Теплообменник Советский патент 1990 года по МПК F28D11/02 

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплообменным аппаратам с подвижной теплопередающей поверхностью, используемым для утилизации тепла промышленных стоков, и может быть применено в текстильной, химической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности путем увеличения площади теплообмена, а также интенсификация теплообмена путем создания направленного движения греющего теплоносителя.

На чертеже представлен теплообменник, вертикальный разрез.

Теплообменник содержит корпус 1 с подводящим патрубком 2 греющего теплоносителя, в объеме 3 которого погружен вращающийся вокруг вертикальной оси теплопере- дающий элемент 4, выполненный в виде стакана с днищем 5, боковыми стенками 6 и двумя коаксиально расположенными подво- дяплей 7 и отводящей 8 трубами для нагреваемой среды. Подводящая труба 7 своим открытым торцом 9 обращена к днищу 5 стакана теплопередающего элемента 4, а отводящая труба 8 - к верхней его части и снабжена неподвижно закрепленной крыльчаткой 10, выполненной в виде двух дисков 11 с размещенными между ними лопатками 12. Теплообменник также снабжен вытеснителем 13 в виде перевернутого стакана, 3aKpenj ленного своим днищем 14 на подводящей трубе 7. Днище 5 стакана теплопередающего элемента 4 выполнено вогнутым в полость этого стакана с образованием кольцевого канала 15, в который заведены боковые стенки стакана вытеснителя 13. С внещней стороны днища 5 стакана теплопередающего элемента 4 закреплена дополнительная крыльчатка 16. Подводящий патрубок 2 греющего теплоносителя подведен под днище 5 стакана теплопередающего элемента 4 и своим открытым торцом направлен на крыльчатку 16. Боковые стенки 6 стакана теплопередающе0 го элемента 4, а также боковые стенки стакана вытеснителя 13 и профиль вогнутого днища 5 стакана теплопередающего элемента 4 выполнены в виде усеченных конусов. Теп- лопередающий элемент 4 закреплен на отводящей трубе 8 посредством фланца 17 и подшипников 18, обеспечивающих вращательное движение фланца 17 и теплопередающего элемента 4 от электродвигателя 19 через зубчатую передачу 20. Подводящая труба 7 и электродвигатель 19 жестко закреплены на 0 крышке 21 корпуса 1, на котор ой размещен патрубок 22 отвода нагреваемой среды, сообщенный с отводящей трубой 8. С внешней стороны корпуса 1 размещен патрубок 23 отвода греющего теплоносителя, а с внутренней стороны по высоте объема 3 греющего тепло- 5 носителя - отбойные пластины 24.

Теплообменник работает следующим образом.

Греющий теплоноситель поступает в объем 3 корпуса 1 через подводящий патрубок 2, о.бтекая в огнутое днище 5, а затем боковые стенки 6 теплопередающего элемента 4, и отводится через патрубок 23. Нагреваемая среда подается через подающую трубу 7 во внутреннюю полость теплопередающего элемента 4. Вследствие вращения последнего, 45 под действием центробежных сил, направленных к боковым стенкам 6 стакана тепло- передающего элемента 4, и благодаря наличию вытеснителя 13 нагреваемая среда сначала опускается, а затем поднимается по кольцевому каналу 15, нагреваясь через боковые 50 стенки 6 и вогнутое днище 5 стакана тепло- передающего элемента 4, находится в контакте с объемом 3 греющего теплоносителя. При этом площадь контакта в результате поворотного движения нагреваемой среды увеличивается. Далее нагретая среда прохо- 55 дит через лопатки 12 крыльчатки 10, поднимается по трубе 8 и отводится из корпуса 1 через патрубок 22 потребителю (не показан). Дополнительная крыльчатка 16, закрепленная с внешней стороны днища 5 стакана теплопередающего элемента 4, вращаясь вместе с ним, обеспечивает направленное турбулизированное движение греющего теплоносителя вдоль поверхности теплопередающего элемента 4 и позволяет частично преобразовать лищний напор потока греющего теплоносителя во вращательное движение теплопередающего элемента 4, момент вращения которого дополняется энергией, подводимой к электродвигателю 19. Отбойные пластины 24 обеспечивают турбулизацию греющего теплоносителя вокруг боковых стенок 6 стакана теплопередающего элемента 4. Кроме интенсификации теплообмена, турбулиза- ция потока греющего теплоносителя позволяет yмeньщиtь отражения на теплопередаю- щих поверхностях, что является существенным при использовании в качестве греющего теплоносителя утилизируемых нагретых продуктов, содержащих технологические загрязнения.

