RU2699905C1 - Теплообменный аппарат - Google Patents
Теплообменный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699905C1 RU2699905C1 RU2018143104A RU2018143104A RU2699905C1 RU 2699905 C1 RU2699905 C1 RU 2699905C1 RU 2018143104 A RU2018143104 A RU 2018143104A RU 2018143104 A RU2018143104 A RU 2018143104A RU 2699905 C1 RU2699905 C1 RU 2699905C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipes
- heat exchange
- inlet
- input
- cavities
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей. Центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек с одним днищем, с поперечным сечением в виде буквы С, скрепленных между собой с образованием внутренних входных и выходных полостей таким образом, что упомянутые полости образованы корпусом и днищем предыдущей и днищем последующей обечаек. Теплообменный элемент выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, причем на стенках труб выполнены турбулизаторы потока в виде локального уменьшения поперечного сечения трубы. Трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть. Входная и выходная часть первой наружной трубы теплообменного элемента установлена в днищах центральной части корпуса, а каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго компонентов, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго компонентов монотонно чередуются между собой, при этом входные и отводящие патрубки входного и выходного коллекторов установлены в различных плоскостях. Технический результат – улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника. 3 ил.
Description
Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов.
Известен теплообменник, содержащий 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 (патент РФ №2569990, Заявка №: 2014149786/06 от 09.12.2014, МПК: F28D 7/10 - прототип).
Предложенный теплообменник работает следующим образом. Во внутреннюю полость теплообменника подается теплоноситель. Теплоноситель равномерно распределяется в полости теплообменника и движется в кольцевых зазорах, расположенных между теплообменными элементами и внутренней стенкой корпуса. Рабочее тело через подводящий патрубок поступает в подводящий коллектор и далее в кольцевой зазор, расположенный между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса. В кольцевом зазоре рабочее тело разделяется на два потока. Первый поток рабочего тела проходит в кольцевом зазоре между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса, нагревается и отводится в отводящий коллектор. Второй поток рабочего тела поступает по пилонам в кольцевые зазоры, расположенные между стенками теплообменных элементов. Проходя по кольцевым зазорам, рабочее тело нагревается, после чего поток по пилонам поступает в отводящий коллектор. В отводящем коллекторе два потока рабочего тела смешиваются между собой. Рабочее тело выходит из отводящего коллектора через отводящий патрубок.
Основными недостатками является сложность конструкции, значительные габаритные размеры, обусловленные значительными конструктивными зазорами между кольцевыми теплообменными элементами, неравномерность нагрева оболочек, вызванная последовательностью прохождения теплоносителя от периферийной оболочки к центральной, что, в конечном итоге, снижает эффективность работы теплообменника.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном теплообменном аппарате, содержащем цилиндрический корпус с входными и выходными коллекторами ввода и отвода первого и второго компонентов, расположенными на корпусе, теплообменные элементы, установленные внутри корпуса в определенном порядке, полости которых связаны с соответствующими полостями подвода и отвода компонентов, согласно изобретению, корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей, при этом центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек с одним днищем, с поперечным сечением в виде буквы С, скрепленных между собой с образованием внутренних входных и выходных полостей таким образом, что упомянутые полости образованы корпусом и днищем предыдущей и днищем последующей обечаек, причем количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части, установленными последовательно с обеих сторон центральной части корпуса с образованием монотонно чередующихся входных полостей первого и второго компонентов, и монотонно чередующихся выходных полостей первого и второго компонентов, при этом теплообменный элемент выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, причем на стенках труб выполнены турбулизаторы потока в виде витков цилиндрической спирали, при этом трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, при этом входная и выходная часть первой наружной трубы теплообменного элемента установлена в днищах центральной части корпуса, а каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго компонентов, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго компонентов монотонно чередуются между собой, при этом входные и отводящие патрубки входного и выходного коллекторов установлены в различных плоскостях.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид теплообменника, продольный разрез, на фиг. 2 - входная часть теплообменника в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - выходная часть теплообменника в увеличенном масштабе.
Теплообменный аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с входными 2, 3 и выходными 4, 5 патрубками ввода и отвода первого и второго компонентов, расположенными на корпусе 1. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей. Во входной и выходной частях корпуса 1 установлены входной 6 и выходной 7 патрубки. Центральная часть выполнена в виде полого цилиндра 8 с двумя днищами, а входная 9 и выходная 10 части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек 11 с одним днищем, скрепленных между собой. Количество обечаек 11 входной части соответствует количеству обечаек 11 выходной части, установленных последовательно с обеих сторон центральной части корпуса 8 таким образом, что они образуют монотонно чередующиеся входные полости первого и второго компонентов, и монотонно чередующиеся выходные полости первого и второго компонентов.
