ТЕПЛООБМЕННИК Советский патент 1994 года по МПК F28D1/04 

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в энергетической промышленности.

Наиболее правильным решением проблемы по снижению массы и габаритов теплообменных аппаратов является рациональная компоновка теплообменных элементов.

Известны трубчатые теплообменники с ребрами, расположенными перпендикулярно оси трубы и равномерно распределенными по ее длине. Каждое ребро образовано гофрированной пластиной, расположенной вдоль направления течения теплоносителя. Гофрированные пластины имеют поперечные вырезы. Части стенки между вырезами смещены между собой так, что образуют проходы для теплообменника.

Такой теплообменник имеет следующие недостатки: пространство между трубками в теплообменнике не заполнено гофрированными пластинами, что ведет к снижению эффективности теплообменной поверхности по отношению к единице объема и увеличению габаритов аппарата.

Контакт поверхностей различных сред теплообменника ненадежен, так как осуществляется только точками соприкосновения отгибов гофрированных пластин с трубками.

Известно теплообменное устройство, содержащее систему разнесенных в пространстве трубок и систему ребер, образованных тонкой лентой, согнутой в шахматном порядке и приклеенной к трубкам. По трубкам циркулирует первое рабочее тело, а вокруг ребер в пространстве между трубками - второе.

В известном теплообменном устройстве расстояние между прямолинейными отрезками плоских труб ограничено минимальным радиусом сгиба, поэтому невозможно осуществить плотную набивку трубного пучка. Кроме того, оребрение поверхности производится только по плоской поверхности труб, что снижает эффективность теплообмена и ведет к увеличению габаритов.

Известен теплообменник, преимущественно конденсатор или испаритель, содержащий петлеобразно изогнутую трубку с прямолинейными отрезками, расстояние между которыми меньше диаметра петли, контактирующую с ребрами, подключенную к раздающему и собирающему коллекторам.

Такой теплообменник используется в кондиционирующих или нагревательных установках и содержит плоскую металлическую трубку.

Теплообменник обладает рядом существенных недостатков: петли кругового профиля не попадают в поток тепло- или хладоносителя, вследствие чего происходит ухудшение тепловых характеристик теплообменника; оребрение поверхности осуществляется только по плоской поверхности, как в теплообменном устройстве 2, поэтому снижается интенсивность теплообмена, увеличиваются масса и габариты аппарата.

В основном авт.св. N 1394868 описан теплообменник, содержащий коллектор и подключенную к нему по крайней мере одну теплообменную панель в виде петлеобразно изогнутой плоскоовальной трубы, между прямолинейными участками которой размещены гофрированные пластины. Панель в зоне прямолинейных участков с каждой стороны снабжена плоским листом и примыкающей к нему со стороны, противоположной трубе, гофрированной пластиной, причем труба в зоне петель выполнена с круглым сечением.

Недостатком известного теплообменника является нерациональное и малоэффективное использование пространства в зоне петель изогнутой трубы.

Цель изобретения - снижение массогабаритных характеристик.

Это достигается тем, что гофрированная пластина, примыкающая к плоскому листу со стороны, противоположной трубе, частично введена с обеих сторон в зоны петель, а гофрированные пластины, размещенные между прямолинейными участками трубы, введены в чередующемся порядке в одну из указанных зон на ту же глубину, что и упомянутая гофрированная пластина, при этом круглое сечение труба имеет лишь на участке за пределами гофрированной пластины.

На фиг.1 схематично изображен теплообменник; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.2.

Теплообменник содержит коллектор 1 и подключенную к нему по крайней мере одну теплообменную панель 2 в виде петлеобразно изогнутой плоскоовальной трубы 3, между прямолинейными участками 4 которой размещены гофрированные пластины 5.

Гофрированная пластина 6 и примыкающий к ней плоский лист 7 закреплены со стороны, противоположной трубе 3.

Гофрированная пластина 6 частично введена с обеих сторон в зоны петель 8, а гофрированные пластины 5 введены в чередующемся порядке в одну из указанных зон на ту же глубину, что и пластина 6.

Труба 3 за пределами гофрированной пластины 6 имеет круглое сечение.

Количество теплообменных панелей 2 в каждом конкретном случае определяется из условий работы теплообменника.

Теплообменник может быть использован как испаритель или конденсатор.

Работа теплообменника осуществляется следующим образом. Одна из рабочих сред поступает в теплообменник через раздающий коллектор 1, проходит по трубам 3 панелей 2 и выводится по технологическому назначению.

Другая рабочая среда проходит в межтрубном пространстве в направлении, параллельном прямолинейным отрезкам 4 петлеобразно изогнутой трубы 3 по каналам, образованным плоскими листами 7 и гофрированными пластинами 5 и 6.

Петлеобразно изогнутая труба 3 полностью омывается потоком этой рабочей среды.

Теплообмен между двумя рабочими средами осуществляется по трубе 3 через плоские листы 7 и гофрированные пластины 5 и 6.

Изобретение позволяет более рационально использовать область петель трубки за счет оребрения их на плоскоовальном участке и вовлечения в зону интенсивного теплообменника. Размещение части теплообменной поверхности в зоне петель позволяет сократить длину теплообменника и уменьшить массу.

Использование: в теплообменной технике, в энергетическом и химическом машиностроении. Осуществление теплообмена в условиях, обеспечивающих снижение массогабаритных характеристик. Сущность изобретения: теплообменник содержит гофрированные пластины 6. Гофрированные пластины 6 примыкают к плоскому листу 7 со стороны, противоположной трубе 3. Гофрированная пластина 6 частично введена с обеих сторон в зоны петель. Гофрированные пластины 5 размещены между прямолинейными участками трубы 3. Гофрированные пластины 5 введены в чередующемся порядке в одну из указанных зон. Пластины 5 и 6 введены в зоны петель на одинаковую глубину. Труба 3 имеет круглое сечение лишь на участке за пределами гофрированной пластины 6. 3 ил.

ТЕПЛООБМЕННИК по авт. св. N 1394868, отличающийся тем, что, с целью снижения массогабаритных характеристик, гофрированная пластина, примыкающая к плоскому листу со стороны, противоположной трубе, частично введена с обеих сторон в зоны петель, а гофрированные пластины, размещенные между прямолинейными участками трубы, введены в чередующемся порядке в одну из указанных зон на ту же глубину, что и упомянутая гофрированная пластина, при этом круглое сечение труба имеет лишь на участке за пределами гофрированной пластины.