Теплообменник

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Теплообменник содержит корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков, теплообменные элементы, выполненные в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенные по отношению друг к другу с кольцевыми зазорами, образующими кольцевые полости. Кольцевые полости горячего и холодного потоков равномерно чередуются между собой. На торцах обечаек установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости. В указанных днищах выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой. Указанные кольцевые полости теплообменных элементов соединены с полостями входного и выходного патрубков холодного и горячего потоков через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами. Технический результат – улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника. 3 ил.

 

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов.

Известен теплообменник, содержащий корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для рабочего тела, подводящего и отводящего коллекторов с патрубками, теплообменные элементы, выполненные в виде двухслойных цилиндрических оболочек, соединенные между собой и корпусом при помощи пилонов, установленных на концах теплообменных элементов, при этом в пилонах выполнены каналы для подвода и отвода рабочего тела (патент РФ №2569990, Заявка №: 2014149786/06 от 09.12.2014, МПК: F28D 7/10 - прототип).

Предложенный теплообменник работает следующим образом. Во внутреннюю полость теплообменника подается теплоноситель. Теплоноситель равномерно распределяется в полости теплообменника и движется в кольцевых зазорах, расположенных между теплообменными элементами и внутренней стенкой корпуса. Рабочее тело через подводящий патрубок поступает в подводящий коллектор и далее в кольцевой зазор, расположенный между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса. В кольцевом зазоре рабочее тело разделяется на два потока. Первый поток рабочего тела проходит в кольцевом зазоре между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса, нагревается и отводится в отводящий коллектор. Второй поток рабочего тела поступает по пилонам в кольцевые зазоры, расположенные между стенками теплообменных элементов. Проходя по кольцевым зазорам, рабочее тело нагревается, после чего поток по пилонам поступает в отводящий коллектор. В отводящем коллекторе два потока рабочего тела смешиваются между собой. Рабочее тело выходит из отводящего коллектора через отводящий патрубок.

Основными недостатками является сложность конструкции, значительные габаритные размеры, обусловленные значительными конструктивными зазорами между кольцевыми теплообменными элементами, неравномерность нагрева оболочек, вызванная последовательностью прохождения теплоносителя от периферийной оболочки к центральной, что, в конечном итоге, снижает эффективность работы теплообменника.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном теплообменнике, содержащем корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков, теплообменные элементы, выполненные в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, образующими кольцевые полости, причем кольцевые полости горячего и холодного потоков равномерно чередуются между собой, согласно изобретению, на торцах обечаек установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем осевой размер полостей монотонно уменьшается от входного патрубка к входной части теплообменных элементов, при этом в указанных днищах выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой, причем угловое положение каналов в торцевых профилированных днищах предыдущей торцевой кольцевой полости отлично от расположения аналогичных каналов в последующей торцевой кольцевой полости, при этом указанные кольцевые полости теплообменных элементов соединены с полостями входного и выходного патрубков холодного и горячего потоков через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами, при этом в центральной части профилированных днищ, внутри центральной обечайки, установлены теплообменные элементы в виде отдельно расположенных трубок, расположенных по спирали, полости которых соединены с полостью одного из потоков, причем полость внутри центральной обечайки соединена с полостью другого потока.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид теплообменника, продольный разрез, на фиг. 2 - входная часть теплообменника в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - выходная часть теплообменника в увеличенном масштабе.

Теплообменник содержит корпус 1 с входными 2, 3 и выходными 4, 5 патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков соответственно. Теплообменные элементы 6 выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 7, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами 8, образующими кольцевые полости 9 и 10 горячего и холодного потоков соответственно. Кольцевые полости горячего 9 и холодного 10 потоков равномерно чередуются между собой. На торцах обечаек 7 установлены торцевые профилированные днища 11, скрепленные между собой и с корпусом 1, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости 12 и 13. В указанных днищах 11 выполнены изолированные каналы 14 и 15, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой. Кольцевые полости 9 и 10 теплообменных элементов соединены с полостями входных 1, 3 и выходных 4, 5 патрубков горячего и холодного потоков соответственно через упомянутые торцевые полости 12 и 13, образованные профилированными днищами 11. В центральной части профилированных днищ 11, внутри центральной обечайки 7, установлены теплообменные элементы в виде отдельно расположенных трубок 16, полости которых соединены с полостью одного из потоков, при этом полость внутри центральной обечайки соединена с полостью другого потока.

Предложенный теплообменник работает следующим образом.

Горячий поток подается внутрь корпуса 1 теплообменника через патрубок ввода 2 горячего потока и через торцевые полости 12 и каналы 14 поступает в кольцевые полости 9 горячего компонента. Горячий поток проходит через кольцевые полости 9 и отдает тепло стенкам теплообменных элементов 6, выполненным в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 7. На выходе из теплообменника, горячий поток собирается в аналогичных торцевых полостях 12 и через аналогичные каналы 14 поступает в выходной патрубок 4 вывода горячего потока.

