Вертикальный теплообменник Советский патент 1978 года по МПК F28D7/00 

(54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к теплообменны.м аппаратам и может быть использовано в системах обогрева транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Известны теплообменники, содержащие корпус с размещенными внутри трубами, закрепленными в трубных решетках 1. Недостатками известных теплообменников являются низкая эффективность при использования тепла выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания; колебание выходных характеристик теплоносителя в полной зависимости от режима работы двигателя и невозможность одновременного использования тепла из рубашки охлаждения двигателя. По основному авт. св. N° 555271 известен вертикальный теплообменник, содержащий кожух с закрепленным в трубных решетках трубным пучком, в межтрубном пространстве которого разменхены полые поперечные перегородки, соединенные между собой переточными трубами. Недостатком этого теплообменника является низкая эффективность теплообмена, что объясняется неполным использованием тепла двигателя, отводящего в атмосферу, в частности тепла о.хлаждающей жидкости из рубашки охлаждения двигателя. Цель изобретения - интенсистзикання теплообмена путем полного использования тенла, отводимого от двигателя с выхлопными газами и с о.хлаждающей жидкостью. Поставленная цель достигается тем, что в кожухе над трубны.м пучком установлен дополнительный трубный пучок, по оси которого размен.1ен патрубок, подсоединенный к собираюп1ему коллектору, а трубное пространство дополнительного пучка соединено с полостями перегородок. На чертеже показан вертикальный теплообменник, общий вид. Теплообменник состоит из кожуха 1, в котором между трубными рещетками 2 и 3 закреплен дополнительный трубный пучок 4, в межтрубном пространстве которого установлены поперечные перегородки 5. Трубная решетка 6 установлена с кольцевым зазором 7 в кожухе 1. Между трубными решетками (i и 8 закреплен трубнЬш пучок 9, в межтрубном пространстве которого установлена поперечная нерегородка 10. В межтрубном пространстве иучка 9 между трубными решетками 6 и 8 установлены полые перегородки 11 и 12, полости которых сообщены между собой переточными трубами 13 и с трубным пространством дополнительного пучка 4. На тр убной решетке закреплен собирающий коллектор И, из вершины которого выведен патрубок 15, проходящий по оси дополнительного трубного пучка 4 через его трубные решетки 3 и 2. Сверху кожух 1 снабжен крышкой 16 с патрубком 17, а снизу- днищем 18 с патрубком 19. Межтрубное пространство трубного пучка 9 снабжено патрубком 20, установленным в полости полой перегородки 12. Межтрубное пространство переточных труб 13 снабжено сливным патрубком 21 с краном 22 и заправочным штуцером 23. Межтрубное пространство дополнительного трубного пучка 4 снабжено патрубками 24 и 25. Теплообменник работает следующим образом. При закрытом кране 22 патрубка 21 через щтуцер 23 в .межтрубное пространство переточных труб 13 заливают низкозамерзающий теплоноситель с высокой теплопроводностью, например трансформаторное масло. Один из теплоносителей, например выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, через патрубок 19 днища 18 вводится под трубную рещетку 8, распределяется по трубному пучку 9 и нагревает масло, проходит через них и выходит над трубной рещеткой 6 в собирающий коллектор 14, откуда через патрубок 15 выбрасывается в атмосферу. Через патрубок 24 в межтрубное пространство трубного пучка 4 вводится другой теплоноситель, например жидкость из рубашки охлаждения двигателя, который огибает поперечные перегородки 5, поперечно омывает пучок 4 и выводится чере:з патрубок 25. В то же время через патрубок 17 крышки 16 подается среда для тепловой обработки, например воздух, который на трубной решетке 2 распределяется по трубному пучку 4 встречно потоку горячей жидкости, омывающей их, за счет чего дополнительно нагревается. Подогретый воздух из пучка 4 проходит в полость полой перегородки 11, где омывает собирающий коллектор 14, проходит по кольцевому зазору 7 между кожухом 1 и трубной решеткой 6, огибает поперечную перегородку 10 и поперечно омывает трубной пучок 9. Затем подогретый воздух распределяется по переточным трубам 13, проходит через них и теплооб.менивается с маслом, находящимся в межтрубном пространстве, выходит из труб 13 в полость полой перегородки 12, омывает трубный пучок 9 и дополнительно нагревается. Окончательно нагретый воздух по патрубку 20 выводится из теплообменника и подается по технологическому назначению, например на обогрев оборудования, рабочего места и т. д. При колебаниях режима работы двигателя внутреннего сгорания будет происходить колебание температуры выхлопных газов, входящих в теплообменник. Эти колебания температур будут значительно сглаживаться наличием промежуточного теплоносителя, а именно масла в межтрубном пространстве переточных труб 13 Например, при понижении температуры выхлопных газов температура масла в межтрубном пространстве окажется выше температуры выхлопных газов. Последние теплообмениваются с маслом через трубный пучок 9 и подогреваются. Воздух, омываюший эти трубы, также соответственно подогревается более эффективно, а, проходя по трубам 13, теплообменивается с маслом и еще более подогревается. И наоборот, если температура выхлопных газов повышается, то она снимается вышеописанным образом маслом, температура которого оказывается ниже температуры выхлопных газов. При кратковременных остановках двигателя воздух подогревается запасом теплоемкости жидкости и масла. Масло позволяет аккумулировать тепло выхлопных газов до включения в работу теплообменника с целью.получения теплого воздуха. Формула изобретения Вертикальный теплообменник по авт. св. . № 555271, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, в кожухе над трубным пучком установлен дополнительный трубный пучок, по оси которого размещен патрубок, подсоединенный к собирающему коллектору, а трубное пространство дополнительного пучка соединено с полостями перегородок. Источники информации, принятые во- внимание при экспертизе: 1. Антикайн П. А. Рекуперативные теплообменные аппараты, М.-Л., Госэнергоиздат, 1962, с. 12.

25