ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1996 года по МПК F22B9/00 F28D7/00 

Описание патента на изобретение RU2062942C1

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в конструкциях теплообменников, работающих на чистых газах, например в котлостроении.

Известен теплообменник, газоход которого образован из цельносварных мембранных панелей, состоящих из труб с приваренными и ним проставками из металлических полос или оребренных труб, сваренных между собой по вершине ребер (см. патент США N 3406664, МКИ 122-7, 1968).

Недостатком такого теплообменника является его потребность в несущем каркасе, так как жесткость элементов этой конструкции недостаточна для того, чтобы корпус теплообменника мог быть создан без каркаса. Это приводит и увеличению металлоемкости теплообменника.

Известен теплообменник, газоход которого выполнен из кессoнов, представляющих собой объемную коробчатую листовую конструкцию, внутри которой циркулирует нагреваемая вода. Для организации протекания нагреваемой воды внутри кессонов установлены направляющие перегородки, для придания стенкам механической прочности, способной надежно воспринимать избыточное давление нагреваемой воды, боковые стенки кессонов соединены анкерными связями. Между собой кессоны соединены при помощи электросварки или болтовых соединений (см. О. Н. Багров. "Испарительное охлаждение печей в цветной металлургии", "Металлургия". М. 1979, с. 66 67, фиг. 33 34).

Недостатком известной конструкций теплообменника является то, что кессоны, образующие стенки газохода, воспринимают тепло преимущественно только одной стороной и только тепло излучения греющих газов из объема газохода. Доля конвективного тепла, воспринимаемая кессонами, образующими стенки газохода, является малой величиной, которой следует пренебречь. В связи с этим известный теплообменник обладает повышенной металлоемкостью и пониженной тепловой эффективностью, так как только за счет радиационного теплообмена весьма трудно охладить греющие газы до температуры, обеспечивающей достаточно высокую тепловую эффективность.

Изобретение направлено на повышение тепловой эффективности теплообменника.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном теплообменнике, содержащем газоход, стенки которого образованы кессонами, включенными в контур циркуляции, по меньшей мере часть кессонов, образующих ограждающие стенки газохода, выполнены с дымогарными трубами, установленными внутри упомянутых кессонов и закреплены концами в отверстиях торцевых стенок, при этом упомянутые дымогарные трубы сообщены одной стороной с газоходом, а другой стороной с коллектором для отвода газов.

Дымогарные трубы каждого кессона могут быть сообщены непосредственно с газоходом и коллектором для отвода газов.

Дымогарные трубы кессонов, образующих несколько групп по меньшей мере из двух кессонов, могут быть сообщены с газоходом и коллектором для отвода газов отдельно для каждой группы кессонов.

Кессоны с дымогарными трубами могут иметь в сечении форму параллелограмма.

Кессоны с дымогарными трубами могут иметь в сечении форму трапеции.

Кессоны с дымогарными трубами могут иметь в сечении форму прямоугольника.

Одна из сторон кессона с дымогарными трубами, образованная торцевой стенкой, может быть выполнена со ступенчатым выступом.

Кессоны с дымогарными трубами могут быть выполнены в виде цилиндрического или конического сегмента.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемый теплообменник отличается тем, что по меньшей мере часть кессонов, образующих ограждающие стенки газохода, выполнены с дымогарными трубами, установленными внутри упомянутых кессонов, и закреплены донцами в отверстиях торцевых стенок, при этом упомянутые дымогарные трубы сообщены одной стороной с газоходом, а другой стороной с коллектором для отвода газов.

Другим отличием является то, что дымогарные трубы каждого кессона могут быть сообщены непосредственно с газоходом и коллектором для отвода газов.

Еще одним отличием является то, что дымогарные грубы кессонов, образующих несколько групп по меньшей мере из двух кессонов, могут быть сообщены с газоходом и коллектором для отвода газов отдельно для каждой группы кессонов.

Отличием так же является то, что кессоны с дымогарными трубами могут иметь в сечении форму параллелограмма.

Отличием является и то, что кессоны с дымогарными трубами могут иметь в сечении форму трапеции.

Отличием является то, что кессоны с дымогарными трубами могут иметь в сечении форму прямоугольника.

Отличием является и то, что одна из сторон кессона с дымогарными трубами, образованная торцевой стенкой, может быть выполнена со ступенчатым выступом.

Еще одним отличием является и то, что кессоны с дымогарными трубами могут быть выполнены в виде цилиндрического или конического сегмента.

На фиг. 1 изображен теплообменник, продольный разрез. На фиг. 2 6 изображены варианты соединения кессонов по газовому тракту и формы выполнения кессонов, разрез А-А фиг. 1.

