Регенеративный теплообменник

 

Использование: для повышения удельного теплосъема и исключения уноса жидкой фазы теплоносителя в регенеративных теплообменниках. Сущность изобретения: в тракте 2 подвода газового теплоносителя установлен вентилятор 6. Тракт отвода выполнен в виде двух расположенных симметрично относительно продольной оси и противоположно направленных патрубков. Они совмещены с трактами подвода и отвода жидкого теплоносителя. Разделительные вставки выполнены в виде последовательно установленных компенсационных и уплотнительных пластин 9 и 10. Последние имеют прорези 15 со стороны тракта отвода жидкого теплоносителя. Профиль пластин со стороны тракта подвода газового теплоносителя имеет форму двух выгнутых дус окружности одинакового радиуса. Точка сопряжения этих окружностей расположёна на продольной оси теплообменника. Все пластины и диски стянуты подпружиненными крепежными элементами. Уплотняющие пластины могут быть выполнены из фторопласта Ф 4, а компенсационные - из листовой резины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. w Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э F 28 0 19/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ 4 ОО

IM

Q3 (Л

fS )ив (Р / / (21) 4891742/06 (22) 18.12.90 (46) 07.01.93. Бюл. М 1 (71) Луганский машиностроительный институт (72) А.С.Котнов, Ю.А.Куликов и А.В. Кущенко (73) Луганский машиностроительный инсти ò (56) Авторское свидетельство СССР

М 1106974, кл. F 28 D 19/04, 1982. (54) РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК .(57) Использование: для повышения удельного теплосьема и исключения уноса жидкой фазы теплоносителя в регенеративных теплообменниках. Сущность изобретения: в тракте 2 подвода газового теплоносителя установлен вентилятор 6. Тракт отвода выЫ1,, 1787255 А3 полнен в виде двух расположенных симметрично относительно продольной оси и противоположно направленных патрубков. Они совмещены с трактами подвода и отвода жидкого теплоносителя. Разделительные вставки выполнены в виде последовательно установленных компенсационных и уплотнительных пластин 9 и 10. Последние имеют прорези 15 со стороны тракта отвода жидкого теплоносителя. Профиль пластин со стороны тракта подвода газового теплоносителя имеет форму двух выгнутых дуг окружности одинакового радиуса. Точка сопряжения этих окружностей расположена на продольной оси теплообменника. Все пластины и диски стянуты подпружиненны- 3 ми крепежными элементами. Уплотняющие пластины могут быть выполнены из фторопласта Ф 4, а компенсационные — иэ листовой резины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ма

1787255

Изобретение относится к тепломассообменной технике, в частности к теплообменным аппаратам; применяемым для систем охлаждения силовых установок транспортных средств.

Известно охлаждающее устройство дизеля, содержащее теплообменник регенеративнбго типа с вращающейся на опорах насадкой, 13...167ь теплопередающей поверхности которой размещено в водосборном коллекторе (в жидком теплоносителе), а остальная поверхность — в зоне действия газообразного теплоносителя, при этом водосборный коллектор снабжен уплотнительным элементом по всей поверхности прилегания к-вращающейся насадке.

Существенными недостатками данного теплообменника являются сложность конструкции, заключающаяся в необходимости организации вращения насадки вокруг двух разнесенных параллельных осей, а также невозможность размещения надежного уплотненйя между элементами насадки, приводящая к значительному уносу жидкого теплоносителя из теплообменника в виде капельйо-жидкого и парообразного состояния, Кроме того, данная конструкция не предусматривает наличия элементов для дополнительйой интенсификации процесса теплообмена в насадке, что существенно для улучшения технико-экономических показателей теплообменника, Указанных йедостатков в значительной мере лишен регенеративный теплообменник, который содержит корпус с патрубками отвода и подвода газов, размещенный в корпусе ротор в виде установленных на горизонтальном валу дисков,"погруженных в жидкий теплоноситель, при этом.для интенсификации теплообмена диски установлены с возможностью перемещения вдоль ротора, снабженного эластичными стяжками, соединенными с крайними дисками, взаимодействующими с вибратором и гофРированными вставками, свободно установленными на горизойтальном валу между дисками.

Данное устройство по наибольшему количеству совпадающих существенных признаков и достигаемым результатам принято в качестве прототипа изобретения, Основными недостатками прототипа является недостаточная эффективность воздействия вибрации на интенсификацию теплообменных процессов, а наличие гофрированных вставок может нарушить надежность уплотнений, отделяющих камеру жидкого теплоносителя от объема газового, в виду возвратно-поступательного движе5 жидкого теплоносителя

15

25 отвода жидкого теплоносителя, и их профиль со стороны тракта подвода газового теп30

45 ния дисков вдоль горизонтального вала посредством вибратора.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена и исключение потерь

Цель достигается тем, что в отличие от известного технического решения, содержащего корпус с трактами подвода и отвода газового и жидкого теплоносителя и раэмещенный в корпусе ротор в виде установленных на горизонтальном валу и погруженных в жидкий теплоноситель дисков, между которыми размещены разделительные вставки, в предлагаемом решении в тракте подвода газового теплоносителя установлен вентилятор, а тракт отвода выполнен в виде двух расположенных симметрично относительно продольной оси и противоположно направленных патрубков, совмещенных с трактами подвода и отвода жидкого теплоносителя, разделительные вставки выполнены в виде последовательно установленных компенсационных и уплотнительнь|х пластин, последние имеют прорези со стороны тракта лоносителя имеет форму двух выгнутых дуг окружности одинакового радиуса с точкой сопряжения на продольной оси теплообменника, при этом все вышеупомянутые пластины и диски стянуты подпружиненными крепежными элементами.