Холодный поток подается внутрь корпуса 1 теплообменника через патрубок ввода 3 холодного потока и через торцевые полости 13 и каналы 15 поступает в кольцевые полости 10 холодного компонента. Холодный поток проходит через кольцевые полости 10 и, за счет теплопередачи, снимает тепло со стенок теплообменных элементов 6, выполненных в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 7. На выходе из теплообменника, горячий поток собирается в аналогичных торцевых полостях 13 и через аналогичные каналы 15 поступает в выходной патрубок 5 вывода горячего потока.

Установка в центральной части профилированных днищ 11, внутри центральной обечайки 7, теплообменных элементов в виде отдельно расположенных трубок 16, полости которых соединены с полостью одного из потоков, причем полость внутри центральной обечайки соединена с полостью другого потока, позволяет упростить конструкцию теплообменника и обеспечить теплообмен между потоками.

Выполнение осевого размера полостей монотонно уменьшающимся от входного патрубка к входной части теплообменных элементов позволит компенсировать расход компонента в теплообменные элементы и обеспечить требуемые скорости течения.

Выполнение углового положения каналов в торцевых профилированных днищах предыдущей торцевой кольцевой полости отличным от расположения аналогичных каналов в последующей торцевой кольцевой полости позволит улучшить условия перемешивания,

Использование предложенного технического решения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности теплообменника.

Теплообменник, содержащий корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков, теплообменные элементы, выполненные в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных по отношению друг к другу с кольцевыми зазорами, образующими кольцевые полости, причем кольцевые полости горячего и холодного потоков равномерно чередуются между собой, отличающийся тем, что на торцах обечаек установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем осевой размер полостей монотонно уменьшается от входного патрубка к входной части теплообменных элементов, при этом в указанных днищах выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой, причем угловое положение каналов в торцевых профилированных днищах предыдущей торцевой кольцевой полости отлично от расположения аналогичных каналов в последующей торцевой кольцевой полости, при этом указанные кольцевые полости теплообменных элементов соединены с полостями входного и выходного патрубков холодного и горячего потоков через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами, при этом в центральной части профилированных днищ, внутри центральной обечайки, установлены теплообменные элементы в виде отдельно расположенных трубок, расположенных по спирали, полости которых соединены с полостью одного из потоков, причем полость внутри центральной обечайки соединена с полостью другого потока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Теплообменный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с входными и выходными патрубками ввода и отвода первого и второго потоков, расположенными на корпусе, теплообменные элементы, установленные внутри корпуса в определенном порядке, полости которых связаны с соответствующими полостями подвода и отвода потоков, отличающийся тем, что корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной центральной и выходной частей, при этом центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек с одним днищем, скрепленных между собой, причем количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части, установленными последовательно с обеих сторон центральной части корпуса таким образом, что они образуют монотонно чередующиеся входные полости первого и второго потоков, и монотонно чередующиеся выходные полости первого и второго потоков, при этом теплообменные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, при этом входная и выходная части первой наружной трубы каждого теплообменного элемента установлены в днищах центральной части корпуса, а каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго потоков, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго потоков монотонно чередуются между собой.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Теплообменник содержит корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного компонентов, пояса подачи горячего и холодного компонентов, соединенные с соответствующими полостями компонентов при помощи каналов.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Теплообменник содержит корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного компонентов, пояса подачи горячего и холодного компонентов, соединенные с соответствующими полостями компонентов при помощи каналов.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей.

Использование: для смесеобразования компонент топлива. Сущность изобретения заключается в том, что смесительная головка щелевого парогазогенератора содержит корпус с установленными в нем смесительными элементами для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, характеризующаяся тем, что корпус выполнен состоящим из нескольких полых обечаек с одним днищем, последовательно установленных друг за другом с образованием замкнутых полостей для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом упомянутые смесительные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, входные части которых установлены в днищах полых обечаек, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого смесительного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, причем на наружной поверхности выходной части труб выполнены кольцевые выступы со сквозными каналами, соединяющими полости между трубами с полостью камеры сгорания, при этом выходные части труб скреплены между собой с образованием каналов для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости в камеру сгорания, причем полости первого и второго компонентов топлива монотонно чередуются между собой, при этом полости подачи парообразующей жидкости расположены в центральной и в периферийной частях смесительной головки.

