Теплообменник Советский патент 1991 года по МПК F22B3/04 F28C3/08 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для кондиционирования горячего газа.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение качества парогаза.

На фиг.1 изображен теплообменник, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху (без верхней торцовой крышки); на фиг.З - узел I на фиг.1.

Теплообменник содержит вихревую камеру 1, образованную верхней и нижней торцовыми крышками 2 и 3 соответственно и цилиндрическим направляющим аппаратом тангенциального ввода газа, выполненным в виде радиального венца лопаток 4. Камера 1 снабжена устройством подвода жидкости в виде центробежных форсунок 5, равномерно распределенных по периметру вихревой камеры 1. На крышках 2 и 3 установлены осевые патрубки 6 и 7 соответственно отвода парогаза Камера 1 снабжена двумя боковыми улиткообразными патрубками-распределителями 8, расположенными с противоположных сторон камеры 1 и предназначенными для подвода газа к направляющему аппарату. Камера 1 выполнена с проходным сечением, увеличивающимся в направлении от направляющего аппарата к патрубкам 6 и 7, для чего крышки 2 и 3 спрофилированы в соответствии с необходимым изменением радиальной скорости газа по радиусу камеры 1

Теплообменник дополнительно содержит установленный в вихревой камере 1 спрямляющий аппарат, выполненный в виде радиального венца лопаток 9 с входными и выходными кромками, направленными соответственно спутно лопаткам 4 направляющего аппарата и радиально вихревой камере 1 Внутри спрямляющего аппарата размещен обтекатель 10 в виде тела вращеQs

о

ы ы о

СП

ния. Торцовые крышки 2 и 3 выполнены со спиральными канавками 11 на внутренней поверхности с направлением спирали в сторону, противоположную лопаткам 4 направляющего аппарата. Форсунки 5 устройства подвода жидкости выполнены с осью факела капель, направленной по потоку газа. Канавки 11 крышек 2 и 3 выполнены с треугольным сечением, а между соседними витками канавок 11 образован острый гребень треугольного сечения.

Теплообменник работает следующим образом.

Горячий газ посредством патрубков- распределителей 8 подают в радиальный венец лопаток 4 направляющего аппарата тангенциального ввода газа. Далее газ попадает в вихревую камеру 1, где закручивается. Посредством форсунок 5 в камеру вводят жидкость, которую распыливают на капли диаметром не более 500 мкм, и впрыскивают спутно в поток газа с начальной радиальной относительной скоростью, не меньшей 5 м/с и не большей 20 м/с. Капли максимального диаметра удерживают на начальной орбите путем задания их начальной окружной скорости в соответствии с условием радиального равновесия капли. Все параметры жидкости и газа имеют начальные для вихревого стока значения, а в дальнейшем, по мере испарения капель и их смещения к центру вихревого стока, капли поддерживают в состоянии радиального равновесия путем уменьшения радиальной скорости газа вдоль радиуса вихревого стока. Капли жидкости удерживают в закрученном потоке газа до полного их испарения, что исключает унос капель жидкости в патрубки 6 и 7. При этом газ охлаждается и попадает в радиальный венец лопаток 9 спрямляющего аппарата, где он плавно раскручивается и снижает скорость и повышает давление. После спрямляющего аппарата поток газа посредством обтекателя 10 плавно разворачивается на 90° и отводится в патрубки 6 и 7, Спиральные канавки 11 на внутренней поверхности крышек 2 и 3 предотвращают унос жидкости в виде пленок с

этих крышек 2, 3,

Таким образом, в теплообменнике интенсифицирован теплообмен и повышено качество парогаза.

Формула изобретения

1. Теплообменник, содержащий вихре-,

вую камеру с устройством подвода жидкости, образованную цилиндрическим направляющим аппаратом тангенциального ввода газа и торцевыми крышками, по

меньшей мере на одной из которых установлен осевой патрубок отвода парогаза, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения качества парогаза, направляющий аппарат

выполнен в виде радиального венца лопаток, устройство подвода жидкости выполнено в виде центробежных форсунок, равномерно распределенных по периметру вихревой камеры, а последняя выполнена с

проходным сечением, увеличивающимся в направлении от направляющего аппарата к патрубку отвода парогаза.

2.Теплообменник по п.1, о т л и ч а ю - .щ и и с я тем, что он дополнительно содержит установленные в вихревой камере спрямляющий аппарат и обтекатель, первый из которых выполнен в виде радиального венца лопаток с входными и выходными кромками, направленными соответственно

спутно лопаткам направляющего аппарата и радиально вихревой камере, а второй - в виде тела вращения, размещенного внутри спрямляющего аппарата.

3.Теплообменник по пп.1 и 2,о т л и- чающийся тем, что торцевые крышки

выполнены со спиральными канавками на внутренней поверхности с направлением спирали в сторону, противоположную лопаткам направляющего аппарата.

jrpv

Изобретение относится к энергетике и м.б. использовано для кондиционирования горячего газа. Цель - интенсификация теплообмена и повышение качества парогаза. Для этого направляющий аппарат выполнен в виде радиального венца лопаток 4, устройство подвода жидкости выполнено в виде центробежных форсунок, равномерно распределенных по периметру вихревой камеры 1, а последняя выполнена с проходным сечением, увеличивающемся в направлении от направляющего аппарата к патрубкам 6, 7 отвода парогаза. При этом интенсифицируется теплообмен и повышается качество парогаза. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Редактор И.Сегляник

фиг.г

Составитель Л.Андреев Техред М.Моргентал

фиг.1

фцг.З

Корректор И.Муска