CS251278B1 - Tepelný výměník - Google Patents

Abstract

Tepelný výaěník uaožnuje optiaálně vyuíit výparné teplo kapalného chladivá. Vnitřní prostor pláítě výaěníku je rosdělen do sekcí. Přívodní, trubičlqr uaíatíné v teplo, saěnnéa prostředí sají výstupy na koncích jednotlivých sekcí nebo aaji výstupy rovnoairnS rosloěené po dálce přívodní trubičky. Vnitřní prostor výaěníku aá rovni! trubičky pro odvod chladivá do společného odvodního prostoru.

Description

Vynález se týká tepelného výměníku, zejména pro kryochirurgické nástroje.

Dosud známé porézní válcové výměníky pro kapalné chladivo jsou uspořádány vidy tak, že kapalná chladivo je přiváděno na jeden konec výměníku, prochází celou jeho dálkou, přičemž se postupně zplyňuje a vychází ven na druhém konci výměníku. Takovéto uspořádáni má tu vlastnost, že k výměníku děného průměru s rostoucí délkou klesá zehlazovsd rychlost a měrný výkon. Vysvětleni je následující: Na začátku zchlazovénl se většina přicházejícího chladivá zplyní již v počáteční části výměníku. Při zplyněni naroste mnohonásobně objem chladivá „toto velké množství plynu musí projit zbytkem výménlku do výstupního kanálku.

Mohou nastat dva případy:

a) Teplosměnné prostředí je dimenzováno pro průchod kapalného chladivá a pro velké množství plynu se jeví jako málo průchodná a to má za následek nedostatečný průchod chladivá v počáteční fázi zchlazování, tzn. malou zchlazovací rychlost a chladicí výkon, při vysoké účinnosti.

b) Teplosměnné prostředí je dimenzováno pro plynné chladivo. Pak se jeví přlliS průchodné pro kapalné chladivo a nedojde k efektivnímu splyňovánl e výsledkem je nejen nízké zchlazovací rychlost a chladicí výkon, ale 1 malá účinnost.

Uvedené nedostatky v podstatě odstraňuje vynález tepelného výměníku, jehož podstata je v tom, že pláěi výměníku, jehož délka je větSl než Slřka, má vnitřní prostor cozdělen do sekci v podélném směru. Přívodní trubičky chladivá , umístěné v teplo směnném prostředí uvnitř pléětě, mají výstupy na koncích každé sekce.

Rozděleni výměníku, který je podstatně delší než je jeho průměr, na vlče podstatně nezávislých sekci umožňuje optimálně využit výparné teplo kapalného chladivá. Výsledkem je výrazné zvýšení chladicí rychlosti a chladicího výkonu při zachováni vyhovující účinnosti.

Na připojených výkresech jsou uvedeny příklady provedeni výměníku dle vynálezu.

Na obr. 1 je podélný řez výměníku se dvěma sekcemi rozdělenými přepýžkou, na obr. .,2 řez výměníku rovněž rozděleného do dvou sekci bez přepážky,,na obr. 3, 4 a 5 jsou podélná a příčné řezy výměníků rozdělených do vlče sekci. Rozdíly mezi nimi jsou v uspořádáni přívodu a odvodu chladivá. Pléěí výměníku na obr. 1 má v ose přívodní trubičku.^ es vstupy 2 chladivá do teplosměnného prostřed! g nad přepážkou 6 a vstupem g u dna výměníku. Do přepážky 6 jsou zasazeny dvě trubičky jako odvod 2 chladivá, přičemž výstupy £ slouží pro odvádění zplyněného chladivá z teplosměnného prostředí Zplyněné chladivo je odváděno do odvodního prostoru g. Rozděleni výměníku ,do dvou sekci bss použiti přepážky 6 je na obr. 2 . Rozhraní mezi sekcemi je dosaženo tak, že přívodní trubička 2 svým výstupem g rozděluje výměník na dvě sekce.

Část chladivá postupuje teplosměnným prostředím g horní části výměníku vzhůru a odchází do odvodního prostoru 8 přímo výstupy g.Druhá část chladivá postupuje teplosměnným prostředím g ve spodní části výměníku směrem ke dnu a odchází výstupy 4 do odvodů 2 chladivá do odvodního prostoru g. Přívodní trubička 2 na obr. 3 je opatřena vstupy g v několika úrovních a tak je výměník rozdělen do sekci. Chladivo postupuje výstupy A teplosměnného prostředí g do odvodů 2 a dále do odvodního prostoru g.

Na obr. 4 je přívodní trubička 2 podélně pevně spojena s vnitřní stěnou odvodu 2 zplyněného chladivá. V trubičce g jsou vstupy g chladivá do teplosměnného prostředí g. Zplyněné chladivo odchází výstupy g, Jeěemá jsou vytvořeny na protějěl stěně odvodu 2 do odvodníku 8.

Na obr. 5 je přívodní trubička 2 podélně pevně spojena a vnějěí stěnou odvodu £.

Vstupy J v přívodní trubičce 2 vstupuje chladivo do teplosměnného prostředí £ a je odváděno výstupy A odvodem £ do odvodního prostoru 8.

' Výměník, rozdělením do dvou nebo více kratších sekci se samostatnými přívody chladivá, když je přitom umožněn volný odchod zplyněného chladivá, ředí problém optimálního využití schopnosti chladivá v celé délce výměníku s ohledem na mnohonásobné zvětěení objemu při jeho zplynění. Při rozdělení výměníku na dvě části je možná vyplnit první část prostředím vhodným pro kapalné chladivo a druhou část prostředím umožňujícím dostatečný průchod plynnému chladivu. Výměník pracuje optimálně v počáteční fázi zchlazováni, kdy věechno chladivo stačí zplynit v první části výměníku. Po ochlazení první části začne vstupovat nezplyněné chladivo (dusík) a do druhé části a tam již nestačí zplyňovat. Výsledkem je nízký dhladlcí výkon a účinnost v konečné fázi zchlazováni. Volí se tudíž kompromis a celý výměník je vyplněn prostředím, jehož charakteristické vlastnosti leží uprostřed mezi hodnotami vhodnými pro kapalné i plynné chladivo.

Využití výměníku dle vynálezu v kryochirurgickém nástroji umožní provádět kryodestrukce patologické tkáně efektivněji a do větěí hloubky než při použití dosud známých výměníků.

Claims (2)

1. Tepelný výměník, zejména pro kryochirurgické nástroje vyznačený tim, že plášl (1) výměníku, jehož délka je větěí než šířka, mé vnitřní prostor rozdělen do sekcí v podélném směru, přičemž přívodní trubičky (2) chladivá, umístěné v teplosměnném prostředí (5) uvnitř pláště (1), mají výstupy (4) na koncích každé sekce.

2. Tepelný výměník podle bodu 1, vyznačený tím, že přívodní trubička (2) chladivá do teplosměnného prostředí (5) je umístěna bud u vnitřní stěny pláště nebo uprostřed vnitřní stěny pláště (1) a. má alespoň dva výstupy (4) rovnoměrně rozložené po celé délce přívodní trubičky (2).