ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 2001 года по МПК F28D3/00 F28F13/12 

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, преимущественно к кожухотрубным воздухоподогревателям котельных агрегатов.

Известен струйный теплообменник (см. авт.св. N 1758395, м. кл. F 28 F 13/12, Бюл. N 32, 1992), содержащий теплообменную поверхность с ребрами, расположенное под ней устройство для подачи теплоносителя с отверстиями, в которых установлены сопла с определенными конструктивными отношениями между размерами сопла и расстоянием до теплообменной поверхности.

Недостатком данного струйного теплообменника является сложное конструктивное расположение сопел в межреберных промежутках и сложная форма самих ребер теплообменной поверхности, что приводит к наличию застойных зон, способствующих накоплению загрязнений в виде твердых частиц и капелеобразной влаги, а это стимулирует дополнительное загрязнение теплоносителя, например воздуха.

Известен теплообменник (см. патент N 2096715, МПК F 28 D 7/00, F 28 F 13/12, Бюл. N 32, 1997), содержащий теплообменную поверхность, устройство для подачи теплоносителя с отверстиями, в которых расположены сопла, с жестко закрепленными внутри завихрителями в виде развернутых по ходу сопла на 90^o четырех полос.

Недостатком известного теплообменника является невозможность удаления загрязнений в виде мелких твердых частиц и капелеобразной влаги, практически постоянно находящихся в воздухе, нагнетаемом в теплообменник. В результате наблюдается интенсивное истирание теплообменной поверхности, особенно в месте удара об нее выходящего из суживавшихся сопел движущегося потока с загрязнениями. Это способствует снижению эксплуатационных показателей теплообменников и повышению монтажно-демонтажных затрат при ремонтах, например более частая замена пучка труб, непосредственно контактирующих с потоком загрязненного теплоносителя.

Технической задачей является повышение надежности работы теплообменной поверхности путем увеличения срока эксплуатации пучка вертикальных труб за счет обеспечения контакта их с дополнительно очищенным от твердых и капелеобразных частиц теплоносителем - воздухом, которое осуществляется в устройстве подачи его в теплообменник.

Технический результат достигается тем, что теплообменник, содержащий теплообменную поверхность, устройство для подачи теплоносителя с отверстиями, в которых расположены сопла с жестко закрепленными внутри завихрителями в виде четырех полос, развернутых по ходу сопла на 90^o. Каждая из четырех развернутых полос в зоне контакта с внутренней поверхностью сопел согнута в виде лотка по длине от входа до выхода сопла, а на внутренней поверхности каждого сопла перед входным отверстием выполнена кольцевая канавка, соединенная с четырьмя лотками развернутых полос завихрителя и имеет в нижней части устройство для удаления загрязнений.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник, общий вид; на фиг. 2 - завихритель суживающегося сопла с лотками на каждой из четырех полос.

Теплообменник состоит из теплообменной поверхности 1 в виде пучка вертикальных труб, расположенного в нижней части теплообменника устройства 2, для подачи теплоносителя с размещенными в нем двумя суживающимися соплами 3, внутри которых укреплены завихрители 4 в виде четырех полос, развернутых по ходу сопла на 90^o, при этом на каждой из четырех полос в зоне контакта с внутренней поверхностью сопел 4 выполнены лотки 5. На внутренней поверхности у каждого из двух суживающихся сопел 3 перед входным отверстием 6 выполнена кольцевая канавка 7, соединенная в нижней части с устройством удаления загрязнений 8.

Теплообменник работает следующим образом. Теплоноситель, например воздух, из окружающей среды, в которой практически всегда наблюдается наличие во взвешенном состоянии мелких твердых частиц и капелеобразных загрязнений, нагнетается вентилятором (не показано), поступает во входное устройство 2 и далее к соплам 3.

В суживающихся соплах 3 поток ускоряется и, перемещаясь по полосам завихрителя 4, закручивается и в виде двух струй подается на теплообменную поверхность 1. Твердые частицы и капелеобразные загрязнения, поступая на полосы завихрителя 4, за счет центробежных сил смещаются в лотки 5, здесь сталкиваются, слипаются, коагулируют и, укрупняясь, перемещаются по внутренней полости лотков 5 к входному отверстию 6 устройства 2, где выполнена кольцевая канавка 7. Из кольцевой канавки 7 по мере накопления загрязнения в виде твердых и капелеобразных частиц удаляются автоматически или вручную посредством устройства удаления загрязнений 8.

Оригинальность технического решения заключается в том, что без дополнительных энергозатрат осуществляется очистка теплоносителя - воздуха - от загрязнений в виде мелких твердых частиц и капелеобразной влаги, которые практически полностью проходят через устройства обработки атмосферного всасываемого воздуха, поступающего в теплообменник. Дополнительное удаление мелких твердых частиц и капелеобразной влаги из воздуха, выходящего со значительной скоростью из сопел и контактирующего в виде удара с теплообменной поверхностью, обеспечивает увеличение срока службы теплообменника и улучшает его теплотехнические параметры (увеличиваются при очищенном теплоносителе коэффициенты теплообмена, уменьшается гидравлическое сопротивление движению потока теплоносителя, что способствует снижению потребляемой мощности нагнетателя, например вентилятора).

Изобретение предназначено для применения в теплообменных аппаратах. Изобретение содержит теплообменную поверхность, устройство для подачи теплоносителя с отверстиями, в которых расположены сопла с жестко закрепленными внутри завихрителями в виде четырех полос, развернутых по ходу сопла на 90^o. Каждая из четырех развернутых полос в зоне контакта с внутренней поверхностью сопел согнута в виде лотка по длине от входа до выхода сопла, а на внутренней поверхности каждого сопла перед входным отверстием выполнена кольцевая канавка, соединенная с четырьмя лотками развернутых полос завихрителя, и имеет в нижней части устройство для удаления загрязнений. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы теплообменника. 2 ил.

Теплообменник, содержащий теплообменную поверхность, устройство для подачи теплоносителя с отверстиями, в которых расположены сопла с жестко закрепленными внутри завихрителями в виде четырех полос, развернутых по ходу сопла на 90^o, отличающийся тем, что каждая из четырех развернутых полос в зоне контакта с внутренней поверхностью сопла согнута в виде лотка по длине от входа до выхода сопла, а на внутренней поверхности каждого сопла перед входным отверстием выполнена кольцевая канавка, при этом кольцевая канавка соединена с четырьмя лотками развернутых полос завихрителя и имеет в нижней части устройство для удаления загрязнений.