Теплообменник имеет газоход 1, стенки которого образованы фронтовым 2, боковыми 3, задним 4, подовым 5 и потолочным 6 кессонами. Внутри фронтового 2, боковых 3 и заднего 4 кессонов установлены дымогарные трубы 7, закрепленные концами в отверстиях торцевых стеной 8. Боковые стенди кессонов 2, 3, 4, 5 и 6 соединены анкерными связями 9. В фронтовом кессоне 2 имеется отверстие 10 для подвода греющих газов или установки горелки. Подовый 5 и потолочный 6 кессоны снабжены соответственно патрубками для подвода 11 и отводы 12 нагреваемой воды. Между собой кессоны соединены при помощи электросварки или болтовых соединений. Снаружи газохода 1 установлены коллекторы 13 для отвода газов. В зависимости от компоновки газохода 1 и параметров теплоносителя, а также для использования при изготовлении широкой гаммы теплообменников минимального количества типов и размеров кессонов с дымогарными трубами 7, последние могут иметь ряд следующих конструктивных исполнений.

Кессон с дымогарными трубами 7 (фиг. 2) имеет в сечении форму параллелограмма.

Кессон с дымогарными трубами 7 (фиг. 3) имеет в сечении форму трапеции.

Кессон с дымогарными трубами 7 (фиг. 4) имеет в сечении форму прямоугольника.

Кессон с дымогарными трубами 7 (фиг. 5) имеет в сечении форму прямоугольника, одна из сторон которого выполнена со ступенчатым выступом.

Кессон с дымогарными трубами 7 (фиг. 6) выполнен в виде цилиндрического или конического сегмента.

Дымогарные трубы 7 каждого кессона (фиг. 2) сообщены непосредственно с газоходом 1 и коллектором 13 для отвода газов.

Дымогарные трубы 7 кессонов, образующих несколько групп по меньшей мере из двух кессонов (фиг. 3) сообщены с газоходом 1 и коллектором 13 для отвода газов отдельно для каждой группы кессонов. Такое выполнение кессонов с дымогарными трубами 7 позволяет получить большое многообразие а способах соединения их друг с другом, например параллельно по нагреваемой воде и последовательно по греющим газам, что позволяет получить широкий диапазон теплопроизводительности без существенного увеличения многообразия примененных кессонов.

Количество дымогарных труб 7 в одном ряду и количество рядов в кессоне определяется тепловым и аэродинамическим расчетами, а сами дымогарные трубы 7 могут размещаться как на всей протяженности кессона, так и смещены и обоим или одному из концов кессона для обеспечения, например свободного размещения в пределах кеeccoнa лаза или отверстия для подвода газов или установки горелки.

Теплообменник работает следующим образом.

Через отверстие 10 в фронтовом кессоне 2 греющие газы поступают в газоход 1, и взаимодействуя со стенками кессонов 2, 3, 4, 5 и 6, частично охлаждаются я затем поступают в дымогарные трубы 7 фронтового 2, боковых 3 и заднего 4 кессонов, где дополнительно охлаждаются за счет конвективного теплообмена с нагреваемой водой через стенки дымогарным труб 7. Охлажденные газы из дымогарных труб 7 кессонов 2, 3 и 4 поступают в коллекторы 13 для отвода газов, расположенные снаружи газохода 1. Отобранное от греющих газов тепло передается нагреваемой воде, которая подается по подводящему патрубку 11 в подовый кессон 5, откуда она через фронтовой 2, боковые 3 и задний 4 кессоны поступает в потолочный кессон 6 и отводятся из последнего через отводящий патрубок 12.

При параллельном соединении кессонов 2, 3 и 4 (фиг. 2), греющие газы подводятся из газохода 1 к дымогарным трубам 7 и отводятся из них в коллекторы 13 отдельно для каждого кессона
При последовательном соединении кессонов 2, 3 и 4 (фиг. 3) греющие газы подводятся из газохода 1 к дымогарным трубам 7 и отводятся в коллектор 13 отдельно для каждой группы кессонов. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4

