RU2032878C1

RU2032878C1 - Tubular finned element for heat exchanger

Info

Publication number: RU2032878C1
Authority: RU
Inventors: Геннадий Васильевич Аверин; Виталий Иванович Зуев; Виктор Иванович Суздаленко
Original assignee: Геннадий Васильевич Аверин
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: tubular finned element for heat exchanger has pipe with at least one passage in section, mainly of rectangular form. Made integral with pipe are fins oriented by their frontal surface in width of pipe and located in spaced relation to each other. Upper part of each fin is made in form of single rounded shelf and their frontal surface is divided in width by parts where even are shifted relative to odd ones in direction of beginning of rounded shelf by amount equal to pitch between fins forming clearances between these parts. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, в частности к конструкции трубчатого элемента, в котором ребра выполнены как одно целое с трубкой. The invention relates to heat exchangers, in particular to the design of a tubular element in which the ribs are made integrally with the tube.

Широко известны трубчатые элементы с оребрением, выполненным за одно целое с трубой. Widely known tubular elements with fins made in one piece with the pipe.

Трубчатый элемент имеет по крайней мере один канал в сечении, преимущественно, прямоугольной формы, а его ребра ориентированы фронтальной поверхностью по ширине трубы и расположены с зазорами один относительно другого. The tubular element has at least one channel in the section, mainly of rectangular shape, and its ribs are oriented by the frontal surface along the width of the pipe and are located with gaps one relative to the other.

Теплообменники, изготовленные из указанного трубчатого элемента, имеют улучшенные теплогидравлические характеристики по сравнению с теплообменниками, имеющими оребрение, прикрепленное к трубе, например припаянную гофрированную пластину охлаждения. Heat exchangers made from said tubular element have improved thermo-hydraulic characteristics compared to heat exchangers having fins attached to the pipe, for example, a soldered corrugated cooling plate.

Однако вследствие того, что ребра расположены в ряд по ширине трубы, происходит ламинарное движение потока воздуха, что снижает эффективность теплоотдачи. However, due to the fact that the ribs are arranged in a row along the width of the pipe, a laminar motion of the air flow occurs, which reduces the efficiency of heat transfer.

Кроме того, ребра, особенно в верхней части, несмотря на равнотолщинность по высоте не обладают достаточной жесткостью, что отрицательно сказывается на прочности конструкции. In addition, the ribs, especially in the upper part, despite the equal thickness in height, do not have sufficient rigidity, which negatively affects the strength of the structure.

Наиболее близким решением к предлагаемому по технической сущности является трубчатый оребренный элемент, который содержит трубу по меньшей мере с один каналом в сечении, преимущественно, прямоугольной формы, на больших поверхностях которой расположены ребра, ориентированные фронтальной поверхностью по ширине трубы и расположенные с зазорами один относительно другого. The closest solution to the proposed technical essence is a tubular ribbed element that contains a pipe with at least one channel in a section, mainly of rectangular shape, on large surfaces of which there are ribs oriented along the width of the pipe along the front surface and located with respect to one another relative to the gaps .

По высоте ребра имеют переменную толщину. In height, the ribs have a variable thickness.

Общеизвестно, что равнотолщинные ребра требуют большего расхода материала (припуска для получения заданной поверхности теплопередачи), чем ребра, толщина которых уменьшается от основания к вершине. It is well known that equal-thickness ribs require a greater consumption of material (allowance for obtaining a given heat transfer surface) than ribs whose thickness decreases from the base to the top.

Так как в последнем случае при наличии такого же припуска, как и для получения равнотолщинных ребер, будет образовываться большая поверхность теплопередачи, что в целом улучшает теплопередающую способность теплообменника. Since in the latter case, in the presence of the same allowance as for equal thickness ribs, a large heat transfer surface will form, which generally improves the heat transfer ability of the heat exchanger.

Этому трубчатому элементу присущи вышеуказанные недостатки, при этом его ребра обладают еще меньшей жесткостью, чем в вышеописанном. The above disadvantages are inherent in this tubular element, while its ribs have even less rigidity than in the above.

Цель изобретения повышение эффективности теплоотдачи и прочности конструкции. The purpose of the invention is the improvement of heat transfer efficiency and structural strength.

Поставленная цель достигается тем, что в трубчатом оребренном элементе для теплообменника, содержащем трубу по меньшей мере с одним каналом в сечении, преимущественно, прямоугольной формы, и выполненные за одно целое с ней ребра, ориентированные фронтальной поверхностью по ширине трубы и расположенные с зазорами один относительно другого, в каждом из ребер, ориентированных фронтальной поверхностью по ширине трубы, верхняя часть выполнена в виде единой скругленной полки, а их фронтальная поверхность по ширине разделена на части, при этом каждая четная часть смещена относительно нечетных частей в направлении начала скругленной полки на величину половины шага между ребрами с образованием зазоров. This goal is achieved in that in a tubular finned element for a heat exchanger containing a pipe with at least one channel in a section, mainly of rectangular shape, and ribs made in one piece with it, oriented by the frontal surface along the width of the pipe and located with one gap relative to the other, in each of the ribs oriented by the frontal surface along the width of the pipe, the upper part is made in the form of a single rounded shelf, and their frontal surface is divided into parts by width, while each even part is offset relative to the odd parts in the direction of the beginning of the rounded shelf by half the distance between the ribs with the formation of gaps.

Кроме того, части фронтальной поверхности ребер выполнены эквидистантными с соизмеримой шириной. In addition, parts of the front surface of the ribs are made equidistant with a comparable width.

