ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 2020 года по МПК F28D7/10 

Описание патента на изобретение RU2719260C1

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов.

Известен теплообменник, содержащий корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для рабочего тела, подводящего и отводящего коллекторов с патрубками, теплообменные элементы, выполненные в виде двухслойных цилиндрических оболочек, соединенные между собой и корпусом при помощи пилонов, установленных на концах теплообменных элементов, при этом в пилонах выполнены каналы для подвода и отвода рабочего тела (патент РФ №2569990, Заявка №: 2014149786/06 от 09.12.2014, MПК: F28D 7/10-прототип).

Предложенный теплообменник работает следующим образом. Во внутреннюю полость теплообменника подается теплоноситель. Теплоноситель равномерно распределяется в полости теплообменника и движется в кольцевых зазорах, расположенных между теплообменными элементами и внутренней стенкой корпуса. Рабочее тело через подводящий патрубок поступает в подводящий коллектор и далее в кольцевой зазор, расположенный между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса. В кольцевом зазоре рабочее тело разделяется на два потока. Первый поток рабочего тела проходит в кольцевом зазоре между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса, нагревается и отводится в отводящий коллектор. Второй поток рабочего тела поступает по пилонам в кольцевые зазоры, расположенные между стенками теплообменных элементов. Проходя по кольцевым зазорам, рабочее тело нагревается, после чего поток по пилонам поступает в отводящий коллектор. В отводящем коллекторе два потока рабочего тела смешиваются между собой. Рабочее тело выходит из отводящего коллектора через отводящий патрубок.

Основными недостатками является сложность конструкции, значительные габаритные размеры, обусловленные значительными конструктивными зазорами между кольцевыми теплообменными элементами, неравномерность нагрева оболочек, вызванная последовательностью прохождения теплоносителя от периферийной оболочки к центральной, что, в конечном итоге, снижает эффективность работы теплообменника.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном теплообменнике, содержащем корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков, теплообменные элементы, выполненные в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, образующими кольцевые полости, причем кольцевые полости горячего и холодного потоков равномерно чередуются между собой, соглпасно изобретению, на торцах обечаек установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем в указанных днищах выполнены изолированные каналы, диаметр которых монотонно уменьшается от периферии к центру, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой, при этом указанные кольцевые полости теплообменных элементов соединены с полостями входного и выходного патрубков холодного и горячего потоков через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами, при этом в центральной части профилированных днищ, внутри центральной обечайки, установлены теплообменные элементы в виде отдельно расположенных трубок, полости которых соединены с полостью одного из потоков, причем полость внутри центральной обечайки соединена с полостью другого потока.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид теплообменника, продольный разрез, на фиг.2 -входная часть теплообменника в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - выходная часть теплообменника в увеличенном масштабе.

Теплообменник содержит корпус 1 с входными 2,3 и выходными 4,5 патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков соответственно. Теплообменные элементы 6 выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 7, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами 8, образующими кольцевые полости 9 и 10 горячего и холодного потоков соответственно. Кольцевые полости горячего 9 и холодного 10 потоков равномерно чередуются между собой. На торцах обечаек 7 установлены торцевые профилированные днища 11, скрепленные между собой и с корпусом 1, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости 12 и 13. В указанных днищах 11 выполнены изолированные каналы 14 и 15, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой. Кольцевые полости 9 и 10 теплообменных элементов соединены с полостями входных 1,3 и выходных 4,5 патрубков горячего и холодного потоков соответственно через упомянутые торцевые полости 12 и 13, образованные профилированными днищами 11. В центральной части профилированных днищ 11, внутри центральной обечайки 7, установлены теплообменные элементы в виде отдельно расположенных трубок 16, полости которых соединены с полостью одного из потоков, при этом полость внутри центральной обечайки соединена с полостью другого потока.

Предложенный теплообменник работает следующим образом.

Горячий поток подается внутрь корпуса 1 теплообменника через патрубок ввода 2 горячего потока и через торцевые полости 12 и каналы 14 поступает в кольцевые полости 9 горячего компонента. Горячий поток проходит через кольцевые полости 9 и отдает тепло стенкам теплообменных элементов 6, выполненным в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 7. На выходе из теплообменника, горячий поток собирается в аналогичных торцевых полостях 12 и через аналогичные каналы 14 поступает в выходной патрубок 4 вывода горячего потока.

