Пакет пластинчатого теплообменника Советский патент 1992 года по МПК F28D9/04 F28F21/04 

Изобретение относится к tennoo6MeHным аппаратам пластинчатого типа и может быть использовано в любрй отрасли промышленности, в частности при работе на высокотемпературных рабочих средйх.

Известны керамические пластинчаторебристые теплообменники (ТА) блочного типа для газообразных теплоносителей. Каналы в блоке изготовлены методом выдавливания. Каждый ряд каналов повернут на 90° отиоситель-но смежных рядов. В блоке реализуется перекрестное движение потоков теплоносителей. Он несет низкий коэффициент теплового расширения и может быть npимe| eн при температурах до 1480°С. Отдельные блоки могут быть скомпонированы в ТА так, чтобы получить перекрестно-противоточное движение потоков.

Однако интенсивность теплообмена з таких ТА сравнительно невелика, что обусловлено большой относительной протяженностью прямых щелевых каналов каждого блока. Кроме того, в теплообменниках этого типа нельзя получить чисто противоточного движения рабочих сред. Поэтому с{: еднеповерхносТнь1й температурный напор ниже, чем в противоточных схемах компоновки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является пакет теплообменника из обоженного керамического материала, изготовленный из стопы свежештампованных керамических пластин. Стопа содержит по меньшей мере две пластины. Пластины имеют круглые выемки, которые при укладке пластин в стопу (пакет) образуют трубчатые каналы. Вторые выемки расположены вокруг первых и при укладке пластин в стопу в плоскости пластин образуют горизонтально расположенные каналы, охватывающие трубчатые каналы. Однако и в зтом случае реализуется перекрестная схема течения рабочих сред, а трубчатые каналы - прямые, т.е. невелики интенсивность теплообмена и компактность ТА.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение наде хности.

Поставленная цель достигается тем, что в пакете пластинчатого теплообменника, содержащего ряд герметично соединенных между собой керамических оребренных пластин, соединенных с образованием проходных каналов для теплообменивающихся сред, причем смежные пластины в пакете одна относительно другой смещены на 90° вокруг центральной оси, пластины дополнительно снабжены периферийными сегментными секторами, образующими при сборке подводящие и отводящие коллекторы, а ребра на поверхности пластин размещены по

спирали Архимеда, В центральной части смежных пластин выполнен канал, разделенный перегородкой с образованием входного и выходного газораспределительных

коллекторов.

На фиг. 1 приведен пакет пластинчатого теплообменника с односторонним оребрением; на фиг.2 - то же, с двусторонним оребрением; на фиг,3 - сечение А-А на фиг, 1 и 2;

0 на фиг.Д-сечение В-В на фиг, 1 и2,нафиг.5 - пакет пластинчатого теплообменника, с односторонним оребрением, но с центральной раздачей; на фиг.6 - то же, двусторонним оребрением; на фиг,7 -сечение С-С на

5 фиг.5 и 6; на фиг,8 - сечение Д-Д на фиг.5 и 6.

Пакет пластинчатого теплообменника содержит по крайней мере три герметично соединенные между собой одинаковые пластины 1, каждая из которых имеет в своей плоскости образующие проходные криволинейные каналы 2, располагаемое по спирали Архимеда оребрение 3, центральный, свободный от оребрения участок 4, четыре

5 расположенных на периферии пластины полых сегментных сектора 5, разъединенных перемычками 6, причем два противоположно расположенных сектора 5 имеют выход из криволинейные каналы 2, а два других 0 отделены от них глухими стенками 7. Пластины в пакете одна относительно другой устанавливаются со смещением на 90° вокруг (йднтральной оси, что, обеспечивая чистый противоток для теплообменивающихся

5 сред, позволяетчередовать в каждом из четырех образуемых при сборке полыми секторами 5 коллекторов участки с выходом на криволинейные каналы 2 и участки с глухими стенками 7, Такое чередование обеспечивает формирование противоположно располагаемых относительно центральной оси пакета раздаточного и сборного коллекторов для холодного теплоносителя и перпендикулярно им раздаточного и

5 сборочного коллекторов для горячего теплоносителя. Таким образом, в криволинейные каналы 2 смежных пластин подаются различные теплоносители, что обеспечивает при их взаимном противотоке процесс

0 теплопередачи через плоскость каждой оребренной пластины.