Сопоставительный анализ признаков известного и предлагаемого решений показывает, что последнее имеет отличительные признаки, которым нет сходных в аналоге. A comparative analysis of the features of the known and proposed solutions shows that the latter has distinctive features that are not similar in the analogue.

Следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Therefore, the proposed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty."

Предлагаемый трубчатый элемент по сравнению с аналогом обладает большей жесткостью, а следовательно, и прочностью, так как верхняя часть ребра выполнена в виде единой скругленной полки, простирающейся вдоль ширины трубы, а четные части ребра смещены относительно нечетных. The proposed tubular element, in comparison with the analogue, has greater rigidity and, therefore, strength, since the upper part of the rib is made in the form of a single rounded shelf extending along the width of the pipe, and even parts of the rib are offset relative to odd ones.

Последнее благоприятствует также улучшению теплоотдачи ребер, так как воздушные потоки соприкасаются со всей поверхностью ребра. The latter is also conducive to improving the heat transfer of the ribs, since the air flows in contact with the entire surface of the ribs.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "положительный эффект". Thus, the proposed technical solution meets the criteria of the invention "positive effect".

Отличительные существенные признаки предлагаемого технического решения в результате проведенного исследования известных решений не обнаружены. Distinctive essential features of the proposed technical solution as a result of the study of the known solutions were not found.

Следовательно, предлагаемая совокупность признаков соответствует критерию изобретения "существенные отличия". Therefore, the proposed combination of features meets the criteria of the invention "significant differences".

На фиг. 1 представлен предлагаемый трубчатый элемент; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 presents the proposed tubular element; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1.

Трубчатый оребренный элемент содержит трубу 1 и выполненные за одно целое с ней путем механической обработки ребра 2. The tubular finned element comprises a pipe 1 and made in one piece with it by machining the ribs 2.

Труба 1 имеет по меньшей мере один канал 3 в сечении, преимущественно, прямоугольной формы. The pipe 1 has at least one channel 3 in cross section, mainly of a rectangular shape.

Ребра 2 ориентированы фронтальной поверхностью по ширине трубы 1 и расположены с зазорами (равными шагу t) один относительно другого вдоль длины трубы. The ribs 2 are oriented by the frontal surface along the width of the pipe 1 and are located with gaps (equal to the pitch t) one relative to the other along the length of the pipe.

В каждом из ребер, ориентированных фронтальной поверхностью по ширине трубы, верхняя часть выполнена в виде единой скругленной полки 4, а их фронтальная поверхность по ширине ребра разделена на части 5. In each of the ribs oriented by the frontal surface along the width of the pipe, the upper part is made in the form of a single rounded shelf 4, and their frontal surface is divided into parts 5 along the width of the rib.

При этом каждая четная часть смещена относительно нечетных частей на величину половины шага t между ребрами с образованием зазоров. Moreover, each even part is offset relative to the odd parts by half the step t between the ribs with the formation of gaps.

Части 5 фронтальной поверхности ребер выполнены эквидистантными с соизмеримой шириной. Parts 5 of the front surface of the ribs are made equidistant with a comparable width.

Рассмотрим работу трубчатого элемента на примере использования его в качестве испарителя воздухоохладителя системы кондиционирования воздуха в транспортном средстве. Let us consider the operation of a tubular element using it as an evaporator of an air cooler in an air conditioning system in a vehicle.

По каналам 3 трубы 1 циркулирует хладоноситель, а между ребрами 2 продуваемый воздух. The coolant circulates through the channels 3 of the pipe 1, and air is blown between the ribs 2.

Хладоноситель в результате изменения своего агрегатного состояния поглощает тепло, вследствие чего ребра 2 и продуваемый через них воздух охлаждаются. The coolant as a result of a change in its state of aggregation absorbs heat, as a result of which the ribs 2 and the air blown through them are cooled.

При этом за счет смещения частей 5 ребра четных относительно нечетных воздушный поток имеет турбулентное движение, что способствует повышению эффективности теплоотдачи и улучшению комфортных условий в транспортном средстве. At the same time, due to the displacement of parts 5 of the even and relatively odd ribs, the air flow has a turbulent movement, which helps to increase the heat transfer efficiency and improve the comfort conditions in the vehicle.

Кроме того, наличие полки 4 в совокупности со смещением частей четных относительно нечетных способствует прочности конструкции, а следовательно, и эффективности теплоотдачи и позволяет между трубчатыми оребренными элементами монтировать трубки радиатора-отопителя, осуществляя таким образом сборку комбинированного теплообменника, подвергаемого в дальнейшем пайке. In addition, the presence of the shelf 4, together with the displacement of the even and relatively odd parts, contributes to the structural strength and, consequently, to the heat transfer efficiency, and allows the radiator-heater tubes to be mounted between the tubular finned elements, thereby assembling the combined heat exchanger, which is subsequently soldered.

Claims

1. A TUBULAR CIRCUITED ELEMENT FOR A HEAT EXCHANGER, comprising a pipe with at least one channel having a predominantly rectangular cross section, on the larger side of the pipe there are transverse ribs equally spaced with the pipe wall, with each rib in the base zone cuts are made at equal distance with the formation of individual rib elements, and the outer sections of the rib opposite the base are rounded, characterized in that the rounded section is made in the form of a solid shelf, and the cuts are made on a part of the length of the rib from the base to the said rounded portion, the base of each even element of the rib being offset relative to the base of the rib toward the outer edge of the rounded portion by an amount equal to half the pitch between adjacent ribs.

2. The element according to claim 1, characterized in that the planes of the offset even elements of the ribs are parallel to the planes of the odd elements, the even and odd elements having the same width.