Теплообменный элемент рекуператора Советский патент 1991 года по МПК F23L15/04 

О СП

VJ

00 VI

VI

Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано преимущественно для высокотемпературного нагрева воздуха в печах металлургии и -машиностроения. Цель заключается в повышении стойкости и надежности путем снижения температурных напряжений на теплообменной поверхности. Нагреваемую среду подают во внутреннюю трубу 2 тепло- обменного элемента, откуда она через щелевые патрубки 10 попадает в кольцевой канал 9 между внутренней и наружной трубами. Патрубки 10 установлены попарно диаметрально противоположно и тангенциально, т.е. так, что струи газа, выходящие из этих патрубков 10, создают момент сил вращения и приводят тем самым внутреннюю трубу 2, установленную при помощи осей 7 и цапф 6, во вращательное движение. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Фиг. I

Изобретение относится к теплообмен- ным устройствам и может быть использовано, преимущественно, для высокотемпературного нагрева воздуха в печах металлургии и машиностроения.

Целью изобретения является повышение стойкости и надежности путем снижения температурных напряжений на внешней теплообменной трубе и уменьшение гидравлического сопротивления тепло- обменного элемента рекуператора.

На фиг.1 показан теплообменный элемент рекуператора (продольный разрез); на фиг.2 - сечение А - А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б - Б на фиг.1.

Теплообменный элемент рекуператора содержит наружную 1 и внутреннюю 2 трубы, патрубок 3 для подвода нагреваемой среды и патрубок 4 для отвода нагретого теплоносителя. Внутренняя труба 2 выполнена с расширением на .входном конце и опирается своими концами на крепежную решетку 5 и торцовую стенку наружной трубы 1 посредством цапф в и осей 7. Внутренняя труба 2 во входном участке обрамлена лабиринтным уплотнением 8, предотвращающим проникновение холодного газа в канал 9 между внутренней и наружной трубами 1 и 2. Внутренняя труба 2 снабжена газовыпускными отверстиями с целевыми патрубками 10. а ось внутренней трубы 2 сдвинута относительно оси наружной трубы 1 в сторону максимума потока тепла. Щелевые патрубки 10 установлены тангенциально с образованием завихрителя. Теплообменный элемент рекуператоре работает следующим образом.

Наружная среда - газ-теплоноситель передает тепло теплопроводностью или излучением наружной трубе 1. Плотность потока тепла не постоянна по окружности наружной трубы 1. Нагреваемую среду, в частности холодный воздух, подают во внутреннюю трубу 2 через подводящий патрубок 3 и решетку 5. Далее нагреваемый газ истекает из внутренней трубы 2 через щелевые патрубки 10 в кольцевой канал 9 между внутренней и наружной трубами. Газовыпускные патрубки 10 внутренней трубы 2 установлены попарно диаметрально противоположно и тангенциально, т.е. так. что струи газа, выходящие из этих патрубков, создают момент сил вращения и приводят тем самым внутреннюю трубу, установленную при помощи осей 7 и цапф 6, во враща- тельное движение. Выходящий из

внутренней трубы 2 газ натекает на внутреннюю поверхность наружной трубы 1, растекается, разворачивается, протекает в отводящий патрубок 4 и удаляется из элемента. В процессе движения в канале 9 между наружной 1 и внутренней 2 трубами газ нагревается от наружной трубы 1, получающей тепло от внешнего источника (например, отходящих дымовых газов). Чем

0 меньше расстояние от сопла до поверхности натекания струй, тем больше тепло- съем, поэтому для обеспечения равномерности температуры наружной трубы рекуператора ось внутренней трубы

5 2 сдвинута относительно оси трубы 1 в сторону максимума плотности потока тепла. Для этой же цели выходное сечение патрубков 10 (сопел) может иметь сложную конфи- гурацию с расширениями в области

0 максимальных потоков тепла вдоль оси.

Использование элемента рекуператора с двумя трубами по типу труба в трубе, из которых внутренняя труба 2 размещена со сдвигом оси относительно оси наружной

5 трубы 1 в сторону максимальной плотности потока тепла и вращается при истечении газообразной среды из ее сопловых патрубков 10, позволит в реальных или в специфических условиях неравномерного по

0 поверхности внешнего потока тепла избежать возникновения опасных термических напряжений в конструкции рекуперативного элемента и таким образом повысить его стойкость и надежность в работе.

5

Формула изобретения

0 другой с образованием кольцевого канала, снабженного завихрителем, трубы, наружная из которых выполнена заглушенной с торца, а внутренняя снабжена газовыпускными отверстиями, размещенными по всей

5 ее длине, отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности теплообмена, внутренняя труба установлена с возможностью вращения, а завихритель выполнен в виде размещенных тангенци0 ально на каждом газовыпускном отверстии внутренней трубы щелевых патрубков.

А-А

Фиг. Z

Фиг. 3