Теплообменник

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в конструкциях емкостных рекуперативных теплообменных аппаратов поверхностного типа - преимущественно водоводяных подогревателей в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения. Теплообменник содержит кожух с подводящим и отводящим патрубками нагреваемого контура, трубчатую систему в виде змеевика, расположенного по центру кожуха, с подводящим и отводящим патрубками греющего контура, соединенными с кожухом, ударный узел, установленный после отводящего патрубка греющего контура и соединенный с электроприводом. Змеевик выполнен в виде цилиндра, к входу и выходу которого припаяны поршни, установленные соответственно в нижней и верхней камерах. В верхней камере дополнительно расположена пружина. Изобретение позволяет повысить коэффициент теплопередачи в теплообменнике между греющей и нагреваемой средой, снизить металлоемкость конструкции, упростить конструкцию и повысить эффект самоочищения теплопередающей поверхности. 1 ил.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в конструкциях емкостных рекуперативных теплообменных аппаратов поверхностного типа – преимущественно водоводяных подогревателей в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Известно, что в конвективных теплообменниках каналы для прохода горячего и холодного рабочих тел выполнены в виде гладкостенных труб (RU 2150644, F28D 7/00, опубл. 10.06.2000).

Недостатком известного устройства является то, что при течении загрязненной жидкости на теплообменной поверхности оседают взвешенные вещества, что ухудшает теплообмен.

Известны теплообменники, в каналах которых для интенсификации теплообмена размещены сложные поверхности – турболизаторы (SU 1383083, F28F 1/40, F28F 13/02, опубл. 23.03.1988).

Недостатком известного устройства является сложность изготовления.

Известны теплообменники, которые содержат резиновые поршни, полимерные щетки, металлические ерши, специально вращающееся турбинки или сверла для очистки теплопередающих поверхностей (RU 2130155, F28D 7/02, F28G 7/00, опубл. 10.05.1999).

Недостатком этих устройств является то, что при механической очистке возможно частное повреждение теплопередающих поверхностей, что ускоряет коррозию, а кроме того для очистки необходима остановка и разборка теплообменника.

Известен теплообменник, содержащий кожух с подводящим и отводящим патрубками нагреваемого контура, трубчатую систему в виде змеевика, с подводящим и отводящим патрубками греющего контура, соединенным с кожухом. Змеевик, выполненный в виде конуса, расположен вертикально по центру в шарнирных опорах, закрепленных жестко на кожухе. Ударный узел установлен после отводящего патрубка греющего контура и соединен с электроприводом (RU 2680768, F28G 13/00, F28D 7/01, опубл. 26.02.2019).

Недостатком известного устройства является ограничение движения конусного змеевика при воздействии на него гидравлического удара и вследствие этого недостаточно высокая эффективность теплопередачи.

Технический результат заключается в повышении коэффициента теплопередачи в теплообменнике между греющей и нагреваемой средой, снижении металлоемкости и упрощении конструкции, самоочищения теплопередающей поверхности.

Сущность изобретения заключается в том, что теплообменник содержит кожух с подводящим и отводящим патрубками нагреваемого контура, трубчатую систему в виде змеевика, расположенного по центру кожуха, с подводящим и отводящим патрубками греющего контура, соединенными с кожухом, ударный узел, установленный после отводящего патрубка греющего контура и соединенный с электроприводом. Змеевик выполнен в виде цилиндра, к входу и выходу которого припаяны поршни, установленные соответственно в нижней и верхней камерах, а в верхней камере дополнительно расположена пружина.

На чертеже показан общий вид теплообменника.

Теплообменник содержит кожух 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубком для нагреваемого контура, подводящий патрубок 4 греющего контура, соединенный с верхней камерой 5, внутри которой расположен поршень 6, соединенный с цилиндрическим змеевиком 7, находящимся в кожухе 1. Нижний конец цилиндрического змеевика 7 соединен с поршнем 8 нижней камеры 9, соединенной с отводящим патрубком греющего контура 10, связанного с ударный узлом 11 и электроприводом 12. В верхней камере 5 дополнительно установлена пружина 13.

