Испаритель Советский патент 1979 года по МПК F25B39/02 

1

Изобретение относится к устройствам для охлаждения газов или жидкостей, циркулирующих в системах терморегулирования и жизнеобеспечения объектов, применяемых в различных отраслях промышленности и в транспортных средствах.

Известны испарители преимущественно для работы в условиях переменной гравитации, содержащие корпус с размещенными внутри плоскими теплообменными трубами с гидрофильным покрытием на наружной поверхности, поджатым к ней с помощью промежуточных гофрированных пластин I.

Применение промежуточных пластин в виде треугольного гофра обеспечивает прижатие гидрофильного материала к плоским поверхностям труб на небольщих участках, по линиям верщин треугольников. Гофр подобного сечения не обладает достаточной жесткостью для сохранения своей формы, что не позволяет поддерживать постоянное по времени усилие поджатия гидрофильного материала. Кроме того, размеры труб гофров и расстояний между трубами имеют отклонения от номинального размера (поле допуска) при изготовлении, из-за чего величина зазора между трубами и гофрами непостоянна по межтрубным пространствам и, следовательно, не гарантировано поджатие гидрофильного покрытия к плоским поверхностям труб. Введение питателей для дополнительного орошения удаленных от коллектора входа хладагента участков гидрофильного покрытия позволяет улуцщить распределение хладагента по плоским поверхностям теплообменных труб, интенсифицировать процесс теплообмена, расширить диапазон тепловых нагрузок испарителя.

Однако питате.ти загромождают межтрубное пространство и затеняют около 15°/оПОверхности гидрофильного покрытия, исключая парообразование на этих участках. По этим причинам возможно применение ограниченного количества питателей, что приводит к неравномерности распределения хладагента в удаленной от коллектора входа хладагента зоне, т. е. рядом с питателем гидрофильное покрытие насыщено, а при удалении от питателя количество хладагента уменьц ается и достигает минимума на участках, отстоящих на одинаковых расстояниях от соседних питателей.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

Это достигается тем, что в предложенном испарителе трубы выполнены из поверхностно-активного материала, а промежуточные пластины - двухсекционными с прямоугольной формой гофров, имеющими просечки на поверхности, примыкающей к покрытию, и между еекциямк расположена упругая перфорированная прокладка, например, из резины.

Покрытие может быть выполнено многослойным с орощающим слоем, прилегающим к трубам, и транспортным слоем, и капиллярные поры покрытия расположены преимущественно перпендикулярно к поверхности труб в орощающем слое и преимущественно параллельно поверхности труб в транспоргном слое. Покрытие в местах прилегания к поверхности труб может быть выполнено перфорированным с совпадением отверстий в транспортном и орощающем слоях, трубы могут иметь несквозную перфорацию со стороны наружной поверхности, выполненную, например, с помоп1,ью фрезерования.

На фиг. 1 схематически изображен предложенный испаритель, общий вид-, на фиг. 2испаритель, разрез по щтуцеру входа хладагента; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. ; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; па фиг 5 - расчлененный по узлам охлаждающий блок.

Испаритель содержит корпус 1 с межтрубным пространством 2 для хладагента и с раздающим и собираюп1им коллекторами 3, 4 для теплоносителя, .между которы.ми размещены плоские теплообменные трубы 5, имеющие на наружной поверхности гидрофильное покрытие 6, поджатое к ней с помощью промежуточных гофрированных пластин 7. Плоские трубы 5 выполнены из поверхностно-активного матери.-зла, например алюминия, обработанного .химически.м реагепто.м, при.меняемы.м для обработки алюминиевых сплавов методом химического фрезерования, а промежуточные гофрированные пластины выполнены из секций 8, 9 с прямоугольной формой гофров, имеющими просечки 10 на поверхности, примыкающей к гидрофильному покрытию 6. Между секциями расположена упругая перфорированная прокладка 11, например из резины. Гидрофилы ое покрытие выполнено многослойным, с преимущественным направлением капиллярных пор перепендикулярно к поверхности труб в орощающем слое 12, прилегаюп1ем к трубам 5, и с преимущественным направлением капиллярных пор параллельно поверхности труб 5 в транспортном слое 13.

Гидрофильное покрытие выполнено перфорированным с совпадением отверстий 14 в транспортном и орощающем слоях. Плоские трубы имеют несквозную перфорацию 15 со стороны наружной поверхности, полученную, например, методом химического фрезерования. Между пучками плоских труб расположено распределительное устройство 16 для хладагента, имеющее отверстия 17, через которые хладагент попадает в межтрубное пространство.

