Вращающийся теплообменник Советский патент 1991 года по МПК F28D11/04 

Фиг.1

Изобретение относится к теплообмен- ной технике, может быть использовано для охлаждения воздуха и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 943514,

Цель изобретения - интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 показан теплообменник, общий вид; на фиг. 2 - фрагмент диска ротора (в верхней части внутренняя полость, а в нижней части наружная поверхность);

Вращающийся теплообменник содержит корпус 1 с входным и выходным воздушными патрубками 2 и 3 и расположенный в корпусе 1 ротор 4, состоящий из установленных с зазором дисков 5, прикрепленных посредством трубок 6 и 7 к трубной решетке 8, имеющей каналы 9 и 10 подвода и отвода теплоносителя. Трубки 6 и 7 со стороны, противоположной трубной решетке 8, выполнены заглушенными, а диски 5 выполне- ны полыми и их полости сообщены трубками 6 и 7. Теплообменник снабжен оребрением в виде концентрично размещенных в полости дисков 5 групп 11 лопастей с расположением смежных групп 11с зазором друг относительно друга в промежутке между трубками 6 и 7, при этом шаг размещения трубок 7 отвода меньше шага размещения трубок 6 подвода. Все трубки 6 и 7 выполнены с удлиненным лопаточным профилем поперечного сечения, а радиальное расстояние между ними составляет не менее длины сечения трубок 7 отвода. Шаг и угол атаки лопастей оребрения выполнен различным для каждой группы 11. Выпускные отверстия 12 трубок 6 подвода ориентированы в сторону оси вращения ротора 4. Элементы ротора 4 связаны с корпусом 1 через консольный подшипниковый узел 13. Теплообменник снабжен входным конфузо- ром 14, в котором при помощи центрирующих расчалок 15 установлен электродвигатель 16, приводящий ротор 4 во вращение относительно корпуса 1, .

Теплообменник работает следующим образом.

Охлаждаемая жидкость через подводящий канал 9 поступает в полые диски 5 через трубки 6 подвода в направлении в сторону оси вращения ротора 4, Жидкость вытекает через отверстия 12 по обе стороны узкими плоскими струями в направлении кромки диска 5 и по касательной к этой кромке. Затем струи жидкости разворачиваются инерционными и массовыми силами в сторону периферии дисков 5 и распределяются в промежутке между трубками 6 и 7 снабженным внутренним оребрением в виде групп 11 лопастей, шаг и угол атаки которых выполнен различным для каждой

группы 11. Выполненное подобным образом оребрение обеспечивает возможность турбулентного кольцевого перетока жидкости внутри диска 5. дающее возможность

поступления охлаждающейся жидкости, поступившей из определенной трубки 6 подвода, в несколько трубок 7 отвода. Охлажденная прокачиваемым между дисками 5 потоком охлаждающего воздуха жид0 кость через трубки 7 поступает в каналы 10 решетки 8, откуда она уходит в контур системы охлаждения, использующей данный теплообменник.

Такая организация внутреннего жидко5 стного тракта позволяет повысить качество его работы при широком варьировании скорости вращения ротора 4, обеспечивая дополнительную турбулизацию охлаждаемой жидкости внутренним оребрением и удли0 нение пути ее пробега внутри дисков 5. Интенсификация теплообмена обеспечивается также расположением основного участка теплообменика теплообменника в плоскости вращения, наиболее благоприятной с

5 позиций интенсификации теплоотдачи как по жидкому, так и по газовому теплоносителям.

Охлаждающий воздух транспортируется через ротор 4 благодаря наличию общего

0 вентиляторного колеса, образованного трубками 6 и 7, имеющими удлиненный лопаточный профиль поперечного сечения.

Охлаждающий воздух поступеет через входной конфузор 14 и равномерно распре5 деляется между дисками 5, Трубками 6 воздух закручивается и образует первый вихревой жгут, возникающий вокруг них. При различных скоростях вращения ротора предварительно закрученный поток воздуха

0 попадает на трубки 7, вокруг которых образуется второй вихревой жгут, и окончательно выбрасывается из междискового пространства и окружающую среду.

Воздух охлаждает по скрестно-прямо5 точной схеме теплообменные диски 5, теплообмен между которыми интенсифицируется двумя образуемыми вихревыми жгутами. Он предварительно нагревается, охлаждая трубки 6, интенсивно закручивается и ох0 лаждает боковые поверхности дисков 5, дополнительно нагревается и, отводя тепло от трубок 7, окончательно нагретый отбрасывается в окружающую среду. Все перечисленные факторы повышают интенсивность

5 теплообмена в описываемом теплообменнике.

Формула изобретения 1. Вращающийся теплообменник по авт. св. № 943514, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена,

он снабжен оребрением в виде концентрич- но размещенных в полости дисков групп лопастей с расположением смежных групп с зазором друг относительно друга в промежутке между трубками подвода и отвода теплоносителя, при этом шаг размещения трубок отвода меньше шага размещения трубок подвода, все трубки выполнены с

удлиненным лопаточным профилем поперечного сечения, а радиальное расстояние между ними составляет не менее длины сечения трубок отвода.

2. Теплообменник по п. 1,отличающий с я тем, что шаг и угол атаки лопастей оребрения выполнен различным для каждой группы.

Изобретение относится к теплообмен- ной технике и может быть использовано для охлаждения воздуха. Цель изобретения интенсификация теплообмена. Охлаждаемая жидкость (Ж) поступает в диски (Д) 5 в сторону оси вращения ротора (Р) 4. Ж вытекает через отверстия трубок (Т) 6 плоскими струями в направлении кромки Д 5. Затем струи Ж разворачиваются в сторону периферии Д 5 и, омывая оребрение и турбулизу- ясь, поступают в Т 7, а затем отводятся. При прохождении в полости Д 5 Ж охлаждается. Охлаждающий воздух (В) транспортируется через Р 4 благодаря наличию вентиляторного колеса, образованного Т 6 и 7, имеющими удлиненный лопаточный профиль поперечного сечения. На Т 6 и 7 образуются вихревые жгуты В, что турбулизует его поток. В результате совместной турбулизации Ж и В повышается интенсивность теплоотдачи. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. у Ј

77

72