Теплообменник работает следующим образом. Перед началом работы кожух теплообменника 1 через подводящий патрубок 2 заполняется подогреваемой жидкостью, через отводящий патрубок 3 будет сливаться нагретая до определенной температуры подогреваемая жидкость. Цилиндрический змеевик 7, через припаянные поршни 6 и 8, установленные соответственно в верхней 7 и нижней 9 камерах поддерживается в вертикальном положении, заполняется греющей жидкостью и остается неподвижным. При осуществлении пуска электропривода 12 клапан ударного узла 11 открывается. При открытом клапане ударного узла 11 поток греющей жидкости проходит через подводящий патрубок 4, верхнюю камеру 5, полый поршень верхней камеры 6, цилиндрический змеевик 7, поршень нижней камеры 8, нижнюю камеру 9, отводящий патрубок 10, ударный узел 11 с электроприводом 12 и далее в систему теплоснабжения. Проходя через цилиндрический змеевик 7 греющая жидкость отдает тепло подогреваемой жидкости, находящейся в кожухе 1. Дальнейшее вращение электропривода 12 приводит к резкому закрытию клапана ударного узла 11. Резкое закрытие клапана ударного узла 11 создает гидроудар. Прямая волна гидравлического удара сопровождается переходом кинетической энергии потока в потенциальную энергию вследствие частичного сжимания жидкости и стенок трубопроводов. Далее запасенная кинетическая энергия при обратной волне гидравлического удара переходит в кинетическую энергию и некоторое время поток с ускорением движется в обратную сторону. Ускоренное реверсивное движение потока вызывает в цилиндрическом змеевике 7 центробежную силу, тангенциальная и осевая составляющие которой будут поднимать по оси и закручивать цилиндрический змеевик 7 на некоторый угол. По прекращению воздействия обратной волны гидроудара цилиндрический змеевик 7 опускается в исходное состояние под действием пружины 13.

Величина осевого перемещения и угла закручивания цилиндрического змеевика будут определяться частотой прерывания потока. Наибольшая эффективность теплопередачи соответствует частоте прерывания греющей среды с частотой 1-2 Гц.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет повысить коэффициент теплопередачи в теплообменнике между греющей и нагреваемой средой, снизить металлоемкость конструкции, упростить конструкцию и повысить эффект самоочищения теплопередающей поверхности.

Теплообменник, содержащий кожух с подводящим и отводящим патрубками нагреваемого контура, трубчатую систему в виде змеевика, расположенного по центру кожуха, с подводящим и отводящим патрубками греющего контура, соединенными с кожухом, ударный узел, установленный после отводящего патрубка греющего контура и соединенный с электроприводом, отличающийся тем, что змеевик выполнен в виде цилиндра, к входу и выходу которого припаяны поршни, установленные соответственно в нижней и верхней камерах, а в верхней камере дополнительно расположена пружина.



 

Похожие патенты:

Охлаждающее устройство (1) для охлаждения текучей среды с помощью воды поверхностных слоев, содержащее по меньшей мере одну трубу (8) для содержания и перемещения внутри себя текучей среды, причем наружная часть трубы (8) во время работы по меньшей мере частично погружена в воду поверхностных слоев для охлаждения трубы (8) для охлаждения посредством этого также текучей среды.

Предложено охлаждающее устройство для охлаждения текучей среды за счет поверхностных вод, причем охлаждающее устройство содержит по меньшей мере две трубки для содержания и перемещения текучей среды в их внутренней части, причем наружная часть трубки, во время работы по меньшей мере частично погружена в поверхностные воды для охлаждения трубки, чтобы, таким образом, также охлаждать текучую среду и, следовательно, разные участки трубок содержат текучую среду при разных температурах.

Устройство охлаждения для охлаждения текучей среды посредством поверхностной воды, причем устройство охлаждения содержит более чем один трубопровод для содержания и переноса текучей среды в его внутренней части, причем внешняя сторона трубопровода при эксплуатации, по меньшей мере, частично погружена в поверхностную воду с тем, чтобы охлаждать трубопровод для того, чтобы тем самым также охлаждать текучую среду, по меньшей мере один источник света для получения света, который препятствует обрастанию, по меньшей мере, части погруженной внешней стороны, и по меньшей мере, один оптический узел для усиления распределения света, препятствующего биологическому обрастанию, на погруженную внешнюю сторону.

Охлаждающее устройство (1) для охлаждения текучей среды посредством поверхностной воды содержит множество трубок (10) для вмещения и переноса текучей среды, охлаждаемой внутри них, причем трубки (10) выполнены с возможностью по меньшей мере частичного подвергания воздействию поверхностной воды во время работы охлаждающего устройства (1).

