Рекуператор Советский патент 1987 года по МПК F23L15/04 

Изобретение относится к теп. юобменной технике и может быть использовано в топ- ливо-сжигающих установках.

Цель изобретения - повыи ение эффективности путем выравнивания тепловой на- грузки на отдельных теплообменных элементах.

На фиг. 1 показан рекуператор, когда зазоры между торцами внутренних патрубков и днищем кожуха выполнены переменными за счет различной длины выступающих частей патрубков, общий вид; на фиг. 2 - то же, когда зазоры выполнены переменными за счет изогнутого профиля днища.

Рекуператор содержит установленный в цилиндрическом газоходе 1 пучок тепло- обменных элементов в, виде труб Фильда разной длины, внутренние патрубки 2 которых закреплены во внещней трубной доске 3, охваченной кожухом 4 с днищем 5, размещенным относительно торцов 6 внутренних патрубков 2 с переменным зазором h,-, умень- щающимся от центра пучка к периферии. По одному варианту зазор h,, выполнен переменным при плоском днище 5 за счет различной длины выступающих в кожух 4 частей 7 патрубков 2, а по второму - за счет изогнутого профиля днища 5 при постоянной длине выступающих в кожух 4 частей 7 патрубков 2. Снаружи внутренних патрубков 2 размещены внещние патрубки 8, образующие с первыми трубы Фильда и закреп ленные во внутренней трубной доске 9. По- лость между последней и трубной доской 3 образует камеру 10 подвода нагреваемой среды, а полость между трубной доской 2 и кожухом 4 - камеру 11 отвода нагреваемой среды. Трубы Фильда установлены поперек газохода 1 и выполнены длиной, умень- щающейся от центра пучка к периферии. Максимальная величина зазора h,- между днищем 5 кожуха 4 и торцами 6 патрубков 2 не превыщает диаметра последних, а от- нощение соответственно размера зазора h, к диаметру d внутреннего патрубка 2 определяется эмпирически полученной зависимостью

8,17ехр(1+ц;

1-Ч1

(b,-/R)

.),

где 1.1, |д.; - коэффициенты аэродинамического сопротивления соответственно центральной и i-й трубы Фильда; Ь,-- расстояние между продольными осями центра.пьной и i-й труб Фильда;

R - радиус газохода. Рекуператор работает следующим образом.

Греющие газы, проходя по газоходу 1, омывают снаружи внещние патрубки 8 труб

5 0 5 О 5

0

5

Фильда, нагревают их и удаляются из газохода. Нагретые патрубки 8 излучают тепло на внутренние патрубки 2 и также нагревают их. Нагреваемая среда (воздух) из камеры 10 поступает в зазор между патрубками 2 и 8 и частично нагревается за счет контакта с их поверхностями. Затем воздух из зазора поступает в полость патрубка 2, проходя через него, окончательно нагревается и поступает в камеру 11 отвода нагреваемой среды к потребителю.

За счет выполнения труб Фильда длиной, уменьщающейся от центра пучка к его периферии, и одновременного обеспечения зазора между торцами 6 патрубков 2 и днищем 5 кожуха 4 в соответствии с приведенной эмпирической зависимостью обеспечивается перераспределение расходов воздуха через трубы Фильда, причем максимальный расход создается через центральную трубу Фильда, имеющую максимальную теплопередающую поверхность, а минимальный расход через крайние трубы Фильда, имеющие минимальную поверхность в целом. Это обеспечивает одинаковую тепловую нагрузку на все трубы Фильда и предопределяет одинаковую температуру нагрева воздуха по всех трубах Фильда, что повыщает эффективность работы рекуператора.

Формула изобретения

Рекуператор, содержащий установленный В цилиндрическом газоходе пучок теп- лообменных элементов в виде труб Фильда разной длины, внутренние патрубки которых закреплены во внещней трубной доске, охваченной кожухом с днищем, размещенным относительно торцов внутренних патрубков с переменным зазором, умень- щающимся от центра пучка к периферии, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности путем выравнивания тепловой нагрузки, трубы Фильда установлены поперек газохода и выполнены длиной, уменьщающейся от центра пучка к его периферии, причем максимальная величина зазора между днищем кожуха и внутренними патрубками не превыщает диаметра d последних, а отнощение соответственно размера зазора к диаметру внутреннего патрубка определяется зависимостью

,17ехр (,-l-Cbc/R;)

коэффициенты аэродинамического сопротивления соответственно центральной и i-й трубы Фильда; расстояние между продольными осями центральной и i-й труб Фильда; радиус газохода.

-tr

Vtiz.t

a

Изобретение м.б. использовано в топливосжигаюших установках. Цель изобретения - повышение эффективности путем выравнивания тепловой нагрузки на отдельных теплообменных элементах. Для этого трубы Фильда (ТФ) установлены поперек газохода 1 и и.меют разную длину. Макси- .мальная величина зазора между днищем 5 кожуха 4 и внедренными патрубками 2 не превышает диаметра последних. За счет выполнения ТФ длиной, уменьшаюш,ейся от центра пучка к его периферии, и наличия зазора между днищем 5 и патрубками 2 обеспечивается перераспределение расходов воздуха через ТФ в прямой зависимости от теплопередающей поверхности ТФ. Это обеспечивает одинаковую тепловую нагрузку на все ТФ и предопределяет одинаковую т-ру нагрева воздуха во всех ТФ. 2 ил. сл со О1 00 Х) со