ЗМЕЕВИДНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 2001 года по МПК F28D1/47 F25B39/02 

Способ получения змеевидного теплообменника, в частности испарителя для рефрижераторных контуров, и змеевидный теплообменник, соответствующий указанному способу.

Настоящее изобретение относится к способу получения змеевидного теплообменника, в частности испарителя для рефрижераторных контуров профилированных таким образом, чтобы иметь наклон на боковой проекции относительно по меньшей мере части своей длины, направление которого внезапно или постепенно меняется на обратное по меньшей мере один раз относительно плоскости, которая, по существу, параллельна общей плоскости теплообменника, в частности относительно плоскости, по существу, параллельной главному направлению воздушного потока, в котором расположен теплообменник, относительно, по существу, вертикальной или, по существу, горизонтальной плоскости.

Такой вид теплообменника или испарителя является известным, причем такие теплообменники, как правило, имеют волнистый или зигзагообразный профиль. Один такой теплообменник описан в британском патенте N 736155 и содержит трубчатый элемент, изогнутый в виде змеевидной конфигурации, состоящей из ряда, по существу, параллельных прямолинейных трубчатых секций, множества проволочных связей, присоединенных к каждой стороне змеевидной конфигурации, причем проволочные связи проходят вдоль длины змеевидной конфигурации и присоединены к ее прямолинейным трубчатым секциям, при этом теплообменник для обеспечения волнистого или зигзагообразного профиля изогнут в двух местах вдоль его детины.

С функциональной точки зрения этот вид теплообменника гарантирует значительное улучшение теплообмена. Такой вид теплообменника делает возможным увеличение поверхности теплообмена или позволяет увеличить длину змеевика при сохранении их общих размеров в некоторых пределах.

Кроме того, характерный неплоский профиль теплообменника вызывает турбулентность воздушного потока вдоль теплообменника, увеличивая таким образом эффективность теплообмена.

Однако, с другой стороны, изготовление указанных волнистых или зигзагообразных теплообменников не так просто, как обычных плоских теплообменников, а линии для монтажа обычных плоских теплообменников могут быть вряд ли использованы для монтажа теплообменников волнистого или зигзагообразного профиля без каких-либо изменений для приспособления к новому продукту. Таким образом, для производства волнистых или зигзагообразных теплообменников требуются специальные линии, так что стоимость производства увеличивается по сравнению с производством обычных плоских теплообменников.

Задачей настоящего изобретения является создание способа (получения теплообменника вышеуказанного вида), с помощью которого становится возможным устранить вышеуказанный недостаток и который гарантирует низкую стоимость производства теплообменников волнистого и/или зигзагообразного профиля, отличающихся более высоким качеством.

Настоящее изобретение обеспечивает решение вышеуказанной задачи способом получения теплообменников такого вида, как было упомянуто вначале, причем этот способ отличается тем, что предусматривает гибку трубки в плоской змеевидной конфигурации, состоящей из ряда, по существу, параллельных прямолинейных трубчатых секций, присоединение множества проволочных связей к каждой стороне плоской змеевидной конфигурации, причем указанные проволочные связи проходят вдоль длины плоской змеевидной конфигурации и присоединены к ее указанным прямолинейным трубчатым секциям, и гибку плоской змеевидной конфигурации и проволочных связей, присоединенных к ней, вокруг оси или осей, соответствующих одной или более указанных прямолинейных трубчатых секций.

Гибка может быть выполнена несколькими способами при использовании гибочных машин или приспособлений, штампов или других деформирующих инструментов.

При осуществлении настоящего изобретения оно может быть воплощено таким образом, что указанная плоская змеевидная конфигурация и проволочные связи, присоединенные к ней, изогнуты вокруг осей, соответствующих чередующимся осям указанных прямолинейных секций, а предпочтительно, чтобы проволочные связи, присоединенные к противоположным сторонам змеевидной конфигурации, были расположены в шахматном порядке относительно друг друга.

Обеспечение того, что плоская змеевидная конфигурация изогнута вокруг оси или осей, соответствующих одной или более прямолинейных трубчатых секций, означает, что трубка подвергается только скручиванию, по существу, вокруг своей собственной оси, а не изгибается вдоль поперечной оси, что, как правило, ведет к ослаблению змеевика и к уменьшению поперечного сечения трубки вследствие сдавливания трубки в точках изгиба.

Конкретный выбор положения линий изгиба и расположения проволочных связей в шахматном порядке обеспечивает возможность гибки теплообменника из плоской конфигурации в конфигурацию, имеющую по меньшей мере некоторые наклонные секции, избегая какого-либо риска отрыва проволочных связей от змеевика, то есть разрушения точек пайки мягким припоем.