Работает испаритель следующим образом. В процессе эксплуатации испарителя теплоноситель из системы терморегулирования подается в раздающий коллектор 3, откуда растекается по плоским трубам 5 и через их стенки отдает тепло хладагенту. Охладившийся теплоноситель через собирающий коллектор 4 подается вновь в систему терморегулирования.

Хладагент из системы подается в распределительное устройство 16, где он растекается по фронту межтрубного пространства 2 испарителя и через отверсти-я 17 запитывается гидрофильным покрытием 6. Причем, на этом участке направление ка пиллярных пор Б ороц1аю цем слое 12 способствует продвижению .хладагента к транспортному слою 13, который равно.мерно распределяет его по всей теплообменной поверхности плоских труб 5. Разделение гидрофильрюго покрытия 6 на два слоя создает дополнительное гидравлическое сопротивление продвижению хладагента из транспортного слоя 13 в орон1ающий слой 12.

Таким образом создаются условия, благоприятствуюпше распространению хладагента, прежде всего,в транспортном слое 13 повсей поверхности плоских труб 5 и, уже после полного насыщения этого слоя, хладагент запитывается орошающим слоем 12 и

0 подается непосредственно к поверхности труб 5. Последние за счет обработки хи.мическим реагентом, при.меняемым для обработки алю.миниевых сплавов методо.м химического фрезерования, хорошо с.мачиваются (поверхностно-активным)хладагентом, что способствует растеканию его в виде тонкой

5 пленки непосредственно по поверхности этих труб 5. Тонкая пленка хладагента хорощо прогревается и испаряется, отводя тепло от теплоносителя. Пары хладагента отводятся через отверстия 14 в гидрофильном покрь тии 6. На поверхности труб 5 методо.м химического фрезерования выполнена несквозпая перфорация 15, что увеличивает по- j верхность теплообмена и, соответственно, интенсифицирует процесс отвода тепла.

Для обеспечения гарантированного конs такта гидрофильного покрытия 6 с поверхностью труб 5 промежуточная пластина 7 выполнена в виде секций 8 и 9 из прямоугольного гофра, между которыми расположена резиновая перфорированная прокладка 11, за счет упругости которой, гофры поджимают гидрофильное покрытие б к трубам 5.Лучший проход паров хладагента в межтрубном пространстве 2 на гранях секций 8 и 9 обеспечивают просечки 10 (короткими стрелками показано движение

$ жидкого хладагента; длинными стрелками - движение паров хладагента; волнистыми линиями - преимущественное направление капиллярных пор в транспортном 13 и орошающем 12 слоях гидрофильного материала 6).

Такое выполнение испарителя позволяет на 20-25°/оПовысить эффективность его в работе, исключить образование так называемых сухих зон на поверхностях труб, появляющихся при увеличении количества тепла, приносимого теплоносителем, т. е. расширяется диапазон работы испарителя.

Формула изобретения

1. Испаритель преимущественно для работы в условиях переменной гравитации, содержащий корпус с размещенными внутри плоскими теплообменными трубами с гидрофильным покрытием на наружной поверхности, поджатым к ней с помощью промежуточных гофрированных пластин, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, трубы выполнены из поверхностно-активного материала, а промежуточные пластины - двухсекционными с прямоугольной формой гофров, имеющими просечки на поверхности, примыкающей к покрытию, и между секциями расположена

упругая перфорированная прокладка, например, из резины.

2.Испаритель по п. 1. отличающийся тем, что покрытие выполнено многосло1 иым с орошающим слоем, прилегающим к трубам, и транспортным слоем и капиллярные поры покрытия расположены преимущественно перпендикулярно к поверхности труб в орошающем слое и шеимущественно параллельно поверхности труб в транспортном слое.

3.Испаритель по п. 2, отлачаюи иис.ч том. что покрытие в местах прилегания к поверхности труб выполнено перфорированным с совпадением отверстий в транспортном и орошающем слоях.

4.Испаритель по п. 1, отличающийся тем, что трубы имеют иссквозную перфорацию со стороны наружной поверхности. BI.Iполненную, например, с помощью фрезерования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство 276083, кл. F 25 В 39/02, 1969.

11 гз 9 s агг ±

Фиг.