Изобретение относится к области техники вспомогательного оборудования котла и, в частности, к устройству для удаления золы из котла на основе объединенного потока.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в конструкциях емкостных рекуперативных теплообменных аппаратов поверхностного типа – преимущественно водоводяных подогревателей в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Изобретение относится к химической защите котельного оборудования. Способ химической защиты котельного оборудования заключается в том, что в состав котельного оборудования, а именно в топку котла, вводится емкость с природным известняком, состоящим из карбоната кальция, который в результате воздействия высокой температуры разлагается на оксид кальция, двуокись углерода и кристаллогидраты, которые далее с отводящими газами на всем пути газового тракта, оседая на внутренних стенках оборудования котельного агрегата, образуют стеклообразную пленку, которая в дальнейшем является естественной защитой от любой агрессивной среды, образующейся при сгорании высокосернистого топочного мазута.

Изобретение относится к поворачиваемому теплообменнику. Рабочее транспортное средство имеет основание, опору, шарнирно прикрепленную к основанию для поворота относительно основания вокруг первой оси поворота между первым опорным положением и вторым опорным положением, и теплообменник.

Описан концентрат очистителя для системы теплопередачи транспортного средства, включающий алюминиевый компонент, изготовленный способом высокотемпературной пайки в защитной атмосфере, содержащий более чем 15 мас.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а конкретно к способам гидродинамической внутренней очистки от загрязнений пластинчатых теплообменников, и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической и др.

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, коммунального и сельского хозяйства, преимущественно в промышленных биогазовых установках.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в области турбиностроения, а также в энергетике и двигателестроении для использования в составе осесимметричных конструкций, таких как авиационные газотурбинные двигатели и энергоустановки.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в рекуперативных теплообменных аппаратах. В противоточном рекуператоре для высокоэффективного теплообмена, состоящем из внутренней(-их) и внешней труб произвольной формы сечения, находящихся одна(-и) в другой, а также подводящих и отводящих коллекторов к ним для горячего и холодного теплоносителей, трубы состоят из теплопроводящих трубных отрезков и расположенных между ними теплоизолирующих прокладок, препятствующих распространению тепла вдоль труб, причем его внешняя труба либо дополнительно теплоизолирована снаружи, либо полностью выполнена из теплоизолирующего материала.

Способ определения жесткости теплообменника (1) с пучком труб, который включает трубу-сердечник (2) и змеевиковые трубы (3), навитые вокруг трубы-сердечника (2) с образованием пучка труб, причем змеевиковые трубы (3) навиты в несколько слоев (5, 6) змеевика и при соответствующем угле (α) навивки слоя вокруг трубы-сердечника (2), включающий следующие стадии: определение геометрического параметра прочности соответствующего слоя (5) змеевика, где геометрический параметр прочности включает отношение площади (Аr) поперечного сечения змеевиковой трубы к площади (Ар) поперечного сечения ячейки, где площадь (Ар) поперечного сечения ячейки получена из осевого расстояния (Т) змеевиковых труб (3) и внешнего диаметра (da) змеевиковых труб (3); корректировка отношения площадей с помощью поправочного коэффициента с целью учета ориентации змеевиковых труб (3) соответствующего слоя змеевика относительно силы тяжести (Fg), действующей на змеевиковые трубы; и определение жесткости соответствующего слоя (5) змеевика в зависимости от скорректированного отношения площадей и модуля упругости материала змеевиковой трубы.

Изобретение относится к области теплообменного оборудования, используемого в различных отраслях промышленности, в частности к змеевиковым теплообменникам, которые могут быть применены в системах аварийного расхолаживания ядерных энергетических установок.

Описан теплообменник, содержащий сосуд для холодильного агента, при этом указанный сосуд имеет камеру, ограниченную поверхностью стенок сосуда, а также содержит впускной патрубок и выпускной патрубок для транспортировки холодильного агента в указанную внутреннюю камеру и из нее.

Теплообменный аппарат, изготовленный с использованием аддитивных технологий (3D печати), содержит корпус, патрубки подвода и отвода теплообменивающихся сред, теплопередающий блок с продольно ориентированными и имеющими общие стенки каналами, причем на каждом конце теплопередающего блока каналы одной среды выступают относительно торцов каналов другой среды, при этом концы выступающих каналов являются частями трубных решеток, которые вместе со смежными им торцами каналов образуют полости.

Раскрыт сосуд для размещения холодильного агента, содержащий внутреннюю стенку и внешнюю стенку, выполненные концентрическими и образующие внутреннее пространство, ограниченное внутренней стенкой и внешней стенкой; впускной патрубок и выпускной патрубок для транспортировки холодильного агента в указанное внутреннее пространство и из него; трубку в указанном внутреннем пространстве, совершающую витки вокруг внутренней стенки; впускную трубку, соединенную с возможностью перетекания жидкости с указанным внутренним пространством и выполненную с возможностью протекания холодильного агента через указанную впускную трубку во внутреннее пространство; выпускную трубку, соединенную с возможностью перетекания жидкости с указанным внутренним пространством и выполненную с возможностью протекания холодильного агента из внутреннего пространства в указанную выпускную трубку; компрессор (527), смонтированный для получения холодильного агента из указанной выпускной трубки и сжатия холодильного агента; и конденсатор (523), смонтированный для получения сжатого холодильного агента из указанного компрессора для конденсирования холодильного агента и направления указанного сжатого холодильного агента в указанную впускную трубку.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в кожухотрубных теплообменниках. Кожухотрубный теплообменник (1) содержит кожух, в пространстве (3) которого расположен пакет (2) труб из нескольких труб (20, 22, 27) с по меньшей мере одной трубной решёткой (25, 26), причём кожухотрубный теплообменник (1) вовне ограничивается поверхностью (31) кожуха и имеет проходящую по центру в пространстве кожуха продольную ось (33), вокруг которой образован свободный от труб внутренний канал (21), и причём с внутренней стороны смежно поверхности (31) кожуха образован свободный от труб внешний канал (23), причём пакет (2) труб между внутренним каналом (21) и внешним каналом (23) включает в себя по меньшей мере два компонента (50, 51, 52, 53, 54) пакета труб, которые отличаются по количеству труб на поверхности, и/или по внешнему диаметру труб, и/или по зазору между трубами, при этом компоненты пакета труб имеют поперечное сечение в форме круглого кольца и в пространстве кожуха в направлении перпендикулярно продольной оси расположены последовательно, причем по меньшей мере два компонента (50, 51, 52, 53, 54) пакета труб соединены друг с другом с возможностью разъёма.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках отопительных котлов. Изобретение заключается в выполнении элемента (24) для сужения поперечного сечения в виде трубчатой вставки, выполненной по типу сопла, которая вдвинута в наружную трубу (10) в ее втором продольном участке (23).

Способ определения жесткости теплообменника (1) с пучком труб, который включает трубу-сердечник (2) и змеевиковые трубы (3), навитые вокруг трубы-сердечника (2) с образованием пучка труб, причем змеевиковые трубы (3) навиты в несколько слоев (5, 6) змеевика и при соответствующем угле (α) навивки слоя вокруг трубы-сердечника (2), включающий следующие стадии: определение геометрического параметра прочности соответствующего слоя (5) змеевика, где геометрический параметр прочности включает отношение площади (Аr) поперечного сечения змеевиковой трубы к площади (Ар) поперечного сечения ячейки, где площадь (Ар) поперечного сечения ячейки получена из осевого расстояния (Т) змеевиковых труб (3) и внешнего диаметра (da) змеевиковых труб (3); корректировка отношения площадей с помощью поправочного коэффициента с целью учета ориентации змеевиковых труб (3) соответствующего слоя змеевика относительно силы тяжести (Fg), действующей на змеевиковые трубы; и определение жесткости соответствующего слоя (5) змеевика в зависимости от скорректированного отношения площадей и модуля упругости материала змеевиковой трубы.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в конструкциях емкостных рекуперативных теплообменных аппаратов поверхностного типа - преимущественно водоводяных подогревателей в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения. Теплообменник содержит кожух с подводящим и отводящим патрубками нагреваемого контура, трубчатую систему в виде змеевика, расположенного по центру кожуха, с подводящим и отводящим патрубками греющего контура, соединенными с кожухом, ударный узел, установленный после отводящего патрубка греющего контура и соединенный с электроприводом. Змеевик выполнен в виде цилиндра, к входу и выходу которого припаяны поршни, установленные соответственно в нижней и верхней камерах. В верхней камере дополнительно расположена пружина. Изобретение позволяет повысить коэффициент теплопередачи в теплообменнике между греющей и нагреваемой средой, снизить металлоемкость конструкции, упростить конструкцию и повысить эффект самоочищения теплопередающей поверхности. 1 ил.

Наверх