Вышеупомянутые преимущества особенно очевидны в случае теплообменника, имеющего зигзагообразный профиль, в котором имеются различные линии изгиба.

Настоящее изобретение относится также к вышеупомянутому виду теплообменника, который содержит гнутый трубчатый элемент в змеевидной конфигурации, состоящей из ряда, по существу, параллельных прямолинейных трубчатых секций, множества проволочных связей, присоединенных к каждой стороне змеевидной конфигурации, причем указанные проволочные связи проходят вдоль длины змеевидной конфигурации и присоединены к ее указанным прямолинейным трубчатым секциям, и отличается тем, что змеевидная конфигурация и проволочные связи, присоединенные к ней, изогнуты вокруг оси или осей, соответствующих одной или более указанных прямолинейных трубчатых секций.

Предпочтительно теплообменник может иметь такое устройство, чтобы змеевидная конфигурация и проволочные связи, присоединенные к ней, были изогнуты вокруг осей, соответствующих разным осям указанных прямолинейных трубчатых секций для получения зигзагообразного профиля, профиля зубов пилы или нерегулярного профиля.

Предпочтительно, чтобы проволочные связи, присоединенные к противоположным сторонам змеевидной конфигурации, были расположены относительно друг друга в шахматном порядке.

Отличительные признаки настоящего изобретения и получаемые благодаря им преимущества станут более очевидными из следующего описания предпочтительного варианта осуществления, иллюстрируемого на сопроводительных чертежах, где:
Фиг. 1 - схематическое изображение холодильника с испарителем, имеющим регулярный зигзагообразный профиль, соответствующий настоящему изобретению.

Фиг. 2 - изометрическое изображение плоского испарителя на первой стадии осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 3 - изометрическое изображение испарителя, изогнутого для получения зигзагообразного профиля, на второй стадии осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 4 - схематическое изображение холодильника с испарителем, имеющим зубчатый профиль (профиль зубьев пилы).

Фиг. 5 - схематическое изображение холодильника с испарителем, имеющим нерегулярный профиль ломаной линии.

Как показано на фиг. 1, холодильник 1 установлен так, чтобы его тыльная сторона была против стены 2 комнаты. Змеевидный испаритель рефрижераторного контура смонтирован с наружной стороны на заднюю поверхность холодильника 1. Между задней поверхностью холодильника 1 и стеной 2 комнаты может быть оставлен промежуток минимальной величины для образования вертикального канала, в котором будет создаваться самопроизвольно поднимающийся воздушный поток, который обтекает испаритель и охлаждает его.

Испаритель 30, который является змеевидным теплообменником, имеет зигзагообразный профиль боковой проекции. Этот профиль является зубчатым профилем с треугольными зубцами, которые являются равнобедренными и одинаковыми, но которые могут быть также нерегулярными и отличающимися друг от друга.

На фиг. 2 и 3 показаны две стадии осуществления способа монтажа такого теплообменника.

На первой стадии (фиг. 2), испаритель или теплообменник монтируют как обычный плоский испаритель. Таким образом, можно использовать те же производственные линии, что и в производстве обычного теплообменника или испарителя.

На второй стадии выполняют гибку, формование или деформирование плоского теплообменника 3 для получения определенного зигзагообразного профиля.

Для гибки, формования или деформирования плоского теплообменника, чтобы получить гнутый элемент (как в случае, показанном на фиг. 1-3), имеющий зигзагообразую конфигурацию, можно использовать любые устройства для выполнения гибки, формования или деформирования.

Как ясно показано на фиг. 2 и 3, предпочтительно, чтобы змеевик 103 теплообменника 3 был ориентирован так, чтобы параллельные секции 203 трубки были ориентированы перпендикулярно направлению воздушного потока, проходящего через теплообменник, в частности, по существу, параллельно линиям изгиба.

Предпочтительно, чтобы линии изгиба были выбраны вблизи параллельных секций 203 змеевидной трубки. В частности, линии изгиба могут быть выбраны также совершенно соосными соответствующим секциям 203 змеевидной трубки 103.

В этом случае змеевидная трубка не подвергается изгибу в направлении, которое перпендикулярно ее оси и которое может привести к ослаблению змеевика и к сдавливанию трубки в зоне изгиба.

Змеевидную трубку подвергают скручиванию по существу вокруг ее оси и этот вид деформации исключает опасность какого-либо сдавливания.

В результате этого, как также показано на фиг. 2, проволочные связи 303, которые установлены на обеих противоположных сторонах змеевика, располагаются в шахматном порядке по отношению к другим на противоположной стороне.

Этот признак исключает какое-либо задевание проволочных связей 303 друг друга в процессе гибки теплообменника 3 из его плоской конфигурации в изогнутую.

Угол изгиба наклонных секций зависит от различных материалов и от вида конструкции теплообменника и может быть определен расчетным путем.

