Тепломассообменный аппарат Советский патент 1979 года по МПК F28C3/06 F25J5/00 F25B37/00 

(54) ТЕПЛОМАССООБМЕННБ1Й АППАМГ

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в качестве тепломассообменного аппарата, где одна среда - жидкость, другая - газ. Такой тепломассообменный аппарат применим КаК ЙЖ разделения воздуха с получение.ад, например; кислорода или азота в условиях ггерШ нной гравитации, так и Для бытовой холодильной техники абсорбционного типа в качестве узла абсорбера. Известен тепломассообменный аппарат для низкотемпературного раз;яСёЙ ёШГй в6здуха на азот и кислород, который состоит из теплого и холодного коллектора и раЗйёщенных между ними cetчaтoй тарелки инасадки 1. Однако такой аппарат не может работать в условиях переменной гравитации. Наиболее близким техническим решением является тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с теплым и холодным коллекторами и размещенную внутри корпуса насадку из капиллярно-пористогб материала. Разделяемая смесь в жидкомвиде подается сверху в холодный коллектор и при помощи капиллярно-пористого материала направляется в зону выпаривания. При движении жидкости вниз происходит выпаривание низкокипящего КОШтОНейта и обогащение жидкости высококипящим компонентом 2. Однако этот аппарат не может нормально работать в условиях переменной гравитации, имеет малую поверхность тепломассообмена, вследствие этого больщой вес и габариты. Целью изобретения является уменьшение весовьГх и га Йаритных характеристик. Эта цель достигается тем; что насаДка выпол ЖЖ nlS FaSWcf Ш 1УЖд ё ных прокладками, а коЛлекторь снабжены капиллярно-пористым наполнителем, контактирующим с листами. При этом внутрь теплого коллектора помещены трубы, расположенные в наполнителе , а холодный коллектор заполнен капиллярнО-пОристым наполнителем и От свободного пространства, служащего сборником газовой среды, отделен перегородкой, через которую пропущены концы листов. Листы выполнены в виде концентрично расположеННйТЦИлиНдрОвТатрубы теплого коллектора - кольцевыми.

Кроме того, листы могут быть выполнены спирально. Такое выполнение тепломассообменного аппарата позволяет наиболее эффективно компоновать всю установЕ у с целью снижения веса и уменьшения габаритов.

На фиг. 1 схематически изображен тепломассообменный аппарат для низкотемпе ратурного разделения воздуха с насадкой в виде пакета плоских листов; на фиг. 2 - то же; вид сбоку; на фиг. 3 - тепломассообменный аппарат с пакетом листов, выполненных в виде концентрично расположенных цилиндров; на фиг. 4 - то же, с пакетом листов, выполненных спиральными.

Тепломассообменный аппарат имеет корпус 1 с теплым коллектором 2 и холодным коллектором 3 и размещенную между ними насадку в виде пакета листов 4, разделенную между собой прокладками 5.

Теплый коллектор 2 заполнен капиллярно-пористь1м. наполнителем 6. Внутри последнего размещены трубы 7 для подачи ожижаемой газовой среды, на которых крепятся концы листов 4 насадки. Холодный коллектор 3 заполнен капиллярно-пористым наполнителем частично и от свободного пространства 8, служащего сборником газовой среды, отделен перегородкой 9, на которой крепятся концы листов 4. Коллектор 3 имеет трубу 10 для подачи ожижаемой среды, а теплый коллектор 2 - трубу 11 для отбора высококипящего компонента.

Для равномерного распределения потока ожижаемой среды по трубам 7 предусмотрен рассекатель 12.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

В теплый коллектор 2 подает.ся ожижаемая газовая среда, которая, благодаря рассекателю 12, равномерно распределяется по трубам 7. Поступающая газовая среда передает тепло через трубы 7 к концам листов 4. Далее газовая среда дросселируется и в жидком состоянии вводится через трубу 10 в холодный коллектор 3. Из коллектора 3 через капиллярно-пористый наполнитель жидкость распределяется по листам 4. Так как листы 4 насадки обладают капиллярными свойствами, то жидкость начинает транспортироваться по ним. Листы 4 насадки разделены между собой прокладками 5, образуя каналы для прохода пара, идущего из теплого коллектора 2. Жидкость при движении по листам 4 контактирует с движущимся навстречу паром - происходит тепломассообмен, в процессе которого жидкость обогащается высококипящим компонентом, а пар - низкокипящим. Жидкость по листам 4 транспортируется в теплый коллектор 2, где испаряется засчет тепла, подводимого теплоносителем по трубам 7. При этом часть вь1сок6кипящего компонента в парообразном состоянии направляется в пространство между листами 4 и участвует в процессе тепломассообмена с движущейся по листам 4 жидкостью, а часть отводится через трубу 11.. ,

Благодаря применению в качестве насадки капиллярно-пористого материала, соединенного с теплым и холодным коллекторами, заполненными капиллярно-пористым наполнителем, Тепломассообменный аппарат может работать в условиях переменной гравитации. При этом уменьшаются габариты и вес тепломассообменного аппарата почти в два раза.

Тепломассообменный аппарат универсален в применении. Он может быть использован в бытовых холодильных аппаратах абсорбционного типа в качестве абсорбера, что сокращает габариты и вес холодильных аппаратов.

Формула изобретения

Тепломассообменный аппарат, преимущественно для разделения смесей в условиях переменной гравитации, содержащий корпус с теплым и холодным коллекторами и размещенную между ними насадку из капиллярно-пористого материала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения весовых и габаритных характеристик, насадка выполнена в виде пакета листов, разделенных прокладками, а коллекторы снабжены капиллярно-пористым наполнителем, контактирующим с листами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг.1

Vuz.2.