Трубчатый радиатор
TUBULAR RADIATOR

Изобретение относится к отопительной технике, а именно к системам централизованного водяного отопления, может быть использовано в современных офисных и жилых зданиях с повышенными требованиями к интерьерам помещений.
Существуют различные виды отопительных приборов: чугунные радиаторы, стальные радиаторы, алюминиевые радиаторы из прессованного профиля, трубчатые радиаторы, конвекторы (ГОСТ 31311-2005).
Одними из самых распространённых видов отопительных приборов, используемых в современных зданиях, являются секционные алюминиевые и биметаллические радиаторы, например производства фирмы ROYAL THERMO RUS (https://www.royal-thermo.ru/production/stages/).
Преимуществами секционных радиаторов являются модульная конструкция, позволяющая в определенных условиях увеличивать количество секций в условиях потребителя, современный дизайн криволинейных форм, высокий показатель удельной теплоотдачи на одну секцию. К недостаткам секционных радиаторов можно отнести вероятность возникновения течей в местах соединений секций, вероятность разгерметизации при наращивании секций потребителем при отсутствии необходимого инструмента для опрессовки новой сборки, самым большим недостатком является сложность технологического процесса изготовления секционных алюминиевых радиаторов. Сложность технологического процесса заключается в наличии фактически металлургического производства, при изготовлении секции происходит плавка алюминия, что требует входного контроля алюминиевого сплава, применения шахтных и дозирующих автоматизированных печей, для подачи сплава в пресс-формы, литья под давлением измеряемом в тысячах тонн, с использованием роботизированных комплексов, изготавливающих ограниченное количество секций за одну операцию, а также требуется значительное оснащение производства для изготовления секционных радиаторов.
Производители обеспечивают оптимизацию формы секции для получения максимальной теплоотдачи, например см. полезные модели №122469 «Секционный радиатор», № 123123 «Секционный радиатор» или №144024 «Радиатор секционного типа и секция радиатора для его изготовления», содержащие герметично соединенные между собой секции из алюминиевого сплава, в каждой секции - вертикальную трубу, сообщающуюся с горизонтальными верхним и нижним коллекторами для прохода теплоносителя, при этом вертикальная труба выполнена с двухсторонним симметричным вертикальным оребрением, соединенным с передней и задней панелями, образуя ребро жесткости, с размещенными на его поверхности теплопередающими вертикальными тремя ребрами, имеющими разную длину. При этом верхний край задней панели выполнен пальцеобразной формы и загнут в сторону верхнего коллектора, ребро жесткости выполнено с наружными волнообразными выступами; при этом продольные стороны теплопередающих ребер жесткости на две третьих длины выполнены зауженными; а верхний край заднего ребра имеет продолжение в виде криволинейной стенки, закрывающий верхний коллектор и заходящий под наклоненный верхний край задней панели, с образованием над верхним коллектором немного смещенного вперед несимметричного замкнутого контура.
Основным недостатком описанного коллектора являются сложность изготовления, а также, из-за конструктивных особенностей, коллектор является местом сбора пыли и увеличивает циркуляцию пыли и аллергенов в месте установки.
Следующие два вида отопительных приборов, не требующих металлургического производства, являются конвекторы и трубчатые радиаторы.
Конвекторы представляют собой трубы с оребрением, осуществляемым методом посадки большого количества ламелей на трубку при ее дорнировании, например конвекторы серии «Универсал» производства АО «Завод Универсал» (https://zavoduniversal.ru/catalog/ production/konvektory/). Конвекторы осуществляют нагрев воздуха за счет естественной конвекции. Преимуществами конвекторов являются скорость нагрева помещений, которая значительно выше, чем у аналогичных радиаторов, а также, для конвекторов с декоративной крышкой, минимальный риск ожога. Недостатками конвекторов являются ограниченность применения по объему помещения, риск получения травм об острые грани ламелей при отсутствии декоративного кожуха, сложность очистки, так как он является местом сбора пыли и аллергенов и увеличивает циркуляцию пыли и аллергенов в помещениях, наличие шума из-за наличия процессов расширения разнородных металлов труб и ламелей, в дополнение имеют архаичный дизайн. Пример изобретения отражающего общий принцип конвектора описан в патенте № 2369807.
