Теплообменник Советский патент 1987 года по МПК F28D7/02 F22B1/18 

ки соответствующих теплообменных змеевиков. Трубы змеевиксв выполнены с диаметрами, увеличивающимися в направлении от оси корпуса к его периферии. За счет лобового натекания газов на змеевики 2-7, отклонения потока и повышения интенсивности турбулентных

1

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах утилизации тепла отработанных газов двигателей внутреннего сгорания с

Цель изобретения - повышение компактности теплообменника за счет более полного использования теплообмен ной поверхности с максимальным коэффициентом теплопередачи

На фиг,1 изображен теплообменник вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2.

Тегшообменник содержит соосно уст новленные в корпусе 1 теплообменные трубчатые змеевики 2., „7, имеющие ра личные диаметры навивки и закрепленные в поперечных концевых трубных досках 8 и 9„

Трубная доска 8 выполнена со сквозными отверстиями 10...12, а трубная доска 9 - со сквозными отверстиями 13... 15,. Отверстия 10.. „15 сообщены с полостью корпуса 1 и расположены кольцевыми рядами по соосным корпусу окружностям, диаметры которых равны диаметрам навивки соответствующих змеевиков. Так, например, отверстия 10 расположены по окружности, диаметр которой равен диаметру навивки змеевика 2, а отверстия 11 - по окружности, диаметр которой равен диаметру навивки змеевика 3.

Трубы змеевиков вьтолнены диаметрами, увеличивающимися в направлении от оси корпуса 1, к его периферии. Так, например, диаметр трубы змеевика 4 меньше диаметра трубы змеевика 3, который, в свою очередь, меньше диаметра трубы змеевика 2,

В полости корпуса 1 установлена п перечная перепускная камера 16 с осепульсаций повышается интенсивность теплообмена. При этом интенсивноегь теплообмена с умешлиением диаметра труб змеевиков воз15астает5 а уменьшение диаметров труб позволяет умень- татъ диаметр их навивки, 1 з,и, , 3 Ш1,

O

5

выми перепускными трубалМИ 17 и 18 и со сквозными щелямн 19, Труба 17 сообщена с трубами змеевиков 2,,4 через сепарационное устройство 20 и с трубами змеевиков 5. „.7 через полость 21 перепускной камеры 16. Труба 18 :1од- ключена к источнику (не показан) нагреваемой среда и сообщена с трубэ.ми змеевиков 2,„„4 через полость 22 камеры 1 6,

Под трубной доской 9 располо:ч;сна газоподводящая камера 23 и коллектор 24 перегретог о пара, а над трубной доской 8 находится газоотводяший кси.- фузор 25, Геометрические параметры каждого змеевика 2.. ,7 .устанавлквшг., исходя из соотношений:

0

5

0

idem; ---- idem,,

и В

5

0

t

k-d

где k - коэффициент теплопередачиj t - шаг навивки; d - да1аметр трубы змеевика; D - диаметр навивки змеевика; В - расстояние между витками

змеевиков в свету. Теплообменник работает следу1ощи - образом.

Отработаньа е газы последовательно проходят газоподводящ /ю камеру 23, отверстия 13...15 трубной доски 9, межтрубное пространство змеевиков 5...7, щели 19 перепускной камеры 16, межтрубное пространство змеевиков 2...4, отверстия 10оо.12 трубной доски 8 и газоотводящий конфузор 25, Омывая змеевики 2,.р7 газы охлаждаются, отдавая тепло нагреваемой среде. Нагреваемая среда последовательно проходит трубу 18, щели 22 камеры 16, змеевики 2...4, сепарационное устройство 20, трубу 17, полость 2 камеры 16, змеевики 5,, 7 и коллектор 24, В змеевиках 2...4 нагреваемая среда

3il

превращается в насыщенный пар, которьи осушается и сепарационном ycTpoiicTFje 20 за счет центробежного эффекта, а также за счет охлаждения газов в I a- эоотводящем конфузоре 25, В змеевиках 5...7 пар перегревается.

Выполнение в досках 8 и 9 перепускных отверстий 10...15 указанной геометрии обеспечивает повышение интенсивности теплообмена за счет лобового натекания газов на змеевики 2...7 отклонения потока и повышения интенсивности турбулентных пульсаций. При этом появ ляется возможность уменьшить шаг навивки змеевиков 2„..7, что повышает компактность теплообменника в осевом направлении.

Выполнение диаметров труб змеевиков 2,..7 уменьшающимися в радиальном направлении от оси корпуса 1 к трубам 7 и 18 обеспечивает повышение компактности теплообменника в радиальном направлении за счет того, что интенсивность теплообмепа с уменьшением диаметра труб змеевиков 2...7 возрастает, а уменьшение диаметра труб змеевиков 2. „,7 позволяет уменьшить диаметр их навивки.

В перепускной камере 16 и трубах 17 и 18 происходит дополнительный нагрев нагреваемой среды за счет организации направления газов, что также снижает осевой габарит теплообменни- као Если геометрические параметры

94

змеевиков 2...7 устанавливают, исходя из приведенного соотношения, то на выходе каждого змеевика 2.,,7 при одной и той же ifx высоте нагреваемая среда будет иметь одинаковые параметры.

Формула изобретения

1.Теплообменник, содержащий соос но установленные в корпусе теплооб- менные трубчатые змеевики, имеющие различные диаметры навивки и закрепленные в поперечных концевых трубчатых досках со сквозными перепускными отверстиями, сообщенными с полостью корпуса, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения компактности, перепускные отверстия в трубных досках расположены кольцевыми рядами по соосным корпусу окружностям, диаметры которых равны диаметрам навивки соответствующих теплообменных змеевиков, а трубы последних вьтолне

ны с диаметрами, увеличивающимися в

направлении от оси корпус к его периферии.

2.Теплообменник по п.1, о т л и чающийся тем, что он дополнительно содержит установленную в полости корпуса поперечную перепускную камеру с осевыми перепускными трубами со сквозными щелями, первые из которых сообщены с трубами змеевиков,

а вторые - с полостью корпуса.

А-К

J6

IQ

Фиг. 2

(повернуто)

2 5 17

Редактор В.Петраш

Фи2. 5

Составитель Л.Андреев Техред Л.Сердюкова

Заказ 1959/37 Тираж 612Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М. Шароши

Изобретение может быть использо- ва гю в системах утилизации тепла двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить компактность теплообменника за счет более полного использования теплообменной поверхности с максимальным коэффициентом теплопередачи. Перепускные отверстия 10, 11, 12 и 13, 14, 15 в трубных досках 8 и 9 расположены кольцевыми рядами по соосным корнусу окружностям. Диаметры окружностей равны диаметрам навив/7 (Л ю ОО СЛ со ™д.