Теплообменник для котла и трубка теплообменника - RU2020108519A

1. Теплообменник для котла или подобного устройства, содержащий узел (10) трубок, включающий в себя множество трубок (1), расположенных с наложением друг на друга, по меньшей мере один первый коллекторный узел (11), расположенный снаружи узла (10) трубок, при этом каждая трубка (1) свернута так, чтобы образовать, по существу, плоскую спираль, имеющую по меньшей мере один виток (2а-2с), при этом по меньшей мере одна первая трубка (1) или каждая трубка из множества трубок имеет первый концевой участок (3), проходящий, начиная от внутренней стороны соответствующей спирали к ее внешней стороне, причем первый концевой участок (3), по меньшей мере, частично наложен на по меньшей мере один виток (2а, 2b, 2с) в положении, соответствующем главной поверхности спирали, для подсоединения к по меньшей мере одному первому коллекторному узлу (11), при этом по меньшей мере одна первая трубка (1) или каждая трубка из множества трубок имеет по меньшей мере одно поперечное углубление (6), образованное в по меньшей мере одном витке (2а, 2b, 2с), при этом в по меньшей мере одном поперечном углублении (6), по меньшей мере, частично расположена соответствующая часть (30) первого концевого участка (3).

2. Теплообменник по п. 1, в котором спираль по меньшей мере одной первой трубки (1) или каждой трубки из множества трубок имеет множество по существу компланарных витков (2а, 2b, 2с), которые содержат по меньшей мере один внутренний виток (2а) и по меньшей мере один дополнительный виток (2b, 2с) вокруг внутреннего витка (2а), причем первый концевой участок (3) проходит, начинаясь от внутреннего витка (2а), по меньшей мере одна первая трубка (1) или каждая трубка из множества трубок имеет множество поперечных углублений (6), каждое из которых образовано в соответствующем витке из множества витков (2а, 2b, 2с) в положении, соответствующем упомянутой главной поверхности спирали, причем поперечные углубления (6) находятся в положениях, по существу, выровненных друг с другом в соответствии с направлением прохождения первого концевого участка (3), с образованием таким образом гнезда, в которое, по меньшей мере, частично помещен первый концевой участок (3).

3. Теплообменник по п. 2, в котором по меньшей мере один дополнительный виток (2b, 2с) по меньшей мере одной первой трубки (1) или каждой трубки из множества трубок содержит множество дополнительных витков, включающих в себя внешний виток (2b) и один или более промежуточных витков (2 с) между внутренним витком (2а) и внешним витком (2b).

4. Теплообменник по любому из пп. 1-3, в котором первый концевой участок (3) по меньшей мере одной первой трубки (1) или каждой трубки из множества трубок содержит сегмент трубки (30), имеющий профиль, который, по меньшей мере, частично по существу сплющен или уплощен, по меньшей мере, в положении, соответствующем одному упомянутому поперечному углублению (6), образованному в по меньшей мере одном витке (2а-2с) или в каждом витке из множества витков (2а-2с) соответствующей спирали.

5. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором по меньшей мере один виток (2а) или каждый виток из множества витков (2а-2с) соответствующей спирали содержит сегмент трубки, имеющий профиль, по меньшей мере, частично, по существу сплющенный или уплощенный в соответствующем поперечном углублении (6).

6. Теплообменник по любому из пп. 1-5, в котором по меньшей мере одна первая трубка (1) наложена на вторую трубку (1) или уложена в стопу со второй трубкой (1) из множества трубок на второй главной поверхности соответствующей спирали.

7. Теплообменник по любому из пп. 1-6, содержащий разделительные средства для создания между трубками множества трубчатых проходов (П) для текучего теплоносителя (Т).

8. Теплообменник по любому из пп. 1-7, в котором, по меньшей мере одна первая трубка (1) или каждая трубка из множества трубок имеет внешний профиль с множеством рельефных элементов (5; 5') по меньшей мере на одной из главных поверхностей соответствующей спирали, при этом рельефные элементы (5; 5') одной трубки (1) локально соприкасаются с по меньшей мере одной смежной трубкой (1) из множества трубок, причем рельефные элементы (5; 5') функционируют как разделители для образования между самими трубками прохода (П) для текучего теплоносителя (Т).

9. Теплообменник по любому из пп. 1-8, содержащий по меньшей мере один второй коллекторный узел (12), расположенный снаружи узла (10) трубок, при этом по меньшей мере первая трубка (1) или каждая трубка из множества трубок имеет второй концевой участок (4), проходящий с внешней стороны соответствующей спирали, для подсоединения к по меньшей мере одному второму коллекторному узлу (12).

10. Теплообменник по любому из пп. 1-9, содержащий корпус (41-43) теплообменника, имеющий газовую горелку (20) и выпускное отверстие (45) для дымовых газов на соответствующих противоположных концах корпуса (41-43) теплообменника, при этом узел (10) трубок заключен в корпус (41-43) теплообменника таким образом, что газовая горелка (20) направлена или выступает в осевой полый объем (V), образованный множеством трубок, на первом осевом конце узла (10) трубок, а выпускное отверстие (45) для дымовых газов обращено или сообщается по текучей среде с упомянутым осевым полым объемом (V) на втором осевом конце узла (10) трубок, при этом теплообменник (40) дополнительно содержит по меньшей мере одну перегородку (50) для дымовых газов, производимых газовой горелкой (20), причем по меньшей мере одна перегородка (50) для дымовых газов расположена в узле (10) трубок в промежуточном положении между газовой горелкой (20) и выпускным отверстием (45) для дымовых газов так, чтобы разделить узел (10) трубок на по меньшей мере одну секцию выше по потоку и одну секцию ниже по потоку относительно перегородки (50) для дымовых газов и, таким образом, заставить дымовые газы следовать по, по существу, обязательному по пути между газовой горелкой (20) и выпускным отверстием (45) для дымовых газов, начиная от упомянутого осевого полого объема (V) по направлению к внешней стороне узла (10) трубок, в секцию выше по потоку от перегородки (50) для дымовых газов, и затем с внешней стороны узла (10) трубок по направлению к упомянутому осевому полому объему (V), в секцию ниже по потоку от перегородки (50) для дымовых газов.

