott hőcserélőkre vonatkoznak. Ezekkel már súlyés térfogatcsökkenést lehetett elérni a korábbi megoldásokhoz képest.

A találmány feladata egy olyan hőcserélő egység létrehozása, amelynek még kisebb súlya és még kisebb térfogata van, ugyanakkor jól alkalmazható gáztüzelésű vízmelegítőknél.

Ezt a feladatot a találmány értelmében egy olyan hőcserélő egységgel valósítjuk meg, amelyben a hőcserélő egység bordákkal ellátott csöveket tartalmaz és a csövek lapos ovális csövek, amelyeknek két sík része van és két ívelt része van, és a bordák legalább az egyik sík részen helyezkednek el.

A találmány lényege, hogy a lapos ovális csövek egymáshoz képest úgy vannak elhelyezve, hogy az egyik cső ívelt része a szomszédos cső ívelt részével érintkezik.

A találmány értelmében a gáztüzelésű vízmelegítőhöz való hőcserélő egységnek legalább egy fűtőeleme van, amely több lapos ovális csövet tartalmaz, egy vagy több sorban. A cső sík részeinek legalább az egyikén bordák vannak elhelyezve, amelyek egy hullámos szalagból vannak kialakítva, és amelyeknek erős fémes kapcsolata van a csővel. A fémes kapcsolat keményforrasztásból vagy egy forrasztóanyagból van kialakítva. A lapos ovális cső, valamint a bordák fémből, előnyösen alumíniumból, alumíniumalapú ötvözetből, rézből vagy rézalapú ötvözetből készülnek úgy, hogy a lapos ovális cső és a borda anyaga azonos vagy a kettő anyaga különböző. Mivel a találmány szerinti hőcserélő egységben sem a csövek, sem a bordák nem kör keresztmetszetűek, amelyekben a felmelegítendő víz kering, úgy egymás mellé helyezhetők, hogy alig marad a hőcserében részt nem vevő tér, így a hőcserélő egység kisebb és könnyebb, mint az ismert megoldások.

Azoknál a lapos ovális csöveknél, amelyeknél a kerületük sík részén bordák vannak, egymás mellett vannak elhelyezve úgy, hogy az ovális csövek bordák nélküli ívelt részei szorosan egymás mellé vannak helyezve. így ha két vagy több lapos ovális csövet, amelyeknél a kerületük sík részén bordák vannak, ugyanabban a síkban helyezünk el egymás mellett, akkor a lapos ovális csövek sík részein lévő bordák lényegében egyforma hőcserélő felületet képeznek a bordákkal ellátott lapos ovális csövek mindkét oldalán.

Ha olyan lapos ovális csöveket alkalmazunk a gázzal fűtött vízmelegítőben, amelyeknél a kerületük sík részein bordák vannak, a gázégővel felmelegített forró

HU 222 869 Bl gáz a lapos ovális csövek két oldalán lévő, lényegében egyforma hőcserélő felületeken halad keresztül. Ez a forró gáz fel fogja melegíteni először a bordákat a lapos ovális csövek felületein, majd a csöveket és végül a csövek belsejében keringő vizet.

A találmány egy másik kivitelénél a lapos ovális csövek úgy vannak egymáshoz képest elhelyezve, hogy az ovális cső kerületének csak egyik sík része van ellátva a hullámos csíkból készült bordával. Ennél a kivitelnél az egy bordával ellátott csövek úgy vannak egymáshoz képest elhelyezve, hogy az egyik cső bordája a szomszédos cső sík részével érintkezik. így a borda két ovális sík cső közé kerül.

Egy további kivitelnél a lapos ovális csövek kerületének mindkét sík részén van borda, és a csövek úgy vannak egymáshoz képest elhelyezve, hogy az egyik csövön lévő borda a szomszédos csövön lévő bordával érintkezik. így ennél a kivitelnél két ovális cső között két borda van.

A találmány szerinti hőcserélő egység jobb, mint az ismert megoldásoké, mivel a lapos ovális csőnek jobb a belső hőcserélő kapacitása, mint a kerek csőé, amelynek ugyanakkora belső felülete van. Azonkívül a lapos ovális csövek egymáshoz közelebb helyezhetők el, mint a kerek csövek. A lapos ovális csövek közötti kis távolság lehetővé teszi vékonyabb bordák alkalmazását, mint az ismert megoldásoknál, ugyanakkor nagyobb bordasűrűséget lehet alkalmazni. Ez a nagyobb bordasűrűség nagyobb hőcserélő felületet ad, ugyanakkor a hőcserélő egység teljes súlyának csökkentését teszi lehetővé a vékonyabb bordák következtében.

