Контактный теплообменник Советский патент 1982 года по МПК F28C3/08 F22G5/12 

(54) КОНТАКТНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к теплообменному оборудованию и может быть использовано в теплообменных аппара.тах непосредственного контакта.

Известен контактный теплообменник, содержащий цилиндрический корпус с расположенным в верхней части тангенциальным входным патрубком, размещенную по оси корпуса трубку для ввода жидкости и выходной патрубок 1.

Недостатком данного теплообменника является низкая эффективность теплообмена, так как обеспечивается преимущественно пленочный теплообмен между газом и испаряющейся жид- костью. Кроме того, при больших скоростях воздуха возможен выброс капель жидкости из теплообменника.

Известен также контактный теплообменник, содержащий корпус, внутри которого по спирали установлена перфорированная перегородка, образующая канал с возрастающей по ходу .увеличения газожидкостной смеси площадью поперечного сечения, вход которого подключен к коаксиально установленным один относительно другого патрубкам подвода охлаждаемого газа и охлаждающей жидкости 2 Недостатком указанного контактно-То теплообменника является низкая степень орошения, которая приводит к снижению эффективности теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в контактном теплообменнике, содержащем корпус, внутри которого по спирали установлена перфорирован10ная перегородка, образующая канал, с возрастающей по ходу движения газожидкостной смеси площадью поперечного сечения, вход которого подключен к коаксиально установленным

15 один относительно другого патрубкам подвода охлаждаемого газа и охлажадющей жидкости, перегородка установлена под углом к оси корпуса, увеличивающимся от 10 до 60° , по ходу

20 движения газожидкостной смеси, а перфорация в перегородке выполнена только в ее верхней части.

На фиг.1 изображен предлагаемый теплообменник, продольный разрез;

25 на фиг.2 - то же, вид сверху.

Теплообменник содержит корпус 1, внутри которого по спирали установлена перфорированная перегородка 2, причем перфорация 3 выполнена только

30 в ее верхней части. Перфорированная перегородка 2 образует канал 4, которьой выполнен с возрастающей по ходу движения газожидкостной смеси площадью поперечного сечения, вход канала 4 подключен к коаксиально установленным один относительно дру гого патрубкам 5 и 6 соответственно подвода охлаждаемого газа и охлажда ющей жидкости. На корпусе 1 сверху и снизу установлены крышки 7 и 8 и выходной патрубок 9,. боковая стен ка 10 выполнена спиралевидной, а пео форированная перегородка 2 установлена под углом к оси корпуса 1, увеличивающимся от 10 до 60°, по ходу 1движения газожидкостной смеси. Контактный теплообменник работает следующим образом. Охлаждаемый воздух через патрубок 5 поступает в канал 4, образованный перфорированной перегородкой 2. Охлаждающая жидкость по патрубку б поступает в патрубок 5 в виде тонких струй. Струи охлаждающей жидкости разбиваются потоком воздуха на капли, описывают с воздухом криволинейную траекторию, охлаждая поток воздуха. Продолжая криволинейное движение по стенкам канала 4 до перфорации 3, охлаждающая жидкост выбрасывается в соседний канал 4, а воздушный поток продолжает движение по спиральному каналу 4 и через выходной патрубок 9 выходит из тепло обменника. При движении воздуха к выходному патрубку 9, центробежная сила, действующая на пленку жидкости уменьшается, но так как угол наклона перегородки 2 увеличивается по ходу движения гааожидкостной смес то вертикальная составляющая ее оста ется достатоиной для подъема пленки жидкости до уровня перфорации 3 в перегородке 2. Охлажденный воздух через выходной патрубок 9 поступает к потребителю (не показан). Предлагаемый контактный теплообменник может быть применен для охлаждения воздуха жидким азотом. В теплообменнике достигается хорошее перемешивание воздуха с каплями жидкости за счет многократного впрыскивания капель азота в поток воздуха и какая угодно низкая температура азотно-воздушной смеси вплоть до конденсации жидкого кислорода. Формула изобретения Контактный теплообменник, содержащий корпус, внутри которого по спирали установлена перфорированная перегородка, образующая канал с возрастающей по ходу движения газожидкостной смеси площадью поперечного сечения, вход которого подключен к коаксиально установленным один относительно другого патрубкам подвода охлаждаемого газа и охлаждающей жидкости, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, перегородка установлена под-углом к оси корпуса, увеличивающимся от 10 до 60°, по ходу движения газожидкостной смеси, а перфорация в перегородке выполнена только в ее верхней части. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 449221, кл. F 28 С 3/06, 1968. 2.Патент СССР № 11504, кл. F 22 G 5/12, опублик. 1929.