Пластинчатый теплообменник Советский патент 1976 года по МПК F28F3/08 

1

Изобретение относится к теплообмегошкам, выполненным в виде стопкообразных комвдектов пластин со средствами для интенсификации теплообмена.

Известны разборные пластшиатые теплообмен-НИКИ, содержащие пакет попарно сочлененных пласгин с цилиндрическими каналами, которые образованы оппозитными волнообразными опорными выступами, чередующимися по длине со спиральными выдавкамн, направленными во внутрь канала для закрутки потока и расположенными между выступами пластин соседних пар. Такие теплообменшжи имеют примерно одинаковые каналы для обоих потоков и обеспечивают некоторую закрутку потока в каналах, что интенсифицирует теплообмен. 0(ш используются преимуществешю для противоточной схемы движения теплоносителей с близкими физическими параметрами, что ограничивает их использование. При изменении расхода теплоносителя поток может лишь обтекать вьщавки в таких теплообменниках, как обычные турбулизаторы, которые хотя и новьпйачот теплообмен, но недостаточно. При этом в случае применения загрязненного теплоносителя, вторая по потоку половина поверхности выдавок покрывается отложениям, что снижас тешюобмея и успожняет очистку поверхности, например, при промывке каналов.

: Известны также неразборные перекрестноточные пластинчатые теплообмешшки, содержавд1е пакет попарно сочлененных пластин с щшивдрическими каналами, которые образованы оппозитными выступами, чередующимися но длине с выдавками для обеспечения дистанционных упоров и волнообразного канала между соседниьш парами. Выступы пластин одной парь расположены между выступами йластин соседifflx пар. В таких теплообменниках поток недостаточно турбулизуется и поэтому коэффициент теплопередачи невысок.

Предложенный теплообменник отличается от известных тем, что выдавки вьшолиены тороидальными, и их высота,большё высоты цыступов. Выдавки образуют при сочленении пластин спиральный канал и дистанционные упоры для соседних пар. При этом площадь поперечного сечетя спирального канала меньше площади поперечного сечения цилиндрического канала.

Такое вьшолнение выдавок обеспечивает, с одной стороны, значительное увеличение скорости теплоносителя в спиральном канале (и значит, хорошее пере менпшание потока), а в цилиндрическом канале - получение также спирального потока,что в целом содействует интенсификации теплообмена. С другой стороны, вьтолнение более высоких выдавок, чем выступы, обеспечивает между соседними парами дистанцию, что позволяет применять такой теплообменник как для противоточной (прямоточной) схемы движения .теплоносителей, так и перекрестноточной. Выдавки при этом выполняют роль дистанционных улоров, которые между парными пластинами содействуют турбулизации потока и интенсификации тепло.обмена. Очистка предложенной конструкции также допускает ynpoineiffle: возможна промьткой в одном направлении.

Угол наклона продольного сечения выдавок к оси выступов в предложенной конструкции по ходу потока возрастает и у последней выдавки равен 90. При таком вьшолнении снижаются потери при преобразовании поступательного движения потока в спиральное на длину цилиндрического канала. «

В предложенной конструкции целесообразно р сположе1гае сначала спирального канала, а затем (по ходу потока) цилиндрического.

На фиг. 1 схематически изображен предложенный теплообменник противоточной схемы, вид в плане; на фиг. 2 вьщазка спирального канала, продольное сечение по А- А на фиг-1; на фиг. 3 - поперечнбё сечение по Б; Б на фиг. 2; на фиг. 4 - последняя (по ходу потока йыдавКа спирального канала продольное сечение по В-В на фиг. 1; на фиг. 5 и 6 - пакет пластин теш1ооб-; менника, поперечное сечение.

Пластина (см.фиг. 1) теплообменника содержит ряд выступов 2 и выдавок 3. Выдавки 3 имеют тороидальную форму. Высота (или радиус Rf) выдавок больше, чем высота (или радиус ff) выступов 2. При С( ленении пластины 1 с пластиной 4 (см.фиг. 5) и пластины 5 с пластиной 6 выступы 2 образуют цилиндрические каналы 7, а выдавки 3 - спиральный канал для одной среды. Выступы 2 и выдавки 3 одной пары сочлененных пластин 5 и 6 расположены между выступами 2 и выдавками 3 соседних пар пЛастин 4 и 1 и соприкасаются вершинами выдавок 3, образующих дистанцию между соприкасающимися пластинами 4-5 для другой среды. Площада поперечного сеч

{шя спирального канала 8 меньше площади цилиндрического. Угол о/,наклона продольного сечения выдавок 3 спирального канала 8 к оси выступов 2 по ходу потока возрастает и у последней выдавки 3 равен 90°. В наиболее благоприятном случае спиральный канал 8 должен иметь плавное увеличение утлал Одна среда, например выхлопные газы, обозначен-, ная стрелками с утолщением на конце, проходит спиральный канал 8 и приобретает на входе в цилиндрический канал 7 спиральный характер движения, что способствует повышению коэффициента теплоотдаШ в цилиндрическом канале 7. Другая среда, например подогреваемый воздух, обозначенная стрелками с раздвоенным концом, проходит между соприкасающимися пластинами 4- 5 и 6-1 и омывает снаружи стенки каналов 7 и 8, также турбулизируясь при обтекании снаружи вьщавок 3, что в целом приводит к интенсификации теплообмена.

Формула изобретения

1.Пластинчатый теплообмеьщик, со; ержащий пакет попарно сочлененных пластин с цилиндри11ескими каналами, которые образованы онпозитными выступами, чередующимися по длине со спира.п-чмвди выдавками для закрутки потока и располс -сен;ыг:и между выступами пластин соседних пар, о г :i н ч а ю щ и ис я тем, что, с целью интенсификации теплообмена иулучшёшя очистки каналов, выдавки вьшолнены тороидальными и образуют при сочленении пластин спиральный канал и дистанционные упоры для соседних пар, причем их высота больнее высоты выступов.

2.Тего10обменник по п.1,отлйчающи й я тем, что площадь поперечного сечения спирального канала меньше площади поперечного сечения цилиндрического.

3.Теплообменник по пп. 1и 2, отличающийся тем, что угол наклона продольного сечения выдавок спирального канала к оси выступов по ходу потока возрастает и у последней выдавки равен 90°.

4.Теплообменник noim. - 3, о т ли ч а ю щ и н с я тем, что цилиндрический канал расположен по ходу потока за спиральньш.

U2.l

.3

.-rf л

кг.5

U2. 6