РЕКУПЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1999 года по МПК F23L15/02 F28D11/04 

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к теплообменникам для передачи тепла от газа к жидкости.

Известен рекуперативный теплообменник для передачи тепла от газа к жидкости в виде трубчатого коллектора с неподвижными трубами (Теплотехнический справочник, том 2, издание 2-ое, изд-во "Энергия", Москва, 1976 г, стр. 538).

Недостатком указанного теплообменника является сравнительно низкий коэффициент теплопередачи от газа к жидкости, что не позволяет существенно снизить температуру отходящих газов тепловых установок и поднять их коэффициент надежности.

Наиболее близким прототипом является теплообменник, в котором трубы с жидкостью движутся по окружности в среде охлажденного газа (А.С. СССР 145152, МКИ⁵ F 28 D 11/04 "Рекуперативный теплообменник", опубл. 15.01.89, бюлл. N 2). Недостатком указанного теплообменного устройства, является также сравнительно низкий коэффициент теплопередачи от газа к жидкости и пониженная надежность конструкции.

Задачей изобретения является повышение эффективности теплообменного устройства путем интенсификации теплообмена и увеличение надежности.

Поставленная задача реализуется изменением конструкции теплообменника, заключающееся в том, что в предлагаемом теплообменнике каждая труба вращающегося ротора вмонтирована с зазором в кожух в форме полуцилиндра, переходящего в пустотелую призму, открытую со стороны, обращенной навстречу потоку газа, и имеющий выходное щелевидное отверстие по образующей цилиндра с расширяющейся насадкой, причем степень отдачи тепла от газа к жидкости регулируют шириной стенок призмы, являющихся продолжением стенок полуцилиндра кожуха.

На фиг. 1 показан вид теплообменника в разрезе, на фиг. 2 - отрезок трубы в кожухе в аксонометрии.

Рекуперативный теплообменник содержит корпус 1 с противоположно расположенными подводящим и отводящим коробами 2 и 3 греющего газа и размещенной в корпусе 1 на валу 4 ротор в виде радиальных относительно вала групп труб 5, подключенных к установленным с возможностью вращения раздающей и собирающей камерам нагреваемой жидкости, установленным между подводящим и отводящим коробами 2 и 3 греющей среды, и снабженным соосными с валом 4 подводящим и отводящими патрубками (на фиг. 1 не показаны).

Каждая труба, или несколько труб, окружена прочно скрепленным с ней кожухом 6, имеющим форму полуцилиндра, переходящего в призму, открытым навстречу потоку газа при вращении ротора. Кожух имеет продольную щель 7 по образующей цилиндра с расширяющейся насадкой 8. С внутренней стороны кожух 6 имеет теплоизоляцию 9. Ротор снабжен приводом 10.

Рекуперативный теплообменник работает следующим образом. Ротор с помощью привода 10 приводится во вращение, греющая среда (газ) через короб 2, поступает в пространство, где расположены трубы 5 в кожухах 6. При вращении ротора газ адиабатически сжимается в кожухах 6. Температура газа при адиабатическом сжатии повышается. Адиабатическому сжатию способствует теплоизоляция 7, снижая рассеивание тепла. Благодаря повышению разности температур между теплоносителем (газом) и нагреваемой жидкостью усиливается теплообмен. Повышению теплообмена также способствует повышенное давление газа в кожухе 6. Выходя через щель 7 и насадку 8, газ приобретает нормальное давление, охлаждаясь при этом.

Степень сжатия газа в кожухах можно регулировать, изменяя ширину стенок кожухов. Причем температуру выбрасываемого в атмосферу газа можно довести до комнатной и ниже.

Оседания влаги на деталях ротора при работе теплообменника не происходит, благодаря действию центробежной силы. Этот фактор предохраняет теплообменник от коррозии.

Использование теплообменника в различных тепловых агрегатах, котельных, тепловых электростанциях позволит существенно поднять их коэффициент полезного действия и обеспечить экономию энергоресурсов.

Изобретение предназначено для теплообменников, используемых для передачи тепла от газа к жидкости. В теплообменнике каждая трубе вращающегося ротора вмонтирована с зазором в кожух в форме полуцилиндра, переходящего в пустотелую призму, открытую со стороны, обращенной навстречу потоку газа, и имеющий выходное шелевидное отверстие по образующей цилиндра с расширяющейся насадкой, причем степень отдачи тепла от газа к жидкости регулируют шириной стенок призмы, являющихся продолжением стенок полуцилиндра кожуха. Такое выполнение позволяет интенсифицировать теплообмен и увеличить надежность. 1 з. п. ф -лы, 2 ил.

1. Рекуперативный теплообменник, содержащий корпус с противоположно расположенными подводящим и отводящим коробами греющего газа и размещенный в корпусе на валу ротор в виде группы труб, подключенных с возможностью вращения к раздающей и собирающей кольцевым камерам нагреваемой среды, установленным между подводящим и отводящим коробами греющей среды и снабженным соосными с валом подающими и отводящими патрубками, отличающийся тем, что каждая труба вращающегося ротора вмонтирована с зазором в кожух в форме полуцилиндра, переходящего в пустотелую призму, открытую со стороны, обращенной навстречу потоку газа и имеющий выходное щелевидное отверстие по образующей цилиндра с расширяющейся насадкой, причем степень отдачи тепла от газа к жидкости регулируют шириной стенок призмы, являющихся продолжением стенок полуцилиндра кожуха. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что в полуцилиндрический кожух монтируют две или несколько труб.