Трубчатый радиатор представляет собой две трубы-коллектора с фланцами для подсоединения коммуникаций, между которыми расположены вертикальные полые трубки, например, трубчатый радиатор серии «Гармония» производства ООО «КЗТО «Радиатор» (https://www.kzto.ru/garmoniy). Радиатор имеет простую конструкцию, реализуемую на машиностроительном предприятии, дополнительная полость внутри трубки радиатора обеспечивает конвекцию воздуха, что увеличивает теплоотдачу по сравнению с трубчатыми радиаторами, у которых трубки выполнены в виде цилиндров. Недостатками данных трубчатых радиаторов является несимметричность радиатора при однорядном исполнении, или увеличенная толщина радиатора при двухрядном исполнении, а также наличие минимального контакта соединения между трубкой и коллектором, что приводит к появлению в данном месте значительных напряжений, в том числе направленных вдоль трубок вниз. Существенным недостатком также является конструкция трубки, требующая применение лазерного сварочного аппарата с дополнительными степенями свободы из-за заужения диаметра входа и выхода внешней поверхности трубки.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является вышеназванный трубчатый радиатор серии «Гармония» производства ООО «КЗТО «Радиатор», описанный в патенте на полезную модель № RU 23954, который принят за прототип и содержит два горизонтальных коллектора с соединительными элементами по концам, полости которых связаны между собой рядом вертикальных колонок, которые выполнены в виде соосно расположенных внешней и внутренней труб, образующих кольцевую полость, связанную с полостями коллекторов через отверстия, выполненные в боковой стенке внешней трубы, прилегающей к коллекторам. За счет отсутствия острых элементов конструкции исключается риск получения травм, а также сложность очистки, так как исключены места сбора пыли и аллергенов. Радиатор работает бесшумно из-за отсутствия процессов расширения разнородных металлов труб и ламелей. Недостатками известного устройства трубчатого радиатора являются недостаточная прочность соединения трубок и коллекторов радиатора, сложность изготовления полой трубки и изделия в целом.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является:
- повышение прочности соединения трубок и коллекторов радиатора,
- упрощение конструкции полой трубки при изготовлении с использованием оборудования с меньшим количеством степеней свободы,
- создание простой симметричной однорядной конструкции трубчатого радиатора.
Техническим результатом от реализации заявляемого технического решения является:
- повышение качества трубчатого радиатора, за счет увеличения контакта между трубкой и коллектором и уменьшения нагрузок между ними;
- для изготовления полой трубки достаточно использования лазерного сварочного аппарата с двумя степенями свободы в горизонтальной плоскости;
- повышение эстетических и эксплуатационный качеств за счет приближения конструкции трубчатого радиатора к виду секционного радиатора и его подключения к сетям централизованного отопления.
Задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в известном трубчатом радиаторе, содержащем соединённые между собой верхний и нижний коллекторы, полые трубки и фланцы подключения, каждая полая трубка выполнена в виде двух труб разного диаметра, вставленных друг в друга и герметично соединенных по верхнему и нижнему контуру, при этом верхняя и нижняя части внутренней трубы выполнены с расширением до размера внешней трубы, а каждый коллектор выполнен в виде набора округлых переходников, из которых каждый расположен соосно и соединяет две соседние полые трубки, причем каждый округлый переходник выполнен в виде прямой круглой трубы, иссечённой двумя цилиндрами большего диаметра, перпендикулярными к оси трубы в одной плоскости с каждого края трубы, а фланцы подключения установлены на крайние полые трубки соосно верхнему и нижнему коллекторам и выполнены также в виде полых трубок, при этом фланцы подключения и коллекторы располагаются симметрично относительно общей плоскости сечения.
Выполнение каждой полой трубки в виде двух труб разного диаметра, вставленных друг в друга, с расширением верхней и нижней частей внутренней трубы до размера внешней трубы загерметизированными по верхнему и нижнему контуру труб обеспечивает простоту сварки по торцам трубки по круговой траектории с использованием лазерного сварочного аппарата с двумя степенями свободы в горизонтальной плоскости.
