Матричный теплообменник Советский патент 1985 года по МПК F28D9/00 

1 Изобретение относится к матричным теплообменникам и может быть использовано в химическом, энергетнческом машиностроении и на транспорте.. . Известны матричные теплообменики содержащие пакет в виде сеток из натериала с высокой теплопроводностью между которыми разкещены проставки l . Недостатком этих теплообменников является относительно невысокая интенсивность теплообмена. Известны также матричные теплообменники, содержащие подключенный к коллекторам пакет сеток, чередующихся с проставками, имеющими нечетное количество окон и образующими с сетками каналы для рабочих сред Недос-атками известных теплообменников являются невысокая интенсивность теплообмена при сравнительно больших габаритах. Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение компактности. Поставленная цель достигается тем, что в матричном теплообменнике содержащем подключенный к коллектора пакет сеток, чередующихся с преставками, имеющими нечетное количество окон и образующими с сетками каналы для рабочих сред, сетки имеют основу из высокотеплопроводных проволочных элементов, расположенных перпендикулярно стенкам каналов и скрепленньк межд.у собой посредством утка из низкотеплопроводных проволочных элементов или нитей, причем элемент основы имеют диаметр, по крайней мере в пять раз превьппающий диаметр элементов утка, расположенных с шагом, в 10-20 раз превышающим шаг эл ментов основы. На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник, продольный разре на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - пакет теплообменника без коллекторов на фиг, 4 - фланец пакета , на фиг. 5 - фрагмент сетки пакета;на фиг. 6 - проставка. Теплообменник Содержит подключен ный к коллекторам 1 и 2 пакет 3 сеток 4, чередуюгдихся с проставками 5, имеющими нечетное количество окон 6 и образу101.иими с сетками 4 каналы 7 и 8 для рабочих сред. Сетки 4 имеют основу из высокотеплопро- 182 водных проволочных элементов 9, расположенных перпендикулярно стенками 10 каналов 7 и 8 и скрепленных между собой посредством утка из низкотеплопроводных проволочных элементов 11 или нитей. Элементы 9 основы имеют диаметр, по крайней мере в пять раз превьшаюш 1й диаметр элементов 11 утка, расположенных с шагом, в 10-20 раз превьш1ающим шаг элементов 9 основы. При этом проставки 5 имеют толщину, не превышающую утро.енной толощны сеток 4. Перекрестное движение рабочих сред организовано в пакете 3 путем перекрытия через одно из окон 6 в крайних проставках 5 с помощью установки по двум противоположным краям.пакета 3 с :ланцев 12 с окнами 13 и перемычками 14 и выполнения в двух других сторонах пакета 3 после его сборки прорезей 15, доходя-щих до заглущенных перемычками 14 фланцев 12 окон 6 в крайних проставках 5. Теплообменник работает следующим образом. Рабочие среды, проходя перекрестнь м током по каналам 7 и 8 пакета 3, обмениваются теплом через их стенки 10 и элеме.нты 9 основы сеток 4. Подвод и отвод рабочих сред к каналам 7 и 8 осуществляется через коллекторы 1 и 2, окна 13 фланцев 12 и прорези 15 в противоположных: боковых сторонах пакета 3. Теплообмен при этом интенсифицируется за счет турбулизации потоков на элементах 9 основы сеток 4, а перетечки тепла / /о минимизируются за счет выполнения элементов Jjl утка сеток 4 из нетеплопроводного материала и имеющими диаметр, меньший диаметра элементов 9 основы, а также расположенными с большим относительно, последних шагом. В зависимости от условий работы теплообменника проставки могут быть металлическими, керамическими или полимерными. Проставки и сетки могут быть выполнены .с антикоррозионным покрытием. Жесткое соединение конструкции может быть .осуществлено с помощью клейки, пайки или диффузионной сварки. Нечетное количество окон в проставках дает возможность расположить каналы с греющей средой между каналами с обогреваемой средой, уменьшая

тем самым перетечку тепла к наружным поверхностям теплообменника и потери в окружающую среду. При этом выравнивается поле температур в теплообменнике, уменьшаются тепловые перекосы конструкции.

Расположение каналов для прохода сред во взаимно перпендикулярных

.1491184

плоскостях (перекрестный ток) позволяет объединить их двумя входными и двумя выходными коллекторами. Это количество коллекторов сохраняется при различной компоновке матричных элементов в теплообменнике, что существенно повышает как компактность, так и надежность конструкции.

ЫА

/

15

фиг. Z

МАТРИЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий подключенный к коллекторам пакет сеток, чередующихся с ; проставками, имеющими нечетное количество окон и образующими с сетками каналы для рабочих сред, о т- л ичающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повьшения компактности, сетки имеют основу из высокотеплопроводных проволочных элементов, расположенных перпендикулярно стенкам каналов и скрепленных между собой посредством утка из низкотеплопроводных проволочных элементов или нитей, причем элементы основы имеют диаметр, по крайней мере в пять раз превышающий диаметр элементов утка, расположенных с шагом, 5 в 10-20 раз превышающим шаг элемен(Л тов основы . фиг.. 1

12 3 /4

.

.6

/

/

9 //

иг. 5