ПАКЕТ ПЛАСТИН ДЛЯ ТЕПЛООБМЕННИКА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2002 года по МПК F28F3/00 

Изобретение относится к комплектам из пластинчатых элементов со средствами для увеличения площади теплопередачи, в частности с ребрами, впадинами, сконструированными для сборки в виде стопкообразных комплектов, и может широко использоваться для рекуперации воздуха, в теплообменных аппаратах в коммунальном хозяйстве, химической, нефтяной и холодильной промышленности.

Известен пакет пластин для теплообменника, описанный в м.з. РСТ 91-16589 "Пластинчатый испаритель" по кл. F 28 F 3/06, 3/02, з. 15.04.91, оп. 31.10.91.

Известный пакет состоит из нескольких примыкающих одна к другой теплообменных пластин, снабженных гофрами в виде выступов и впадин, причем гофры на каждой пластине образуют несколько зон с различным направлением гофр и на смежных пластинах часть зон имеет противоположное направление гофр, а часть зон - одинаковое направление гофр.

Недостатком известного пакета является необходимость применения при сборке элементов, обеспечивающих размещение пластин на определенном расстоянии друг от друга для создания каналов протекания теплообменной жидкости, и подборки пластин с чередованием зон с различным направлением гофр при сборке.

Известен пакет пластин для теплообменника, описанный в з. Великобритании 2236841 "Теплообменник" по кл. F 28 F 13/00, з. 09.08.89, оп. 17.04.91.

Известный пакет содержит стопку пластин, прилегающих друг к другу, поверхности которых выполнены с небольшими полусферическими выступами для турбулизации потоков теплообменных текучих сред и представляют собой каналы для подачи этих сред, а полуцилиндрические выступы, проходящие по всей ширине пластины, служат для создания необходимого зазора между пластинами, при этом на смежных пластинах каналы для подачи теплообменных сред размещены взаимно перпендикулярно.

Недостатком известного пакета является необходимость выполнения специальных элементов для получения необходимого зазора между пластинами и обеспечения определенной взаимной ориентации пластин при сборке их в пакет.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому по первому варианту выполнения является пакет пластин для теплообменника, описанный в международной заявке WO 99/24772, 20.05.1999, кл. F 28 D 9/00 и выбранный в качестве прототипа.

Известный пакет состоит из пластин, имеющих на поверхности выступы, образованные механически прикрепленными к одной из сторон каждой из пластин объемными геометрическими элементами, чередующимися в рядах по размерам и имеющими в верхней части углубления для усиления турбулентности.

Недостатком известного пакета пластин является необходимость применения при сборке элементов, обеспечивающих размещение пластин на определенном расстоянии друг от друга для создания каналов протекания теплообменной жидкости, и сложность изготовления самих пластин с разновеликими в рядах выступами, имеющими к тому же углубления в вершинах.

Целью заявляемого изобретения по первому варианту является упрощение сборки пакета при упрощении технологии изготовления самих пластин.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому по второму варианту выполнения пакету пластин для теплообменника является пакет пластин, описанный во французской заявке 1519235, 29.03.1968 по кл. F 28 F 3/00 и выбранный в качестве прототипа.

Известный пакет пластин содержит гладкие пластины, разделенные между собой решетчатыми вставками, выполненными из соединенных между собой отдельных объемных геометрических элементов в виде длинных прямоугольных брусков.

Недостатком известного пакета является сложность изготовления данного пакета из-за необходимости скрепления между собой брусков в решетке между собой.

Целью заявляемого по второму варианту изобретения является упрощение технологии изготовления пакета пластин для теплообменника.

Поставленные цели достигаются тем, что:
- в первом варианте выполнения в пакете пластин для теплообменника, содержащем пластины, имеющие на поверхности выступы, образованные механически прикрепленными к одной из сторон каждой из пластин объемными геометрическими элементами, согласно изобретению выступы механически прикреплены и к другой стороне пластин и чередуются по обеим осям плоскости пластины, при этом пластины с выступами разделены между собой гладкими пластинами;
- во втором варианте выполнения в пакете пластин для теплообменника, включающем гладкие пластины, разделенные между собой решетчатыми вставками, согласно изобретению решетчатые вставки выполнены из соединенных между собой отдельных объемных геометрических элементов в форме шара или конуса, или пирамиды, или куба.

Выполнение в первом варианте пакета из примыкающих к гладким пластинам пластин-вставок с выступами в виде объемных, механически прикрепленных к обеим сторонам их поверхности геометрических элементов, чередующихся по обеим осям, а во втором варианте - пакета из примыкающих к гладким пластинам решетчатых вставок из соединенных между собой объемных геометрических элементов в форме шара или конуса либо пирамиды или куба обеспечивает более простое изготовление пакета, делает теплообменник более технологичным в изготовлении.

