Теплообменник Советский патент 1986 года по МПК F28D15/02 F28D19/04 

Изобретение откосится к тепло- энерт етическим устрой|;:твам для передачи тепла или холода от одного потока газа к другому, а именно к теплообменникам регенеративного типа с вращающейся насадкой, и может быть использовано в системах утилизации тепла вь бросньк газов теплоиспользуго щих установок в промьт1.пенЕ1ости и сельском хозяйстве, преимущественно запыленных или засоренных газовых потоков, а также в системах кондиционирования воздлгха и вентиляции при работе в режимах конденсации влаги при положительных и отрицательных температурах подогреваемого воздуха

Цель изобретения - повьпиение степени утилизации тепла.

На фиг. схематически изображен теплообменник при образовании сопел между экранами и общими перегородками, продольньпЧ разрез ; на фиг. 2 - разрез на фиг. 1, на фиг. 3 - теплообменник при образовании сопел мелэду экранами и стенками патрубков

Теплообменник содержит корпус 1 с входньгми 2 и 3 и ВЬГХОДНЬМЕ-;: А н 5 патрубками для Г1одачи свежего и отработанного теплоносителя (теплого и холодного потоков) и вывода их, pOTOpj установленньп внутри корпуса 1 с возмола-юстью вращения л зы- полненньй в виде вала 6 с дисками 7 закрепленньми ка валу перпендикулярно его оси и параллельно потокам. Вал 6 выполнен полым и на его внутренней поверхности закреплено ореб- рение 8; выполненное в виде кольцевых перегородок, установленных перпендикулярно оси вращения ротора. Полость вала 6 заполнена теплоносителем - рабочей жидкостью, изменяющей агрегатное состояние в проЦ(;с- се теплообмена, герметизирована и представляет собой горизонта.льпо )асположенньш термосифон с внут1)ен ним оребрением 8. Патрубки 2-5 вь полнены прямоугольного сечения и имеют по одной общей пе.регородке 9 и 0. Внутри входных патрубков 2 и 3 размещены наклонные направляющие зкраны 11 и 12, расположенные под углом к осям симметрии патрубкоп (2 и З) и общим перегородкам 9--И 10 таким образом, что образуют с пере- городками 9 и iO или противолежащими cтeпкr и патрубков сужающиеся плоские соп.па 13 н 14, прямоугольпо

5 0 5

0 5

0

5

0

3

340

го сечения, с ныходньми отверстиями 15 и 16. Сопла 13 и 1А могут иметь косой срез или, как вариант, прямой.

(отига образованы экранами 11 и 12 и стенками патрубков 2 и 3, противоположными перегородками 9 и 10 в условиях работы с газами, содержащими копденсирующиеся лаадкости; в этом случае срез сопел наход тся в периферийной (по отногиению к оси ротора) части патрубков.

Экраны 11 и 12 вьшолнены в виде S-образно изогнутых пластин (S-образ- ная форма в сечении, перпендикулярном оси ротора).

Теплообменник работает следующим образом.

Отработанный газ через патрубок 2 подается в нижнюю часть корпуса 1, Проходя через сопло 13, образованное перегородкой 9 и экраном Г1, горячий газ выходит через отверстие 15 в ви-, де струи и подается в щелевые каналы, образованные дисками 7, поверхностью вала 6 и корпуса 1, где обменивается теплом с поверхностями теплообмена, передавая им тепло. В результате теплообмена нагреваются диски 7 и нижняя поверхность вала 6, Теплопроводностью тепло передается рабочей жид- косуги,, находящейся внутри вала 6, которая, испаряясь, переходит в газообразное состояние, а газ конденсируется на (более холодной) внутренней поверхности верхней части вала 6, янутрепнем оребрении 8, а конденсат стекает в нижнюю часть, т.е. вал работает как термосифон. За счет теплоты конденсации поверхность нагревается, и через диски 7 тепло передается холодному воздуху, подаваемому через патрубок 3, и сопло 14, Нагретый воздух удаляют через патрубок 5. При повороте ротора нагретые части л,ис.чов передают тепло холодному воздуху, нагревая его. Ротор врагдается навстречу входным потокам, реализуя противоток движения теплообменной поверхности дисков и потоков отрабо- тапно.го газа и нагреваемого воздуха.

При вращении дисков часть газа и воздуха (ввиду их вязкости) Л Тлекает- ся дисками в направлении вращения. Струи (сформированные в соплах) об- ладак1Г больпзей- скоростью н кинетической энергией; чем обьганые потоки газа в каналахS и сдувают пограничный слой газа и воздуха, перемещаемый

дисками, уменьшая смешение потоков газа и воздуха и интенсифицируя теплообмен с дисками и ротором (ротор обтекается струями с углом обхвата 150-160 ). Кроме того, при истечении струи из сопел последняя влекает с собой воздух или газ из близлежащего пространства, компенсируя перемещение части газа (или воздуха) дисками из самой струи. Косой срез сопла поз воляет изменять направление струи (отклонять ее относительно оси патрубка в зависимости от выбранного соотношения диаметров ротора и диска

Ж

/5

213340

и тем самым оптимизировать процесс утилизации. Кроме того, при этом достигается развод струй (смещение их осей под заданным углом), что позво- 5 ляет практргчески полностью исключить перемешивание без применения механических средств.

В случае-наличия в газе большого количества конденсирующейся жидкос- to ти для срьгоа и удаления ко.нденсата экран 11 на стороне газа устанавливается с образованием среза сопла в периферийной части патрубка 2 (в нижней части).

-/

te

W7

TZ

Фиг.1 16 1 7685

L I / U-1Редактор В, Петраш

0wa.7

Составитель Ю. Мартинчик

Техред А.Бабинец Корректор Т. Колб

Заказ 774/51 . Тираж 590Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва; Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4