МАТРИЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1996 года по МПК F28D7/10 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано, например, в атомных энергетических установках.

Известен матричный теплообменник с цилиндрическими корпусом и разделительными стенками и проволочной спиральной набивкой в пространстве между ними [1]
В указанном теплообменнике набивка выполнена в виде колец проволочной спирали, уложенных между стенками по геликоиде. После укладки проволочной набивки при изготовлении теплообменника формируют внутреннюю и промежуточные стенки и удаляют излишки витков проволочной спирали.

Недостаток такого теплообменника заключаются в сложности его изготовления. Кроме того, такой теплообменник не может быть использован для глубокого теплообмена между потоками теплоносителей.

С целью ликвидации указанных недостатков в матричном теплообменнике, содержащем три коаксиальные камеры, образованные цилиндрическими стенками, патрубки для подвода и отвода теплоносителя и набивку в виде спирали из высокотеплопроводного материала, последняя выполнена из ленты упомянутого материала и автономна для каждой из камер. При этом спираль набивки расположена в каждой камере по спирали с прилеганием витков последней друг к другу и с максимальным заполнением полостей камер.

На чертеже изображен продольный разрез матричного теплообменника, предложенной конструкции, где 2 наружная стенка теплообменника, 2 и 3 - промежуточные стенки, разделяющие потоки теплоносителей, 4 спирали набивки из ленты высокотеплопроводного материала, 5 днище теплообменника с патрубками для подвода или отвода теплоносителей, 6 крышка теплообменника с патрубками для подвода или отвода теплоносителей, 7-12 патрубки.

Матричный теплообменник работает следующим образом. К патрубкам 9 и 11 подводят, например, охлаждающие потоки с одинаковыми или различными энергетическими свойствами с одинаковыми или различными направлениями потоков. К патрубку 7 подводят охлаждаемый теплоноситель с выбранным направлением потока. Отводят теплоносители по соответствующим патрубкам 8, 10 и 12. Благодаря интенсивному энергообмену получают более глубокое, например, охлаждение одного из энергоносителей, что положительно сказывается на ходе технологического процесса, а тепло потоков можно использовать для различных хозяйственных или бытовых нужд.

Существенно упрощается изготовление такого теплообменника, т.к. сначала по традиционной технологии собирают корпус с промежуточными стенками, днищем и патрубками для каждой камеры, затем готовят набивку в виде спиралей из ленточного материала с шагом, равным ширине последней, а диаметрами, равными расстояниям между стенками соответствующих камер. Набивку укладывают в каждую камеру по спирали с максимальным заполнением полостей камер и контактированием витков спирали друг с другом и со стенками камер.

После укладки набивки закрепляют крышку теплообменника с соответствующими патрубками.

Использование: в криогенной технике. Сущность изобретения: упрощение изготовления обеспечивается тем, что в матричном теплообменнике, содержащем три коаксиальные камеры, образованные цилиндрическими стенками 1,2,3, патрубки 7-12 для подвода и отвода теплоносителей и набивку в виде спирали 4 из высокотеплопроводного материала, набивка выполнена из ленты упомянутого материала и автономна для каждой из камер. При этом спираль 4 набивки расположена в камере по спирали с прилеганием витков последней друг к другу и с максимальным заполнением полостей камер. 1 ил.

Матричный теплообменник, содержащий три коаксиальные камеры, образованные цилиндрическими стенками, патрубки для подвода и отвода теплоносителей и набивку в виде спирали из высокотеплопроводного материала, отличающийся тем, что набивка выполнена из ленты упомянутого материала и автономной для каждой из камер, при этом спираль набивки расположена в каждой из них по спирали с прилеганием витков последней друг к другу и с максимальным заполнением полостей камер.