Поток теплоносителя, поступая из раздаточного коллектора в криволинейные каналы 2, течет по ним до центрального

5 свободного от оребрения участка 4, где, поворачиваясь, .отводится по ответным спиральным каналам 2 в сборный коллектор. В варианте пластинчатого теплообменника с центральной раздачей одного из теплоносителей смежные пластины 8 и 9 не являются

одинаковыми, что видно из сечения пакета пластин С-С и Д-Д (фиг.7 и 8). Более горячий теплоноситель подается в пакет пластин через формируемый при сборке центральный коллекторный узел, представляющий собой разделенный центральной перегородкой 10 на 2 сектора (11 и 12) канал, открывающийся в криволинейные каналы 13 оребренных пластин 8, чередующихся с оребренными пластинами 9, закрытыми з центре кольцевой стенкой 14. Горячий теплоноситель поступает в Центральный коллекторный узел по раздаточному сектору 11, подается в открытые криволинейные каналы 13 пластин 8, расширяется до их периферийной части 15, разворачивается и по ответным криволинейным каналам 13 выводится в сборный сектор 12 центрального коллекторного узла.

Холодный теплоносительподается fis чередующиеся с пластинами 8 пластины 9 по формируемому при сборке периферийному раздаточному коллектору 16. изолированному от выхода на пластины 8 кольцевой стенкой 17, поступает в криволинейныь каналы 13, поворачивается на центральном, свободном от оребрения участке 18, поступает в ответные криволинейные каналы 13 и выводится в сборный периферийный коллектор 19, также формируемый при сборке.

Компоновка пакета пластин обеспечивает чистый противоток для теплообменивающихся сред, ведущий к увеличению

температурного напора в процессе теплопередачи через стенку каждой оребренной пластины. Оба предлагаемых варианта пластинчатого теплообменника могут иметь

пластины, выполненные с двусторонним оребрением, при котором ребра 20, 21 каждой пластины размещаются в криволиней.ных каналах смежной пластины, что ведет к росту коэффициента теплопередачи и к

дальнейшему повышению компактности теплообменника.

Формула изобретения

1.Пакет пластинчатого теплообменника, содержащий ряд герметично соединенных керамических оребренных пластин, образующих проходные каналы для теплообменивающихся сред, причем пластины .в пакете смещены на 90° одна относительно другой вокруг центральной

оси, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена и повышения надежности, пластины дополнительно снабжены периферийными сегментными секторами, образующими при

сборке подводящие и отводящие коллекторы, а ребра на поверхности пластин размещены по спирали Архимеда.

2.Пакет по п. 1, отличаю щийсятем, что, в центральной части смежных пластин

выполнен канал, разделенный перегородкой с образованием входного и выходного газораспределительных коллекторов.

Изобретение относится к теплообмен- ным аппаратам пластинчатого типа. Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение надежности. Для зтого в пакете пластинчатого теплообменника, содержащем ряд герметично соединенных между собой керамических, оребренных пластин 1, соединенных с образованием проходных каналов 2 для теплообмениваю- щихся сред, причем смежные пластины в пакете одна относительно другой смещены на 90" вокруг центральной оси, пластины 1 дополнительно снабжены периферийными сегментными секторами 5, образующими при сборке подводящие и отводящие коллекторы, а ребра 3 на поверхности пластин 1 размещены по спирали Архимеда. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.ЁФиг. 14^5».W S >&

А-А

Фиг. ц S J7 /3;j J8 Jif n 6 n n 18 II/ / / / / / / / /fi n 13 IB n 12 10 n / / / / / /

/6

С -C

8

/5

.1 ;,-li }f 18 / /

19

14

16

Фиг. В