RU2569990C1

RU2569990C1 - Heat exchanger

Info

Publication number: RU2569990C1
Application number: RU2014149786/06A
Authority: RU
Inventors: Владислав Юрьевич Климов
Original assignee: Владислав Юрьевич Климов
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-12-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: heat exchanger contains a casing with external and internal walls installed coaxially with ring clearance and making cavity for working medium, supply and drainage headers with branch pipes, heat exchange elements made in form of two-layer cylindrical shells, connected with each other and casing using the pillars, installed at end of the heat exchange elements, wherein in the pillars the channels are made for the working medium supply and drainage, under option of manufacturing on the external surface of the heat exchange elements the fins are made.

EFFECT: increased heat output.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов.The invention relates to heat exchange technology and can be used to create heat exchangers.

Известен теплообменник, содержащий внутреннюю и наружную цилиндрические оболочки, установленные коаксиально с кольцевым зазором и образующие полость для рабочего тела, подводящие и отводящие коллекторы с патрубками и дополнительные оболочки, образующие дополнительные полости, которые установлены в теплообменнике на пилонах, причем в пилонах выполнены каналы подвода и отвода рабочего тела, а дополнительные полости соединены между собой с помощью отверстий в дополнительной оболочке (патент РФ №2204773, МПК F28D 7/10, 09.01.2001 - прототип).Known heat exchanger containing inner and outer cylindrical shells installed coaxially with an annular gap and forming a cavity for the working fluid, inlet and outlet manifolds with nozzles and additional shells forming additional cavities that are installed in the heat exchanger on the pylons, and in the pylons the supply channels and the removal of the working fluid, and additional cavities are interconnected using holes in the additional shell (RF patent No. 2204773, IPC F28D 7/10, 01/09/2001 - prototype).

Указанный теплообменник работает следующим образом.The specified heat exchanger operates as follows.

Греющий или охлаждающий теплоноситель подается в полость теплообменника и омывает оболочки, которые являются теплообменными элементами и выполнены из материала, обладающего повышенной теплопроводностью.The heating or cooling coolant is fed into the cavity of the heat exchanger and washes the shells, which are heat-exchange elements and are made of a material with high thermal conductivity.

Рабочее тело разделяется на два потока.The working fluid is divided into two streams.

Первый поток через подводящий патрубок поступает в коллектор и далее в каналы, выполненные на наружной поверхности внутренней оболочки. Проходя по каналам, рабочее тело нагревается или охлаждается и через отводящий коллектор и патрубок выходит из теплообменника.The first stream through the inlet pipe enters the collector and then into the channels made on the outer surface of the inner shell. Passing through the channels, the working fluid is heated or cooled and exits the heat exchanger through the exhaust manifold and pipe.

Второй поток рабочего тела через подводящий патрубок, канал в пилоне корпуса и отверстия в стенке средней дополнительной оболочки поступает в каналы, выполненные на наружной поверхности внутренней дополнительной оболочки. Проходя по каналам, рабочее тело нагревается или охлаждается и через отверстия в стенке оболочки поступает в каналы, выполненные на внутренней поверхности наружной дополнительной оболочки, где происходит дальнейший теплообмен с теплоносителем, после чего второй поток через канал в пилоне и отводящий патрубок выходит из теплообменника и смешивается с первым потоком.The second flow of the working fluid through the inlet pipe, the channel in the pylon of the housing and the holes in the wall of the middle additional shell enters the channels made on the outer surface of the inner additional shell. Passing through the channels, the working fluid is heated or cooled and through holes in the wall of the shell enters the channels made on the inner surface of the outer additional shell, where further heat exchange with the coolant takes place, after which the second stream through the channel in the pylon and the outlet pipe exits the heat exchanger and mixes with the first thread.

Основными недостатками данного теплообменника является невысокая интенсивность теплообмена, так как поверхностями теплосъема являются только боковые стенки каналов и теплообмен осуществляется в пристеночном слое теплоносителя, а его центральная часть в теплообменнике не участвует.The main disadvantages of this heat exchanger is the low heat transfer intensity, since only the side walls of the channels are heat removal surfaces and heat is exchanged in the wall layer of the heat carrier, and its central part is not involved in the heat exchanger.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, improve technical characteristics and expand the functionality of the heat exchanger.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный теплообменник согласно изобретению содержит корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для рабочего тела, подводящего и отводящего коллекторов с патрубками, теплообменные элементы, выполненные в виде двухслойных цилиндрических оболочек, соединенные между собой и корпусом при помощи пилонов, установленных на концах теплообменных элементов, при этом в пилонах выполнены каналы для подвода и отвода рабочего тела.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed heat exchanger according to the invention contains a housing consisting of an outer and inner wall mounted coaxially with an annular gap and forming a cavity for the working fluid, inlet and outlet manifolds with nozzles, heat-exchange elements made in the form of two-layer cylindrical shells interconnected with the body by means of pylons installed at the ends of the heat-exchange elements, while in the pylons channels are made for the supply and removal of working of the body.