Коническая форма боковых стенок 6 стакана теплопередающего элемента 4, стенок стакана вытеснителя 13 и профиля вогнутого днища 5 позволяет обеспечить оптимальные условия для движения потоков нагреваемой среды в кольцевом канале 15 и греющего теплоносителя в объеме 3, что также обеспечивает теплопроизводительность теплообменника.

Формула изобретения

1. Теплообменник, содержащий корпус с подводящим патрубком греющего теплоно0

0

5

0

сителя. в объеме которого погружен вращающийся вокруг вертикальной оси теплоперо- дающий элемент в виде стакана с днищем, боковыми стенками и двумя коаксиально расположенными подводящей и отводящей трубами для нагреваемой среды, причем подводящая труба открытым торцом обращена к днищу стакана, а отводящая труба пояклю- чена к верхней его части и снабжена неподвижно закрепленной крыльчаткой, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем увеличения площади теплообмена, он снабжен вытеснителем в виде перевернутого стакана, закрепленного своим днищем на подводящей трубе, а днище стакана теплопередающего элемента выполнено вогнутым в полость этого стакана с образованием кольцевого канала, в который заведены боковые стенки стакана вытеснителя.

2.Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена путем создания направленного движения греющего теплоносителя, он дополнительно снабжен крыльчаткой, закрепленной с внещней стороны днища стакана теп,1опере- дающего элемента а упомянутый подводящий патрубок греющего теплоносителя подведен под днище стакана теплопередающего элемента.

3.Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что боковые стенки стаканов теплопередающего элемента вытеснителя и профиль вогнутого днища выполнены в виде усеченных КОНУСОВ

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплообменным аппаратам с подвижной теплопередающей поверхностью, используемым для утилизации тепла промышленных стоков, м.б.применено в текстильной, химической и др. отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение производительности путем увеличения площади теплообмена и интенсификации теплообмена путем создания направленного движения греющего теплоносителя. Греющий теплоноситель поступает в объем 3 корпуса 1 через подводящий патрубок 2, обтекая вогнутое днище (ВД) 5, а затем - боковые стенки (БС) 6 теплопередающего элемента (ТЭ) 4, и отводится через патрубок 23. Нагреваемая среда подается через подающую трубу 7 во внутреннюю полость ТЭ 4. Вследствие вращения последнего под действием центробежных сил, направленных к БС 6 ТЭ 4, и благодаря наличию вытеснителя 13 нагреваемая среда сначала опускается, а затем поднимается по кольцевому каналу 15, нагреваясь через БС 6 и ВД 5 ТЭ 4. Дополнительная крыльчатка 16, закрепленная с внешней стороны ВД 5, вращаясь вместе с ТЭ 4, обеспечивает направленное турбулизированное движение греющего теплоносителя вдоль поверхности ТЭ 4. Увеличенная площадь контакта греющего теплоносителя и нагреваемой среды в результате двухходового движения последнего в кольцевом канале 15 ТЭ 4, наличие турбулизирующего воздействия на поток нагреваемого теплоносителя со стороны лопаток 12 дополнительной крыльчатки 16 и отбойных пластин 19, а также коническая форма БС 6 ТЭ 4, стенок вытеснителя 13 и профиля ВД 5 позволяют создать оптимальные условия движения и теплообмена греющего теплоносителя и нагреваемой среды. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.