Теплообменник Советский патент 1978 года по МПК F28D7/12 

Изобретение относится к теплообменникам, преимущественно для охлаждения масла в двигателях внутреннего сгорания.

Наиболее близким к предложенному но технической сущности является теплообменник, содержащий внешний кожух с поперечными выступами, перегородку, разделяющую кожух на полости подвода и отвода, и укрепленные в перегородке трубы, образующие с выступами трубки Фильда 1.

Однако трубки Фильда включены параллельно, и псевдоламинарный слой переохлажденного тенлоносителя возникает на всем протяжении потока вдоль теплопередающей поверхности, а слои неремещиваются только во внутренних трубках, т. е. уже при отсутствии контакта с теплонередающей поверхностью, что не позволяет эффективно использовать температурные перепады. При последовательном коллектировании трубок Фильда усложняется конструкция теплообменника, что сопровождается повыщенным сопротивлением нотоку, увеличением трудоемкости изготовления.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена и уменьшение трудоемкости изготовления.

Это достигается тем, что в предложенном теплообменнике трубы и выступы расположены симметрично относительно перего1)одки, а на последней выполнены уплотняющие гребни, которые разделяют полости на каналы, сообщающие выход каждой предыдущей трубки Фильда со входом каждой последующей.

Такое выполнение теплообменника обеспечивает режим обтекания с циклическим чередованием теплооб.мена в кольцевом зазоре и неремешнвание слоев в центральной трубке, так как развиваюн1ийся псевдоламинарный слой охлажденного теплоносителя при переходе потока в центральную трубку не может перейти в нее без отрыва от внутренней новерхности выступа, благодаря чему улучшается использование располагаемого температурного напора, и повышается коэффициент теплопередачи теплообменника. Поскольку поток теплрносителя через перегородку поступает в симметричный выступ по прямой трубе, количество местных сопротивлений в местах поворота минимально, что снижает затраты энергии на перемещение теплоносители.

Тенлообменник состоит из трех основных деталей, соединенных по периметру, две из

которых, образующие кожух, могут быть взаимозаменяемыми.

На чертеже схематически изображен предложенный теплообменник, частичный разрез.

На противолежащих стенках внещнего кожуха 1 выполнены поперечные полые выступы 2, расположенные в один или несколько рядов, входное отверстие 3 и выходное отверстие 4. Внутри кожуха 1 расположена перегородка 5, в которой укреплены трубы 6, образующие с выступами 2 трубки Фильда. Перегородка 5 снабжена гребнями 7, примыкающими своими верщинами к внутренним поверхностям кожуха 1 между основаниями выступов 2 и расположенными попеременно по обе стороны перегородки 5, и разделяет полости кожуха 1 на каналы, сообщающие выход каждой предыдущей трубки Фильда со входом каждой последующей. Концы труб 6 в местах выходов потока в кольцевой зазор между трубой 6 и выступом 2 могут быть выполнены зубчатыми для увеличения турбулентности потока в зоне теплообмена.

Теплоноситель поступает через отверстие 3 во входную полость кожуха 1, далее течет через кольцевой зазор между внутренней поверхностью выступа 2 и соответствующей трубой 6, смывая теплообменную поверхность. У верщины выступа теплоноситель направляется в трубу 6, по которой перемещается к вершине симметрично расположенного выступа. При этом переохлажденный теплоноситель, образующий псевдоламинарный слой, прилегающий к теплообменной поверхности, перемещается с основной массой потока. По другую сторону перегородки 5 теплоноситель проходит от вершины выступа к его основанию, попадает в последующую полость кожуха 1, откуда - в кольцевой зазор соседнего выступа и так далее вплоть до выходного отверстия 4. Повыщение коэффициента теплоотдачи позволяет выполнять теплообменник компактным с пониженным сопротивлением и малым количество1м деталей, что снижает трудоемкость его изготовления.

Формула изобретения

Теплообменник преимущественно для масляной системы двигателя внутреннего сгорания, содержащий внещний кожух с поперечными выступами, перегородку, разделяющую кожух на полости подвода и отвода, и укрепленные в перегородке трубы, образующие с выступами трубки Фильда, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и уменьщения трудоемкости изготовления, трубы и выступы расположены симметрично относительно перегородки, а на последней выполнены уплотняющие гребни, которые разделяют полости на каналы, сообщающие выход каждой предыдущей трубки Фильда со входом каждой последующей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ильин В. Г. Теплообменные аппараты из графита. М., «Мащиностроение, 1965, с. 158, 159.