Выполнение коллекторов в виде набора округлых переходников, каждый из которых расположен соосно и соединяет две соседние полые трубки, при этом каждый округлый переходник выполнен в виде прямой круглой трубы, иссечённой двумя цилиндрами большего диаметра, перпендикулярными к оси трубы в одной плоскости с каждого края трубы, обеспечивает значительное по площади пятно контакта между полой трубкой и округлым переходником, что снижает внутренние напряжения в трубках и местах соединения, а также вероятность нарушения сварного соединения. Уменьшается вероятность возникновения течей в местах соединений секций и разгерметизации при наращивании секций. Повышается качество трубчатого радиатора.
Выполнение фланцев подключения установленными на крайние полые трубки соосно верхнему и нижнему коллекторам, а также расположение полых трубок, фланцев подключения, и коллекторов симметрично относительно общей плоскости сечения обеспечивает приближение конструкции трубчатого радиатора к общему виду секционного радиатора, в том числе за счет унификации подключения коммуникаций с теплоносителем. За счет компоновочного исполнения трубчатый радиатор работает бесшумно.
В результате патентного поиска не обнаружено технического решения с отличительными признаками заявляемого изобретения. Предложенное техническое решение трубчатого радиатора является новым, так как совокупность отличительных существенных признаков для трубчатого радиатора не известна из уровня техники, имеет изобретательский уровень, так как оно явным образом не следует из уровня техники.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - трубчатый радиатор (вид в изометрии);
на фиг. 2 - трубчатый радиатор (вид спереди);
на фиг. 3 - трубчатый радиатор (вид сверху);
на фиг. 4 - трубчатый радиатор (вид справа);
на фиг. 5 - округлый переходник (вид сверху);
на фиг. 6 - округлый переходник (вид справа);
на фиг. 7 - округлый переходник (вид в изометрии);
на фиг. 8 - полая трубка (сечение плоскостью).
На фиг. 1 изображен пример трубчатого радиатора с пятью полыми трубками, аналогичным образом выглядит трубчатый радиатор по настоящему изобретению с другим количеством полых трубок. Трубчатый радиатор содержит полые трубки 1, округлые переходники 2, фланцы подключения 3. Каждая полая трубка 1 соединена с четырьмя округлыми переходниками 2, кроме крайних полых трубок. Крайние полые трубки 1 соединены с двумя округлыми переходниками 2 и двумя фланцами подключения 3.
отличающийся
Трубчатый радиатор, содержащий соединённые между собой верхний и нижний коллекторы, полые трубки и фланцы подключения, тем, что каждая полая трубка выполнена в виде двух труб разного диаметра, вставленных друг в друга и герметично соединенных по верхнему и нижнему контуру, при этом верхняя и нижняя части внутренней трубы выполнены с расширением до размера внешней трубы, а каждый коллектор выполнен в виде набора округлых переходников, из которых каждый расположен соосно и соединяет две соседние полые трубки, причем каждый округлый переходник выполнен в виде прямой круглой трубы, иссечённой двумя цилиндрами большего диаметра, перпендикулярными к оси трубы в одной плоскости с каждого края трубы, а фланцы подключения установлены на крайние полые трубки соосно верхнему и нижнему коллекторам и выполнены также в виде полых трубок, при этом фланцы подключения и коллекторы располагаются симметрично относительно общей плоскости сечения.
Работает устройство следующим образом.
Соединенные между собой полые трубки 1, округлые переходники 2 и фланцы подключения 3 образуют герметичные полости, теплоноситель, поступая через один фланец подключения 3, проходит через все полые трубки 1 и округлые переходники 2 отдавая тепло внешним плоскостям трубчатого радиатора и обеспечивая нагрев помещения тепловым излучением, дополнительный эффект достигается за счет конвекции воздуха через внутреннюю поверхность полых трубок 1. Второй фланец подключения 3 служит для выхода теплоносителя в системы централизованного отопления, на третьем фланце подключения 3 может быть установлен кран (на фиг. не показан) для стравливания воздуха из трубчатого радиатора, на четвертом фланце подключения 3 устанавливается заглушка (на фиг. не показана). Трубчатый радиатор может быть подключен к системе отопления любым способом доступным для подключения секционного радиатора: боковое, диагональное, нижнее.
Таким образом, трубчатый радиатор по заявленному техническому решению является более простым в изготовлении за счет конструкции полой трубки и симметричной однорядной конструкции трубчатого радиатора, обеспечивает надежное соединение полых трубок, коллекторов и округлых переходников, а также обеспечивает эстетические и эксплуатационные качества по подключению на уровне секционных радиаторов.