Похожие патенты RU2062942C1

название год авторы номер документа
УСТАНОВКА КОМБИНИРОВАННОГО НАГРЕВА ЖИДКОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ 2015
  • Осинцев Константин Владимирович
  • Осинцев Владимир Валентинович
RU2597717C1
ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ 1998
  • Зимин Б.А.
RU2139475C1
УСТАНОВКА НАГРЕВА ВОДЫ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И/ИЛИ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ, ОХЛАЖДАЕМЫЙ КОНДЕНСАТОСБОРНИК УСТАНОВКИ, ТЕПЛООБМЕННИК "ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ" УСТАНОВКИ 2001
  • Евсеев А.Г.
  • Евсеев Г.А.
  • Козов В.Н.
  • Конохов А.П.
RU2222752C2
Водогрейный котел 2002
  • Богданов В.И.
RU2219442C1
СПОСОБ НАГРЕВА ЖИДКОСТИ И НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ НА ЕГО ОСНОВЕ 2013
  • Баженов Александр Иванович
RU2533591C1
КОТЕЛ 2012
  • Осинцев Константин Владимирович
  • Осинцев Владимир Валентинович
  • Осинцева Татьяна Ивановна
  • Осинцева Людмила Валентиновна
  • Карнаухов Николай Владимирович
RU2515568C1
ВЫНОСНОЙ БЛОЧНЫЙ ЭКОНОМАЙЗЕР КОТЛА 2021
  • Ионкин Игорь Львович
  • Росляков Павел Васильевич
RU2772675C1
ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ 2011
  • Осинцев Константин Владимирович
  • Осинцев Владимир Владимирович
  • Осинцева Татьяна Ивановна
  • Карнаухов Николай Владимирович
  • Сальникова Любовь Михайловна
  • Торопов Евгений Васильевич
RU2476779C1
СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПОДОГРЕВА, НАПРИМЕР, ПРИРОДНОГО ГАЗА 2015
  • Хабибуллин Искандер Мидхатович
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Кантюков Рафаэль Рафкатович
  • Самигуллин Роман Эдуардович
  • Гимранов Ильдар Рашадович
RU2606025C2
КОНДЕНСАЦИОННАЯ ПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С АКУСТИЧЕСКОЙ КАБИНОЙ ДЛЯ ОПЕРАТОРА 2013
  • Кочетов Олег Савельевич
  • Стареева Мария Олеговна
  • Стареева Мария Михайловна
RU2531461C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 062 942 C1

Реферат патента 1996 года ТЕПЛООБМЕННИК

Использование: в конструкциях теплообменников, работающих на чистых газах, например в котлостроении. Сущность изобретения: внутри фронтового, боковых и заднего кессонов установлены дымогарные трубы, закрепленные концами в отверстиях торцевых стенок. В фронтовом кессоне имеется отверстие для подвода греющих газов или установки горелки. Подовый и потолочный кессоны снабжены соответственно патрубками для подвода и отвода нагреваемой воды. Снаружи газохода расположены коллекторы для отвода газов. В зависимости от компоновки газохода и параметров теплоносителя, а также для использования при изготовлении широкой гаммы теплообменников минимального количества типов и размеров кессонов с дымогарными трубами последние могут иметь в сечении форму: параллелограмма, трапеции, прямоугольника, прямоугольника со ступенчатым выступом на одной из его сторон и цилиндрического или конического сегмента. При параллельном соединении кессонов греющие газы подводятся из газохода к дымогарным трубам и отводятся в коллекторы отдельно для каждого кессона. При последовательном соединении кессонов греющие газы подводятся из газохода к дымогарным трубам и отводятся в коллекторы 13 для каждой группы кессонов отдельно. 7 з. п. ф-лы, 6 ил.

Формула изобретения RU 2 062 942 C1

1. Теплообменник, содержащий газоход, стенки которого образованы кессонами, включенными в контур циркуляции, отличающийся тем, что по меньшей мере часть кессонов, образующих ограждающие стенки газохода, выполнены с дымогарными трубами, установленными внутри упомянутых кессонов, и закреплены концами в отверстиях торцевых стенок при этом упомянутые дымогарные трубы сообщены одной стороной с газоходом, а другой стороной с коллекторами для отвода газов. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что дымогарные трубы каждого кессона сообщены непосредственно с газоходом и коллектором для отвода газов. 3. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что дымогарные трубы кессонов, образующих несколько групп по меньшей мере из двух кессонов, сообщены с газоходом и коллектором для отвода газов отдельно для каждой группы кессонов. 4. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что кессоны с дымогарными трубами имеют в сечении форму параллелограмма. 5. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что кессоны с дымогарными трубами имеют в сечении форму трапеции. 6. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что кессоны с дымогарными трубами имеют в сечении форму прямоугольника. 7. Теплообменник по п.6, отличающийся тем, что одна из сторон кессона, образованная торцевой стенкой, выполнена со ступенчатым выступом. 8. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что кессоны с дымогарными трубами выполнены в виде цилиндрического или конического сегмента.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2062942C1

Патент США N 3400664, кл
Схема обмотки ротора для пуска в ход индукционного двигателя без помощи реостата, с применением принципа противосоединения обмоток при трогании двигателя с места 1922
  • Шенфер К.И.
SU122A1
Приспособление для контроля движения 1921
  • Павлинов В.Я.
SU1968A1
Багров О.Н
Испарительное охлаждение печей в цветной металлургии
- М.: Meталлургия, 1979, с
Приспособление для соединения пучка кисти с трубкою или втулкою, служащей для прикрепления ручки 1915
  • Кочетков Я.Н.
SU66A1

RU 2 062 942 C1

Авторы

Грязев В.М.

Петров В.К.

Симоненко И.С.

Борисов Н.Л.

Лобанов В.Н.

Антонов А.С.

Даты

1996-06-27Публикация

1994-02-25Подача