11. Теплообменник по п. 10, содержащий по меньшей мере один второй коллекторный узел (12), расположенный снаружи узла (10) трубок, при этом по меньшей мере первая трубка (1) или каждая трубка из множества трубок имеет второй концевой участок (4), проходящий с внешней стороны соответствующей спирали, для подсоединения к по меньшей мере одному второму коллекторному узлу (12), при этом первый коллекторный узел (11) представляет собой подающий коллектор (11), а второй коллекторный узел представляет собой возвратный коллектор (12), первые концевые участки (3_1-10) трубок (1_1-10), принадлежащих секции выше по потоку от перегородки (50) для дымовых газов, подсоединены параллельно к первому коллекторному узлу (11), а вторые концевые участки (4_1-10) трубок (1_1-10), принадлежащих секции выше по потоку от перегородки (50) для дымовых газов, подсоединены параллельно ко второму коллекторному узлу (12); и первые концевые участки (3_11-15) трубок (1_11-15), принадлежащих секции ниже по потоку от перегородки (50) для дымовых газов, подсоединены параллельно ко второму коллекторному узлу (12), а вторые концевые участки (4_11-15) трубок (1_11-15), принадлежащих секции ниже по потоку от перегородки (50) для дымовых газов, подсоединены параллельно к первому коллекторному узлу (12).

12. Теплообменник по п. 10, содержащий по меньшей мере один второй коллекторный узел (12), расположенный снаружи узла (10) трубок, при этом по меньшей мере первая трубка (1) или каждая трубка из множества трубок имеет второй концевой участок (4), проходящий с внешней стороны соответствующей спирали, для подсоединения к по меньшей мере одному второму коллекторному узлу (12), при этом теплообменник дополнительно содержит узел (13) перепускного коллектора, в котором первый коллекторный узел (11) является подающим коллектором (11), а второй коллекторный узел является возвратным коллектором (12), первые концевые участки (3_1-8) трубок (1_1-8), принадлежащих секции выше по потоку от перегородки (50) для дымовых газов, подсоединены параллельно к первому коллекторному узлу (11), а вторые концевые участки (4_1-8) трубок (1_1-8), принадлежащих секции выше по потоку от перегородки (50) для дымовых газов, подсоединены параллельно к узлу (13) перепускного коллектора, и первые концевые участки (3_9-16) трубок (1_9-16), принадлежащих секции ниже по потоку от перегородки (50) для дымовых газов, подсоединены параллельно ко второму коллекторному узлу (12), а вторые концевые участки (4_9-16) трубок (1_9-16), принадлежащих секции ниже по потоку от перегородки (50) для дымовых газов, подсоединены параллельно к узлу (13) перепускного коллектора.

13. Котел или подобное нагревательное устройство, содержащее теплообменник по любому из пп. 1-12.

14. Трубка теплообменника для котла или подобного устройства, при этом трубка (1) свернута так, чтобы образовать по существу плоскую спираль, имеющую, по меньшей мере, один виток (2а-2с), причем трубка (1) имеет первый концевой участок (3), проходящий, начиная с внутренней стороны соответствующей спирали, по направлению к ее внешней стороне, причем первый концевой участок (3), по меньшей мере, частично наложен на по меньшей мере один виток (2а, 2b, 2с) в положении, соответствующем главной поверхности спирали, при этом трубка (1) имеет по меньшей мере одно поперечное углубление (6), образованное в по меньшей мере одном витке (2а, 2b, 2с), причем в по меньшей мере одно поперечное углубление (6), по меньшей мере, частично помещена соответствующая часть (30) первого концевого участка (3), при этом предпочтительно спираль трубки (1) имеет множество по существу компланарных витков (2а, 2b, 2с), которые содержат по меньшей мере один внутренний виток (2а) и по меньшей мере один дополнительный виток (2b, 2с) вокруг внутреннего витка (2а), причем первый концевой участок (3) отходит от внутреннего витка (2а), трубка (1) имеет множество поперечных углублений (6), каждое из которых образовано в соответствующем витке из множества витков (2а, 2b, 2с) в положении, соответствующем упомянутой главной поверхности спирали, причем поперечные углубления (6) находятся в положениях, по существу, выровненных друг с другом в направлении протяженности первого концевого участка (3), чтобы образовать тем самым гнездо, в которое, по меньшей мере, частично помещен первый концевой участок (3).

15. Способ изготовления трубки теплообменника по п. 14, включающий этапы на которых берут трубку (1); сворачивают трубку в спираль, образующую, по меньшей мере, первый концевой участок (3); вставляют в первый концевой участок (3) опорный сердечник; прижимают, по меньшей мере, часть первого концевого участка (3), содержащего опорный сердечник, к по меньшей мере одному витку, так, чтобы образовать по меньшей мере одно поперечное углубление (6) для, по меньшей мере, частичного размещения соответствующей части (30) первого концевого участка (3); и удаляют опорный сердечник из первого концевого участка (3).