Mivel a találmány szerinti hőcserélő egységben a hőátadó felületek lényegében egyformák, az elhasznált gáz hőmérséklet-eloszlása is lényegében egyforma, ami lehetővé teszi, hogy a teljes hőcsere jobb legyen, a kondenzáció veszélye nélkül.

A találmány szerinti hőcserélő egység alkalmazásával a felmelegített víz keringtetése kisebb területen hozható létre, mint az ismert megoldásoknál, mert a csövek közel vannak egymáshoz a lapos ovális csövek felületén lévő bordaelrendezés következtében. Továbbá, mivel a lényegében egyenletes hőátadó felületek a lapos ovális csövek két oldalán javítják a teljes hőcserét, a hőcserélő egység maga a gáztüzelésű vízmelegítőben kisebb és könnyebb, mint az ismert megoldásoknál. így a gáztüzelésű vízmelegítőt a találmány szerinti hőcserélő egységgel sok felhasználási területen lehet alkalmazni.

Mivel a hőcserélő egységbe betáplált forró gázok nagy hőmérséklethatárok között táplálhatok be, a hőcserélő egység különböző területein különböző bordasűrűséget lehet alkalmazni.

A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti hőcserélő egység példakénti kiviteli alakját tüntetik fel.

Az 1. ábra egy fűtőelemet ábrázol vázlatosan és részleges oldalnézetben a találmány egy előnyös kivitelébe beépítve.

A 2. ábra egy fűtőelemet ábrázol vázlatosan és részleges oldalnézetben a találmány egy másik kivitelébe beépítve.

A 3. ábrán a 2. ábra szerinti fűtőelem látható a 3-3 irányból nézve.

A 4. ábrán a találmány egy további kivitele látható vázlatosan részleges oldalnézetben.

Az 1. ábrán a lapos ovális 1 csövek úgy vannak egymáshoz képest elhelyezve, hogy az 1 csövek 2 ívelt részei egymás mellett helyezkedjenek el úgy, hogy az egyik 1 cső 2 ívelt része a szomszédos 1 cső 2 ívelt részével érintkezzen. A lapos ovális 1 csövek kerületének 4 sík részén lévő 3 bordák lényegében egyforma hőcserélő felületeket képeznek az 1 csövek mindkét oldalán.

A 2. és 3. ábrákon a lapos, ovális 21 csövek egy bordával vannak ellátva a 21 cső kerületének egyik sík részén. A 21 csövek egymás mellett úgy vannak elhelyezve, hogy a 21 csövön lévő 22 borda a szomszédos 21 cső 23 sík részével érintkezzen.

A 4. ábrán a lapos, ovális 31 csövek 32 bordákkal vannak ellátva a 31 cső kerületének mindkét 33 sík részén. A 31 csövek úgy vannak egymás mellett elhelyezve, hogy a 31 cső egyik 32 bordája a szomszédos 31 cső 32 bordájával érintkezzen.

Claims (10)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Hőcserélő egység gáztüzelésű vízmelegítőben való alkalmazásra, amelyben a hőcserélő egység bordákkal ellátott csöveket tartalmaz, és a csövek lapos ovális csövek, amelyeknek két sík része van és két ívelt része van, és a bordák legalább az egyik sík részen helyezkednek el, azzal jellemezve, hogy a lapos ovális csövek (1) egymáshoz képest úgy vannak elhelyezve, hogy az egyik cső (1) ívelt része (2) a szomszédos cső (1) ívelt részével (2) érintkezik.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti hőcserélő egység, azzal jellemezve, hogy a borda (3) hullámosított szalagból van kialakítva.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti hőcserélő egység, azzal jellemezve, hogy a lapos ovális cső (1) rézből van.
4. 4. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő egység, azzal jellemezve, hogy a sík lapos ovális cső (1) rézalapú ötvözetből van.
5. 5. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő egység, azzal jellemezve, hogy a sík lapos ovális cső (1) alumíniumból van.
6. 6. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő egység, azzal jellemezve, hogy a sík lapos ovális cső (1) alumíniumalapú ötvözetből van.
7. 7. Az 1 -2. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő egység, azzal jellemezve, hogy a borda (3) rézből van.
8. 8. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő egység, azzaljellemezve, hogy a borda (3) rézalapú ötvözetből van.
9. 9. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő egység, azzal jellemezve, hogy a borda (3) alumíniumból van.
10. 10. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti hőcserélő egység, azzal jellemezve, hogy a borda (3) alumíniumalapú ötvözetből van.