Заявляемый пакет пластин для теплообменника во всех его вариантах обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него обеспечивающим достижение указанного результата:
- в первом варианте выполнением выступов на пластинах-вставках в виде механически прикрепленных с двух сторон к поверхности пластины-вставки объемных геометрических элементов, разделенных между собой гладкими пластинами;
- во втором варианте выполнением пакета решетчатых вставок из связанных между собой объемных геометрических элементов в форме шара или конуса либо пирамиды или куба.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие совокупностью указанных в вариантах отличительных признаков, обеспечивающих достижение заданных результатов, поэтому он считает, что заявляемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Заявляемое техническое решение во всех его вариантах может найти широкое применение для рекуперации воздуха, в теплообменных аппаратах в коммунальном хозяйстве, химической, нефтяной и холодильной промышленности и потому соответствует критерию "промышленная применимость".

Изобретение иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг.1 - выполнение пластин-вставок по первому варианту;
- фиг.2 - вид в разрезе пакета по первому варианту;
- фиг.3 - выполнение пластин но второму варианту;
- фиг.4 - вид в разрезе пакета по второму варианту.

Пакет пластин для теплообменника по первому варианту (см. фиг.1, 2) содержит чередующиеся, примыкающие друг к другу гладкие пластины 1 и пластины-вставки 2, выступы которых образованы объемными геометрическими элементами 3, механически прикрепленными к обеим сторонам пластин-вставок 2 и чередующимися по обеим осям плоскости пластины-вставки 2.

Пакет пластин во втором варианте выполнения (см. фиг.3, 4) содержит чередующиеся, примыкающие друг к другу, гладкие пластины 4 и решетки 5 из связанных между собой объемных геометрических элементов 6 в форме шара или конуса либо пирамиды или куба.

Во всех вариантах пластины собраны в стопку, края их выполнены гладкими, что позволяет при сборке легко герметизировать каналы для прохождения теплообменных сред, например, с помощью резиновых уплотняющих прокладок (на чертежах не показаны). Объемные геометрические элементы могут иметь любую форму - шаров, конусов, пирамидок, кубов и т.д. Они могут быть прикреплены к поверхностям пластин, например, с помощью клея или изготовлены одновременно с пластиной, или приварены либо прикручены к ней. Пластины могут быть выполнены в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации из тонких металлических листов или из пластмассы (даже, например, из полиэтиленовой пленки); объемные геометрические элементы - из пластмассы, металла и т.п. Решетка из объемных геометрических связанных между собой элементов (второй вариант) может быть выполнена из пластмассы штамповкой или литьем. Сборка пластин в пакет может быть выполнена любым известным способом, например, с помощью крепежных элементов (на чертежах не показаны).

При подаче теплообменных текучих или воздушных сред в теплообменник выступы (гофры) в виде объемных геометрических элементов играют роль турбулизаторов и одновременно - роль элементов, задающих расстояние между пластинами. За счет чередования объемных геометрических элементов - выступов (гофр) - по обеим осям пластины образуются каналы для пропускания теплообменных воздушных или текучих сред. Эти среды могут подаваться через пластины теплообменника в любом направлении.

В сравнении с прототипом заявляемый пакет пластин для теплообменника во всех его вариантах является более простым и более технологичным в изготовлении.

Изобретение предназначено для применения в устройствах для рекуперации воздуха, в коммунальном хозяйстве, химической, нефтяной и холодильной промышленности. Пакет пластин для теплообменника содержит пластины, имеющие на поверхности выступы, образованные механически прикрепленными к одной из сторон каждой из пластин объемными геометрическими элементами, причем выступы механически прикреплены и к другой стороне пластин, а также чередуются по обеим осям плоскости пластины, кроме того, пластины с выступами разделены между собой гладкими пластинами. По второму варианту пакет пластин для теплообменника включает гладкие пластины, разделенные между собой решетчатыми вставками, выполненными из соединенных между собой отдельных геометрических элементов в форме шара, или конуса, или пирамиды, или куба. Изобретение позволяет расширить возможности использования материалов для изготовления пластин, а также добиться повышения технологичности изготовления пакета пластин для теплообменника. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пакет пластин для теплообменника, содержащий пластины, имеющие на поверхности выступы, образованные механически прикрепленными к одной из сторон каждой из пластин объемными геометрическими элементами, отличающийся тем, что выступы механически прикреплены и к другой стороне пластин и чередуются по обеим осям плоскости пластины, кроме того, пластины с выступами разделены между собой гладкими пластинами. 2. Пакет пластин для теплообменника, включающий гладкие пластины, разделенные между собой решетчатыми вставками, отличающийся тем, что решетчатые вставки выполнены из соединенных между отдельных геометрических элементов в форме шара, или конуса, или пирамиды, или куба.