Кроме того, уплотняющие пластины выполняются из фторопласта ФЧ, а компенсационные — из листовой резины.

На фиг. 1 схематично изображен регенеративный теплообменник, общий вид; на фиг. 2 — то же, продольный разрез; на фиг. 3 — подпружинвнное соединение компенсационных и уплотнительных пластин, Регенеративный теплообменник содержит корпус 1 с трактами подвода 2 и отвода (патрубки 3) газового теплоносителя, а также трактами подвода 4 и отвода 5 жидкого теплоносителя. В тракте 2 подвода газового теплоносителя установлен вентилятор 6. В осевом направлении в корпусе 1 расположен ротор в виде установленных на горизонтальном валу 7 и погруженных в жидкий теплоноситель плоских дисков 8.

Тракт газового теплоносителя отделен от тракта жидкого теплоносителя разделительными вставками, выполненными в виде последовательно установленных компенсационных 9 и уплотнительных 10 пластин, расположенных между дисками 8. Уплотнительные и компенсационные пластины стянуты через нажимную шайбу 11, пружину

12, тарелку 13 болтом 14. Уплотнительные пластины 10 имеют ряд сквозных прорезей

1787255

20

30

50

15, нижние концы 16 которых выходят в тракт 5 отвода жидкого теплоносителя.

Профиль уплотнительных пластин со стороны тракта подвода газового теплоносителя имеет вид двух выгнутых дуг 17 окружности одинакового радиуса с точкой сопряжения на продольной оси теплообменника. Такой вид профиля уплотнительных пластин позволяет разделить газовый теплоноситель на два противоположно направленных потока. На фиг. 1 сплошными стрелками показано криволинейное движение газового теплоносителя между дисками насадки, а пунктирной — направление вращения ротора.

Регенеративный теплообменник работает следующим образом.

Горячий жидкий теплоноситель проходя через тракты подвода 4 и отвода 5 омывает нижние сегментные участки плоских дисков 8, чем обеспечивает передачу тепла от горячего теплоносителя дискам. В то же время за счет вращения вентилятора 6 осуществляется поступление в теплообменник холодного газового теплоносителя через тракт 2 подвода и разделение его профилем уплотнительных пластин 10 на два противоположно направленных йотока. Омывая теплообменную поверхность дисков па криволинейной траектории, производится теплосьем и утилизацйя тепла, При этом поток газа, турбулизуемый за счет вращения вентиляторного колеса 6 и за счет криволинейного движения потока между дисками (сплошные стрелки), способствует повышению коэффициента теплоотдачи по газовой стороне, Кроме того, происходит двойное последовательное прохождение элементов дисков через газовый теплоноситель в виду наличия двух трактов движения последнего, что также способствует повышению теплообмена.

Одновременно происходит вращение дисков 8, за счет чего подогретые в горячем жидком теплоносителе участки дисков непрерывно (по пунктирной стрелке) поступают в поток холодного газообразного теплоносителя, а остывшие участки возвращаются в горячий теплоноситель, причем разделительные вставки надежно отделяют жидкую среду от газообразной за счет плотного прилегания уплотнительных пластин 10 к дискам

8 при помощи подпружиненного крепления, компенсирующего возникающие зазоры от износа трущихся деталей (уплотнительных пластин дисков). Фрикционный эффект от вращения дисков 8 нейтрализуется прорезными отверстиями 15 в уплотнительных пластинах и отводится в тракт 5 отвода жидкого теплоносителя по стрелке

"а" (см. фиг. 1 и 3).

Таким образом, регенеративный теплообмекиик обеспечивает интенсификацию теплообмена, надежное разделение жидкого теплоносителя от газового, компактную и технологическую конструкцию и, как следствие, эксплуатационную надежность.

Формула изобретения

1. Регенеративный теплообменник, содержащий корпус с трактами подвода и отвода газового и жидкого теплоносителя и размещенный в корпусе ротор в виде установленных на горизонтальном валу и погруженных в жидкий теплоноситель дисков, между которыми размещены разделительные вставки, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и исключения потерь жидкого теплоносителя. в тракте подвода газового теплоносителя установлен вентилятор, а тракт отвода выполнен в виде двух расположенных симметрично относительно продольной оси и противоположно направленных патрубков, совмещенных с трактами подвода и отвода жидкого теплоносителя, разделительные вставки выполнены в виде последовательно установленных компенсационных уплотнительных пластин, последние имеют прорези со стороны тракта отвода жидкого теплоносителя, а их профиль со стороны тракта подвода газового теплоносителя имеет форму двух выгнутых дуг окружности одинакового радиуса с точкой сопряжения на продольной оси теплоносителя, при этом все вышеупомянутые пластины и диски стянуты подпружиненными крепежными элементами.

2. Теплообменник по и. 1, о т л и ч à юшийся тем, что уплотняющие пластины выполнены из фторопласта Ф4, а компенсационные — из листовой резины.

1787255

Составитель А; Котнов

Техред М.Моргентал Корректор Н. Бучок

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, )01

Заказ 272 Тираж - - Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. ЬЛосква. Ж-35, Раушская наб., 4/5