В варианте исполнения на наружной поверхности теплообменных элементов выполнены ребра.In an embodiment, fins are made on the outer surface of the heat exchange elements.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид теплообменника в продольном разрезе, на фиг. 2 - разрез Б-Б - поперечный разрез теплообменника, на фиг. 3 - поперечный разрез теплообменника в варианте исполнения.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the heat exchanger; FIG. 2 - section BB - cross section of the heat exchanger, in FIG. 3 is a cross-sectional view of a heat exchanger in an embodiment.

Предложенный теплообменник содержит корпус 1, состоящий из наружной 2 и внутренней стенок 3, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для рабочего тела, подводящий коллектор 4, отводящий коллектор 5, подводящий патрубок 6, отводящий патрубок 7 и теплообменные элементы 8, выполненные в виде двухслойных цилиндрических оболочек, установленных внутри корпуса 1 на пилонах 9, при этом в пилонах 9 выполнены каналы для подвода и отвода рабочего тела.The proposed heat exchanger includes a housing 1, consisting of an outer 2 and an inner wall 3, mounted coaxially with an annular gap and forming a cavity for the working fluid, a supply manifold 4, a discharge manifold 5, a supply pipe 6, a discharge pipe 7 and heat exchange elements 8, made in the form two-layer cylindrical shells installed inside the housing 1 on the pylons 9, while in the pylons 9 channels are made for the supply and removal of the working fluid.

В варианте исполнения на наружной поверхности теплообменных элементов 8 выполнены ребра 10.In an embodiment, ribs 10 are made on the outer surface of the heat exchange elements 8.

Предложенный теплообменник работает следующим образом.The proposed heat exchanger operates as follows.

Во внутреннюю полость теплообменника подается теплоноситель. Теплоноситель равномерно распределяется в полости теплообменника и движется в кольцевых зазорах, расположенных между теплообменными элементами 8 и внутренней стенкой 3 корпуса 1.Heat carrier is supplied to the internal cavity of the heat exchanger. The coolant is evenly distributed in the cavity of the heat exchanger and moves in the annular gaps located between the heat exchange elements 8 and the inner wall 3 of the housing 1.

Рабочее тело через подводящий патрубок 6 поступает в подводящий коллектор 4 и далее в кольцевой зазор, расположенный между наружной стенкой 2 и внутренней стенкой 3 корпуса 1. В кольцевом зазоре рабочее тело разделяется на два потока.The working fluid through the inlet pipe 6 enters the inlet manifold 4 and then into the annular gap located between the outer wall 2 and the inner wall 3 of the housing 1. In the annular gap, the working fluid is divided into two streams.

Первый поток рабочего тела проходит в кольцевом зазоре между наружной стенкой 2 и внутренней стенкой 3 корпуса 1, нагревается и отводится в отводящий коллектор 5.The first flow of the working fluid passes in the annular gap between the outer wall 2 and the inner wall 3 of the housing 1, is heated and discharged into the outlet manifold 5.

Второй поток рабочего тела поступает по пилонам 9 в кольцевые зазоры, расположенные между стенками теплообменных элементов 8. Проходя по кольцевым зазорам, рабочее тело нагревается, после чего поток по пилонам 9 поступает в отводящий коллектор 5.The second flow of the working fluid enters through the pylons 9 into the annular gaps located between the walls of the heat exchange elements 8. Passing through the annular gaps, the working fluid is heated, after which the flow through the pylons 9 enters the outlet manifold 5.

В отводящем коллекторе 5 два потока рабочего тела смешиваются между собой. Рабочее тело выходит из отводящего коллектора 5 через отводящий патрубок 7.In the exhaust manifold 5, two flows of the working fluid are mixed together. The working fluid exits the outlet manifold 5 through the outlet pipe 7.

В варианте исполнения на наружной поверхности теплообменных элементов 8 выполнены ребра 10, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи.In an embodiment, ribs 10 are made on the outer surface of the heat exchange elements 8, which makes it possible to intensify the heat transfer process.

Использование предлагаемого изобретения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности теплообменника.Using the proposed invention will improve the technical characteristics and expand the functionality of the heat exchanger.

Claims

1. The heat exchanger, characterized in that it contains a housing consisting of an outer and inner wall mounted coaxially with an annular gap and forming a cavity for the working fluid, inlet and outlet manifolds with nozzles, heat-exchange elements made in the form of two-layer cylindrical shells connected between themselves and the body with the help of pylons installed at the ends of the heat exchange elements, while in the pylons channels are made for the supply and removal of the working fluid.

2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the ribs are made on the outer surface of the heat exchange elements.