Теплообменный элемент 12 установлен внутри корпуса и его полости связаны с соответствующими полостями подвода и отвода компонентов. Теплообменный элемент 12 выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины. Трубы 13 большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы 14 меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть. Входная и выходная часть первой наружной трубы установлена в днищах центральной части корпуса. Каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров 15 или 16 между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго компонентов. Полости кольцевых радиальных зазоров 15 первого и 16 второго компонентов монотонно чередуются между собой.
Предложенный теплообменник работает следующим образом.
Первый компонент подается во входной патрубок 6 и во входные патрубки 3, равномерно чередующиеся с входными патрубками 2 второго компонента и поступает по центральной полости теплообменного элемента 12 и чередующимся кольцевым зазорам 15 к выходной части, в частности, к патрубкам 5 и 7.
Второй компонент подается в патрубки 2, равномерно чередующиеся с патрубками подвода первого компонента 3, поступает в кольцевые полости 16 и подается к выходным патрубкам 4. Таким образом, реализуется схема-сплошная струя первого компонента - полая струя второго компонента - полая струя первого компонента - полая струя второго компонента и т.д. по количеству полых цилиндрических обечаек 11.
Такое воздействие на потоки компонентов и их преобразование в полые кольцевые струи позволяет уменьшить поперечный характерный размер и увеличить площадь теплообмена, что, в конечном итоге, позволит повысить эффективность работы теплообменного аппарата в целом..
Направление подачи первого и второго компонентов может быть как попутным при подаче их в одну сторону, так и противоположным, при подаче навстречу друг другу.
Использование предложенного технического решения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности теплообменника.
Claims (1)
- Теплообменный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с входными и выходными коллекторами ввода и отвода первого и второго компонентов, расположенными на корпусе, теплообменные элементы, установленные внутри корпуса в определенном порядке, полости которых связаны с соответствующими полостями подвода и отвода компонентов, отличающийся тем, что корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей, при этом центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек с одним днищем, с поперечным сечением в виде буквы С, скрепленных между собой с образованием внутренних входных и выходных полостей таким образом, что упомянутые полости образованы корпусом и днищем предыдущей и днищем последующей обечаек, причем количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части, установленными последовательно с обеих сторон центральной части корпуса с образованием монотонно чередующихся входных полостей первого и второго компонентов, и монотонно чередующихся выходных полостей первого и второго компонентов, при этом теплообменный элемент выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, причем на стенках труб выполнены турбулизаторы потока в виде витков цилиндрической спирали, при этом трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, при этом входная и выходная часть первой наружной трубы теплообменного элемента установлена в днищах центральной части корпуса, а каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго комонентов, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго комонентов монотонно чередуются между собой, при этом входные и отводящие патрубки входного и выходного коллекторов установлены в различных плоскостях.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143104A RU2699905C1 (ru) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Теплообменный аппарат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143104A RU2699905C1 (ru) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Теплообменный аппарат |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2699905C1 true RU2699905C1 (ru) | 2019-09-11 |
Family
ID=67989538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018143104A RU2699905C1 (ru) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Теплообменный аппарат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2699905C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA52799C2 (ru) * | 2000-06-20 | 2003-01-15 | Євген Олександрович Коломицев | Теплообменный элемент |
RU2206850C2 (ru) * | 2001-07-20 | 2003-06-20 | Буглаев Владимир Тихонович | Трубчатый теплообменник |
RU2486425C1 (ru) * | 2012-01-23 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Теплообменный аппарат |
RU2569990C1 (ru) * | 2014-12-09 | 2015-12-10 | Владислав Юрьевич Климов | Теплообменник |
-
2018
- 2018-12-06 RU RU2018143104A patent/RU2699905C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA52799C2 (ru) * | 2000-06-20 | 2003-01-15 | Євген Олександрович Коломицев | Теплообменный элемент |
RU2206850C2 (ru) * | 2001-07-20 | 2003-06-20 | Буглаев Владимир Тихонович | Трубчатый теплообменник |
RU2486425C1 (ru) * | 2012-01-23 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Теплообменный аппарат |
RU2569990C1 (ru) * | 2014-12-09 | 2015-12-10 | Владислав Юрьевич Климов | Теплообменник |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2705167C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2699768C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2699905C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2705917C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2699902C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2705174C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2705152C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2699901C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2705168C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2699900C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2699906C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2718150C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2705158C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2719242C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2699909C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2724374C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2707446C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2710835C1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
RU2703791C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2719248C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2719260C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2719246C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2705150C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2719244C1 (ru) | Теплообменник | |
RU2705173C1 (ru) | Теплоообменник |