Использование: для смесеобразования компонентов топлива. Сущность изобретения заключается в том, что смесительная головка щелевого парогазогенератора содержит корпус с установленными в нем смесительными элементами для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом корпус выполнен состоящим из нескольких полых обечаек с одним днищем, последовательно установленных друг за другом с образованием замкнутых полостей для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом упомянутые смесительные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, входные части которых установлены в днищах полых обечаек, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого смесительного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, причем трубы установлены таким образом, что величина кольцевого зазора между трубами постоянна по всему днищу смесительной головки, при этом выходные части труб скреплены между собой с образованием каналов для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости в камеру сгорания, причем полости первого и второго компонентов топлива монотонно чередуются между собой, при этом полости подачи парообразующей жидкости расположены в центральной и в периферийной частях смесительной головки.

Использование: для смесеобразования компонентов топлива. Сущность изобретения заключается в том, что смесительная головка щелевого парогазогенератора содержит корпус с установленными в нем смесительными элементами для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, характеризуется тем, что корпус выполнен состоящим из нескольких полых обечаек с одним днищем, последовательно установленных друг за другом с образованием замкнутых полостей для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом упомянутые смесительные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, входные части которых установлены в днищах полых обечаек, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого смесительного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, при этом на поверхности труб выполнены пилоны, расположенные по винтовой линии, а выходные части труб скреплены между собой с образованием каналов для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости в камеру сгорания, причем полости первого и второго компонентов топлива монотонно чередуются между собой, при этом полости подачи парообразующей жидкости расположены в центральной и в периферийной частях смесительной головки.

Использование: для смесеобразования компонентов топлива. Сущность изобретения заключается в том, что смесительная головка щелевого парогазогенератора содержит корпус с установленными в нем смесительными элементами для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом корпус выполнен состоящим из нескольких полых обечаек с одним днищем, последовательно установленных друг за другом с образованием замкнутых полостей для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости, при этом упомянутые смесительные элементы выполнены в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, входные части которых установлены в днищах полых обечаек, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть каждого смесительного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, причем на поверхности труб выполнены винтовые ребра, при этом выходные части труб скреплены между собой с образованием каналов для подачи компонентов топлива и парообразующей жидкости в камеру сгорания, причем полости первого и второго компонентов топлива монотонно чередуются между собой, при этом полости подачи парообразующей жидкости расположены в центральной и в периферийной частях смесительной головки.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей. Центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек с одним днищем, с поперечным сечением в виде буквы С, скрепленных между собой с образованием внутренних входных и выходных полостей таким образом, что упомянутые полости образованы корпусом и днищем предыдущей и днищем последующей обечаек. Теплообменный элемент выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, причем на стенках труб выполнены турбулизаторы потока в виде локального уменьшения поперечного сечения трубы. Трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть. Входная и выходная часть первой наружной трубы теплообменного элемента установлена в днищах центральной части корпуса, а каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго компонентов, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго компонентов монотонно чередуются между собой, при этом входные и отводящие патрубки входного и выходного коллекторов установлены в различных плоскостях. Технический результат – улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника. 3 ил.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей. Центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек с одним днищем, скрепленных между собой. Количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части, установленных последовательно с обеих сторон центральной части корпуса таким образом, что они образуют монотонно чередующиеся входные полости первого и второго компонентов и монотонно чередующиеся выходные полости первого и второго компонентов. Теплообменный элемент выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины. Входная и выходная части первой наружной трубы теплообменного элемента установлены в днищах центральной части корпуса. Каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной части внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго потоков. Высота кольцевых полостей равномерно уменьшается от периферии к центру, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго компонентов монотонно чередуются между собой. Технический результат – улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника. 3 ил.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Теплообменный аппарат содержит корпус, который состоит из входной, центральной и выходной частей. Центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек с одним днищем, скрепленных между собой. Количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части, установленными последовательно с обеих сторон центральной части корпуса таким образом, что они образуют монотонно чередующиеся входные полости первого и второго компонентов, и монотонно чередующиеся выходные полости первого и второго компонентов. Теплообменный элемент выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины. Входная и выходная часть первой наружной трубы теплообменного элемента установлена в днищах центральной части корпуса. Каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго компонентов. Высота кольцевых полостей равномерно уменьшается от периферии к центру, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго компонентов монотонно чередуются между собой. Данное изобретение обеспечивает равномерность нагрева оболочек и соответственно повышает эффективность работы теплообменника. 3 ил.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Теплообменник содержит корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков, теплообменные элементы, выполненные в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенные по отношению друг к другу с кольцевыми зазорами, образующими кольцевые полости. Кольцевые полости горячего и холодного потоков равномерно чередуются между собой. На торцах обечаек установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости. В указанных днищах выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой. Указанные кольцевые полости теплообменных элементов соединены с полостями входного и выходного патрубков холодного и горячего потоков через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами. Технический результат – улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника. 3 ил.

Наверх