Как показано на фиг. 4 и 5, конфигурация теплообменника, которая может быть получена способом, соответствующим настоящему изобретению, не ограничена регулярным зигзагообразным профилем.

В зависимости от расстояний между секциями 203 змеевидной трубки 103, которые параллельны линиям изгиба, можно также получать теплообменники, имеющие зубчатый профиль или профиль, соответствующий ломаной линии нерегулярной формы.

В этом последнем случае можно также получить змеевик, имеющий разные расстояния между двумя смежными секциями 203 змеевидной трубки. Это позволяет получать очень большое число разных нерегулярных или комбинированных конфигураций.

В примерах, показанных на приведенных чертежах, линии изгиба и одинаковые секции 203 змеевидной трубки 103 ориентированы перпендикулярно направлению воздушного потока, проходящего через теплообменник 3.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в испарителях для рефрижераторных контуров. Способ предназначен для получения змеевидного теплообменника, в частности испарителя для рефрижераторных контуров, профилированного так, чтобы иметь наклон на боковой проекции относительно по меньшей мере одной части своей длины, направление которого внезапно или постепенно меняется на обратное по меньшей мере один раз относительно плоскости, которая, по существу, параллельна одному из направлений, определенных длиной теплообменника. Способ предусматривает: получение конструкции по меньшей мере змеевика или законченного теплообменника в плоской конфигурации; гибку и/или формование, или деформирование плоского змеевика или плоского законченного теплообменника так, чтобы обеспечить требуемые наклоны. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ получения змеевидного теплообменника (3), в частности испарителя для рефрижераторных контуров, профилированного так, чтобы иметь наклон на боковой проекции относительно по меньшей мере одной части своей длины, направление которого внезапно или постепенно изменяется на обратное по меньшей мере один раз относительно плоскости, которая по существу параллельна общей плоскости теплообменника (3), отличающийся тем, что предусматривает гибку трубки в плоской змеевидной конфигурации (103), состоящей из ряда по существу параллельных прямолинейных трубчатых секций (203), крепление множества проволочных связей (303) к каждой стороне плоской змеевидной конфигурации (103), причем указанные проволочные связи (303) проходят вдоль длины плоской змеевидной конфигурации (103) и присоединены к ее указанным прямолинейным трубчатым секциям (203), и гибку плоской змеевидной конфигурации (103) и проволочных связей (303), прикрепленных к ней, вокруг оси или осей, соответствующих одной или более указанных прямолинейных трубчатых секций (203). 2. Способ по п.1, в котором указанная плоская змеевидная конфигурация (103) и проволочные связи (303), присоединенные к ней, изгибают вокруг осей, соответствующих чередующимся осям указанных прямолинейных трубчатых секций (203). 3. Способ по п. 1 или 2, в котором проволочные связи (303), присоединенные к противоположным сторонам плоской змеевидной конфигурации (103), расположены относительно друг друга в шахматном порядке. 4. Змеевидный теплообменник (3), в частности испаритель для рефрижераторных контуров, профилированный так, чтобы иметь наклон на боковой проекции относительно по меньшей мере части своей длины, направление которого внезапно или постепенно меняется на обратное по меньшей мере один раз относительно плоскости, которая по существу параллельна общей плоскости теплообменника (3), содержащий гнутый трубчатый элемент в змеевидной конфигурации (103), состоящей из ряда по существу параллельных прямолинейных трубчатых секций (203), множество проволочных связей (303), присоединенных к каждой стороне змеевидной конфигурации (103), причем указанные проволочные связи (303) проходят вдоль длины змеевидной конфигурации (103) и присоединены к ее указанным прямолинейным трубчатым секциям (203), отличающийся тем, что змеевидная конфигурация (103) и проволочные связи (303), присоединенные к ней, изогнуты вокруг оси или осей, соответствующих одной или более указанных прямолинейных трубчатых секций (203). 5. Змеевидный теплообменник (3) по п.4, в котором указанная плоская змеевидная конфигурация (103) и проволочные связи (303), присоединенные к ней, изогнуты вокруг осей, соответствующих чередующимся осям указанных прямолинейных трубчатых секций (203). 6. Змеевидный теплообменник (3) по п.4, в котором указанная плоская змеевидная конфигурация (103) и проволочные связи (303), присоединенные к ней, изогнуты вокруг осей, соответствующих осям разных указанных прямолинейных трубчатых секций (203) для получения зигзагообразного профиля, профиля зуба пилы или нерегулярного профиля. 7. Змеевидный теплообменник (3) по пп.4 - 6, в котором проволочные связи (303), присоединенные к противоположным сторонам плоской змеевидной конфигурации (103), расположены относительно друг друга в шахматном порядке.