Холодный поток подается внутрь корпуса 1 теплообменника через патрубок ввода 3 холодного потока и через торцевые полости 13 и каналы 15 поступает в кольцевые полости 10 холодного компонента. Холодный поток проходит через кольцевые полости 10 и, за счет теплопередачи, снимает тепло со стенок теплообменных элементов 6, выполненных в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 7. На выходе из теплообменника, горячий поток собирается в аналогичных торцевых полостях 13 и через аналогичные каналы 15 поступает в выходной патрубок 5 вывода горячего потока.

Установка в центральной части профилированных днищ 11, внутри центральной обечайки 7, теплообменных элементов в виде отдельно расположенных трубок 16, полости которых соединены с полостью одного из потоков, причем полость внутри центральной обечайки соединена с полостью другого потока, позволяет упростить конструкцию теплообменника и обеспечить теплообмен между потоками.

Использование предложенного технического решения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности теплообменника.

Похожие патенты RU2719260C1

название год авторы номер документа
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2703793C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2699903C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2719262C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2703779C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2699770C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2699769C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2719251C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2715809C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2715810C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2703791C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 719 260 C1

Реферат патента 2020 года ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Теплообменник содержит корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков, теплообменные элементы, выполненные в виде обечаек, образующих кольцевые полости, причем кольцевые полости горячего и холодного потоков равномерно чередуются между собой. При этом на торцах обечаек установлены торцевые днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем в указанных днищах выполнены изолированные каналы, диаметр которых уменьшается от периферии к центру, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой, при этом указанные кольцевые полости теплообменных элементов соединены с полостями входного и выходного патрубков холодного и горячего потоков через упомянутые торцевые полости, образованные днищами, при этом в центральной части днищ, внутри центральной обечайки, установлены теплообменные элементы в виде трубок, полости которых соединены с полостью одного из потоков, причем полость внутри центральной обечайки соединена с полостью другого потока. Предложенное изобретение позволяет упростить конструкцию теплообменника, уменьшить его габариты и исключить неравномерность нагрева оболочек. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 719 260 C1

Теплообменник, содержащий корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков, теплообменные элементы, выполненные в виде обечаек, образующих кольцевые полости, причем кольцевые полости горячего и холодного потоков равномерно чередуются между собой, отличающийся тем, что на торцах обечаек установлены торцевые днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем в указанных днищах выполнены изолированные каналы, диаметр которых уменьшается от периферии к центру, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой, при этом указанные кольцевые полости теплообменных элементов соединены с полостями входного и выходного патрубков холодного и горячего потоков через упомянутые торцевые полости, образованные днищами, при этом в центральной части днищ, внутри центральной обечайки, установлены теплообменные элементы в виде трубок, полости которых соединены с полостью одного из потоков, причем полость внутри центральной обечайки соединена с полостью другого потока.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2719260C1

Теплообменник 1985
  • Азаркин Александр Александрович
  • Фелдберг Эрик Альфредович
  • Березко Вадим Александрович
  • Верболоз Елена Игоревна
SU1298505A1
ТЕПЛООБМЕННИК 1996
  • Камашев Борис Михайлович[Ru]
  • Рулев Владимир Михайлович[Ru]
  • Сергеев Александр Иванович[Ru]
  • Тимофеев Виктор Николаевич[Ru]
  • Головко Владислав Федорович[Ru]
RU2099663C1
ТЕПЛООБМЕННИК 1989
  • Степанова Ю.А.
  • Руссков Ю.П.
  • Халанский В.Е.
  • Макаров Ю.А.
  • Дворкина Т.В.
SU1759116A2
ТЕПЛООБМЕННИК 1994
  • Сажин Б.С.
  • Авдюнин Е.Г.
RU2068164C1
WO 2017135728 A1, 10.08.2017
WO 2014147977 A1, 25.09.2014.

RU 2 719 260 C1

Авторы

Черниченко Владимир Викторович

Даты

2020-04-17Публикация

2018-12-06Подача