Пластинчатый теплообменник Советский патент 1993 года по МПК F28D9/00 

Изобретение относится к тёплбобмен- ной техйике и может быть использовано в теплообменных системах, включая и утилй- зациОйНыё, на объектах энергетики, судо- стоОёния, -сёлы;кого : хозяйства, коммунального хозяйства, а также на объектах химической, пищевой и др. отраблей техники. ..; ; :. ; ..;, ;-. -:, :%-, ::,;

Цель изобретения - умёйыиить гидравлическое сопротивление и таким путём увеличить эффективность теплообменника.

На фиг. 1 показан поперечный разрез теплообменника с круглыми теплбобменны- ми пластинами, на которых кромки коллекторных отверстий отогнуты в фор(Ле кольцевых низких отбортовок с постоянной по длине высотой, причем здесь и на последующих фигурах элементы уплотнения периферии пластин, не показаны; на фиг, 2 показана часть продольного разреза этого же теплообменника; на фиг. 3 показан поперечный разрез теплообменника со ступенчатыми отбортоаками кромок коллекторных отверстий, высота которых равна толщине теплообменных каналов; на фиг. 4 показана

: часть продольного разреза этого же тепло:

- обменнша. Г;-.,,,. -: :- ....:.- -:;;./ -.: :-; :Таплро6лте йк-/ с..дв ржит; пак-ет К-руг; лых теплообменных пластин 1, стянутый ; Шпильками 2, которые между пластинами уплотнены эластичными кольцами 3. Эластичные кольца 4 установлен ы вокруг уплотняемых коллекторных отверстий. Пара ДИстайционирующих прокладок 5 формиру- ; еттёплЬрбменнь1й канал 6, а также входной 7 и выходной 8 коммутационные каналы.

У одной пары коллекторных отверстий кромки отогнуты вверх в форме н из ких кольцевых отбортовок 9, постоянная высота которых примерно равна половине расстояния между пластинами. У другой пары коллекторных отверстий аналогичные от- : бортовки направлены вниз. Эти отбортовки обозначены цифрой 10 на фиг. 2,

Прочные кольца 11 при непрочных прокладках 5 охватывают уплотнительные кольца вокруг коллекторных отверстий.

Цифрами 13 и 12 показаны соответственно выходной и входной коллекторы,1 сформированные коллекторными отверстиями на пластинах, уплотняющими их коль00

ел

цами 4 и дистанционируюодйми прокладками 5.

В пакете пластины уложены с относительным проворотом на 90°, в результате чего отбортовки на всех уплотняемых коллекторных отверстиях будут всегда направлены навстречу друг другу и расположены внутри уплотнительных эластичных колец 4. Это хорошо видно на фиг. 2, При этом высоты отбортовок поз. 9 могут отличаться от высоты отбортовок поз. 10. Это может улучшить иногда технологичность, например при биметаллических теплообменник пластинах. ... ..:.: :..-; .:. . :v

На фиг. 3 и 4 все отбортовки по высоте равны расстоянию между пластинами и, в основном, направлены в одну сторону (вверх), но на одной паре их выполнены пазы 14. На другой паре отбортовок 15, на участках, прилегающих к коммутационным каналам 7 и 8, высота уменьшена примерно в два раза и эти низкие участки отогнуты в противоположную сторону (вниз) в форме дугообразных низких отбортовок 16, В пакете отбортовки 16 входят в пазы 14, формируя кольцевую стенку внутри эластичного кольца 4.

При работе теплообменника, один из теплоносителей из входного коллектора 12, через коммутационный канал 7 поступает в теплообменный канал б, через который проходит двумя, противоположно движущимися по дугам полуокружности, потоками. Через коммутационный канал 8 и выходной коллектор 13 теплоноситель покидает теплообменник.

Другой теплоноситель аналогично проходит через теплообменник через другую пару коллекторных каналов (размещены по вертикали).

Положительный эффект от использования изобретения проявится в увеличении эффективности, в основном за счет уменьшения гидравлического сопротивления, которое всегда можно использовать для увеличения скорости теплоносителей и, в конечном счете, для интенсификации теплообмена.

Это обеспечено тем, что кромки коллекторных отверстий, на прилегающих к коммутационным каналам участках, отогнуты в форме отбортовок, располагаемых внутри уплотняющих отверстия элементов. При этом на этих участках отбортовки будут направлены of коммутационных каналов, формируя коноидальное с плавно изменяющимся сечением соединение коммутационных каналов 7 и 8 с коллекторами 12 и 13.

В прототипе это соединение щелевое и обусловлено размещением уплотнительных колец в штампованных канавках Или на плоскости пластины.

Поскольку местное сопротивление (гидравлическое) у щели много больше, чем у коноидального сопряжения (отверстия), то. в конечном итоге, и общее гидравлическое сопротивление у заявляемого теплообменника также будет существенно меньше, чем упрототипа.

Кроме того, указанные отбортовки су- щественноувеличиваютжесткость коммутационного канала, а на фиг. 3 и 4

дополнительно выполняют функцию жестких дистанционирующих элементов.

В прототипе эта жесткость обеспечена накладными элементами или выштамповка- ми, расположенными по сечению коммутационных каналов.,

Поскольку и накладные элементы и вы- штампрйщ в коммутационных каналах увеличивают гидравлическое сопротивление каналов, а отбортовки позволяют отказаться от этих элементов, то, доПол нител ьное преимущество изобретения в части жёсткости коммутационных каналов обеспечивает и дополнительное уменьшение гидравличе-. ское сопротивления-их и, кроме того, упрощение конструкции (выполнить отбортовки заметно проще, чем, например, выштампов- ки).

Изобретение можно использовать поередствен но в пластинчатых теплообменниках с прямоугольными теплообменными пластинами.

Использование изобретения вместо базового теплообменника позволит увеличить эффективность теплообменников путем

уменьшения гидравлического сопротивления или интенсификации теплообмена, последнее позволит уменьшить вес и габариты теплообменника. Кроме описанных вариантов исполнения заявленного теплообменника его можно использовать в третьем варианте, Отличающемся от первых тем, что отбортовки выполняются не по всей кромке коллекторного отверстия, а только на участках

коммутационных каналов (например, а случае, когда у изготовителя нет достаточно мощных штампов).

Формула и зобретен ия Пластинчатый теплообменник, содержащий пакет имеющих коллекторные отверстия теплообменных пластин, между которыми расположены дистанционирую- щие и уплотнительные элементы с образо- ванием собирающих и раздающих

коллекторов, коммутационных каналов и каналов для теплообменивающихся сред, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности теплообменника, коллекторные отверстия, на прилегающих к коммутационным кайалам участках имеют отбортовки, размещенные в отверстиях уп- лотнительных элементов.

Использование: для увеличения эффективности теплообменных систем в различ1 н ых- отраслях техники. Сущность изобретения: теплообменник содержит пакет теплообменных пластин, имеющих коллекторные отверстия. Между пластинами yqfапрелей И кольцевые эластичные уп лот- Мнения и ди т Н йдн рующйеi элементы. По- ;следниё в совокупности образуют собирающие и раздающиеi коллекторы, ком- йу ационн е кан;ал;й{й Шналы для теплообмен иже я сред. Коллекторные отверстия имеют кольцевые ртбортовки. Их кромки на прилегающих k коммутационным каналам участках размещены между уплотнениями и дистанйионируюидими элементами ил. . .. - :- ; :Y;.:.-: -/....-.. ..,;. - - .: