ЛИТОЙ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР Российский патент 1994 года по МПК F24H3/06 

Изобретение относится к конструкции воздухонагревателя со средствами для получения тепла в виде камер с патрубками для ввода свежего и вывода отработанного жидкого теплоносителя и средствами для организации потока нагреваемого воздуха в виде пластин, а более конкретно к конструкции литых отопительных приборов для оборудования жилых, общественных и промышленных зданий.

Поскольку практически все отопительные приборы являются продуктами массового производства и массовыми же потребителями тепла, постольку их конструкции должны быть одновременно технологичными (высокопроизводительными в изготовлении), надежными при эксплуатации и иметь как можно меньшую (в расчете на единицу тепловой мощности) металлоемкость.

Раздельное выполнение указанных требований не представляет существенных затруднений. Например, известны сварные отопительные приборы (панели), имеющие полый корпус, сваренный из штампованных листов, и вваренные по торцам патрубки для ввода-вывода теплоносителя.

Описанные отопительные приборы высокотехнологичны в производстве и имеют низкую удельную металлоемкость. Однако сварные швы по периметру прибора и особенно в зонах приварки патрубков весьма чувствительны к качеству воды и повышенному давлению при эксплуатации и испытаниях отопительных систем. При плохо деаэрированной воде, наличии в ней значительного количества солей происходит коррозия стальных панелей, особенно интенсивно в зоне сварных швов, что приводит к появлению течей и выходу прибора из строя ввиду невозможности ремонта. Поэтому описанные панели весьма ненадежны при эксплуатации. Срок их реальной службы в отопительных системах нередко ограничивается одним-двумя годами при расчетной стойкости 15 лет.

Попытки повысить надежность стальных сварных отопительных приборов усовершенствованием формы переточных каналов и коллекторов могут улучшить стойкость при повышенных давлениях теплоносителя, но не коррозионную стойкость материала сварных швов. Конкурирующие с описанными отопительными приборами сборные отопительные панели, имеющие трубы для циркуляции теплоносителя и надетые на их коробчатые в поперечном сечении изогнутые пластины, служащие средствами организации конвективных потоков нагреваемого воздуха, более металлоемки и менее технологичны, хотя и более надежны. Поэтому задача соединения таких свойств, как высокие технологичность и надежность и низкая удельная материалоемкость, остается актуальной.

Решение этой задачи реально возможно посредством изготовления отопительных приборов методами литейной технологии. Из числа таких устройств наиболее близким следует признать литой отопительный прибор, имеет плоскую литую камеру для циркуляции теплоносителя, стенки которой снабжены на наружной поверхности ребрами в виде накладных пластин. Соответственно эффективность теплопередачи от стенок камеры для циркуляции теплоносителя к ребрам (пластинам) будет тем выше, чем плотнее контакт между ними. Однако при раздельном изготовлении камеры и ребер (пластин) и их чисто механической стыковке возможны случаи их неплотного взаимного прилегания с соответствующим ухудшением условий теплопередачи от камеры к ребрам и от ребер к нагреваемому воздуху. Использование же массивных литых ребер повышает металлоемкость отопительных приборов, снижает технологичность их производства и надежность эксплуатации.

В основу изобретения положена задача путем изменения взаимосвязи между стенками камеры для циркуляции теплоносителя и ребрами (пластинами) создать такой литой отопительный прибор, который обладал бы меньшей металлоемкостью.

Поставленная задача решена тем, что в литом отопительном приборе, имеющем плоскую камеру для циркуляции теплоносителя, стенки которой снаружи снабжены ребрами в виде пластин. Согласно изобретению стенки камеры со стороны наружной поверхности снабжены прямоугольными пазами, в которых плотно закреплены упомянутые ребра. При такой взаимосвязи корпуса и ребер отопительного прибора, когда ребра "залиты" материалом корпуса, они могут быть выполнены даже из металлической фольги, температура плавления материала которой предпочтительно выше температуры расплава, используемого для формирования корпуса, а корпус может быть изготовлен из относительно легкоплавких легких сплавов, например на основе алюминия, с использованием металлических форм (кокилей или пресс-форм), что и обеспечит сокращение удельной металлоемкости изделия.

Первое дополнительное отличие состоит в том, что на стенке камеры в зоне размещения ребер выполнен по меньшей мере один прилив, что повышает надежность защемления ребер в пазах.

Второе дополнительное отличие заключается в том, что ребра в пазах закреплены пакетами, состоящими по меньшей мере из двух пластин с выступающими над поверхностью стенки частями, расположенными под углом друг к другу или с образованием плоского зазора. Тем самым увеличивается поверхность теплоотдачи от отопительного прибора к нагреваемому воздуху.

На фиг. 1 показан предлагаемый отопительный прибор (вид спереди); на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - схема закрепления единичного ребра в корпусе отопительного прибора (поперечное сечение); на фиг. 5 - то же, продольное сечение; на фиг. 6 - схема закрепления пакета ребер (поперечное сечение).

Предлагаемый литой отопительный прибор имеет цельнолитую, предназначенную для циркуляции теплоносителя камеру 1 с приливами 2, имеющими резьбовые сквозные отверстия для ввинчивания патрубков. В односекционном отопительном приборе количество приливов с отверстиями должно быть не менее трех, что обусловлено технологией получения полых отливок, а именно необходимостью фиксирования и крепления литейного стержня, формирующего полость камеры, по меньшей мере в трех точках. Для многосекционных отопительных приборов число приливов с отверстиями для патрубков обычно равно четырем. При этом в крайних секциях два отверстия служат для подачи свежего и отвода отработанного жидкого теплоносителя, а смежные торцевые отверстия разных секций - для их соединения между собой в отопительные батареи. Материалом корпуса могут служить серые чугуны невысоких марок (типа СЧ 10), алюминиевые и другие литейные сплавы.

На передней и задней стенках камеры имеются тонкостенные (порядка 0,1.. . 1,0 мм) ребра 3, консольно защемленные в материале стенок при кристаллизации залитого в литейную форму сплава. Ребра 3 могут быть выполнены из тонколистовой стали жести (в том числе отходов их, образовавшихся при раскрое в различных отраслях промышленности) или из металлической фольги, в том числе алюминиевой. Алюминий как материал для ребер целесообразно применять в пакетах, включающих несколько (по меньшей мере две, а преимущественно три пластины как это показано на фиг. 6. При этом крайние пластины в пакетах ребер 3 следует изготовлять из стальной жести, а внутренние - из алюминиевой фольги или листа (полосы).

Алюминиевые ребра помимо всего прочего будут служить средством катодной защиты камеры и стальных ребер от коррозии, что позволяет эксплуатировать отопительный прибор без окраски его поверхности лакокрасочными материалами, неизбежно снижающими его тепловую мощность.

Пластины пакета ребер разводят при установке прибора под углом друг к другу или же с плоским зазором.

Для более надежного крепления ребер 3 в стенках камеры 1, выполненной в виде плоской панели, целесообразно выполнить снаружи каждой стенки по меньшей мере один прилив 4 по всей ширине оребрения.

На практике глубина защемления ребер 3 в стенках камеры 1 может составлять на большей части стенок 1,5...3,0 мм, а в зоне прилива 4 - до 4...6 (в среднем соответственно 2,0 и 5,0 мм).

Секции описанных отопительных приборов изготовляют предпочтительно литьем в кокиль, в который предварительно установлены должным образом стержень, оформляющий полость камеры для циркуляции теплоносителя, и ребра 3 (или пакеты ребер).

Работает описанный отопительный прибор аналогично известным отопительным приборам. Через одно из отверстий в одном из приливов 2 в камеру 1 подают свежий теплоноситель, а с противоположного торца через другое отверстие его сливают. Теплоноситель нагревает стенки камеры 1 и ребра 3, которые служат направляющими для конвективных потоков нагреваемого воздуха.

Предлагаемый литой отопительный прибор имеет следующие преимущества.

В техническом отношении закрепление ребер в стенках камеры кристаллизующимся металлом создает предпосылки для утонения ребер (до 0,1 мм и менее против общепринятых 3 мм и более) и размещения их с произвольным, не обусловленным литейными свойствами сплава шагом.

В технико-экономическом отношении возникает возможность снизить удельную металлоемкость отопительного прибора до 15-20 кг/кВт.

Использование: в отопительных радиаторах для повышения экономичности путем снижения металлоемкости. Сущность изобретения: литой отопительной прибор выполнен в виде плоской камеры с наружным оребрением, выполненным в виде пластин, закрепленных в прямоугольных пазах наружной поверхности камеры, причем ребра в пазах закреплены пакетами, состоящими по меньшей мере из двух пластин с выступающими над поверхность стенки частями, расположенными под углом друг к другу или с образованием зазора. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. ЛИТОЙ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, содержащий плоскую камеру для циркуляции теплоносителя, стенки которой снабжены на наружной поверхности ребрами, выполненными в виде пластин, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения металлоемкости, стенки камеры со стороны наружной поверхности снабжены прямоугольными пазами, в которых закреплены упомянутые ребра. 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что на стенке камеры в зоне размещения ребер выполнен по меньшей мере один прилив. 3. Прибор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ребра в пазах закреплены пакетами, состоящими по меньшей мере из двух пластин с выступающими над поверхностью стенки частями, расположенными под углом одна к другой или с образованием зазора.