RU2705787C1 - Air cooling device - Google Patents

Air cooling device Download PDF

Info

Publication number
RU2705787C1
RU2705787C1 RU2019124174A RU2019124174A RU2705787C1 RU 2705787 C1 RU2705787 C1 RU 2705787C1 RU 2019124174 A RU2019124174 A RU 2019124174A RU 2019124174 A RU2019124174 A RU 2019124174A RU 2705787 C1 RU2705787 C1 RU 2705787C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impellers
pipes
pipe
air
bearings
Prior art date
Application number
RU2019124174A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Валерьевич Бальчугов
Борислав Олегович Кустов
Артем Викторович Бадеников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет"
Priority to RU2019124174A priority Critical patent/RU2705787C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705787C1 publication Critical patent/RU2705787C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D11/00Heat-exchange apparatus employing moving conduits
    • F28D11/02Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller
    • F28D11/04Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller performed by a tube or a bundle of tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • F28F13/125Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation by stirring

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

FIELD: heat exchange.
SUBSTANCE: invention relates to air cooling apparatus for conducting heat exchange processes between air and hot heat carrier using movable channels (rotating tubes) and can be used in gas, chemical and oil refining industry. Apparatus consists of a casing, a staggered bundle of tubes, spiral tapes, bladed impellers with outer rings, closed type bearings, a confuser and a diffuser for air inlet and outlet, tube grids, nozzles for hot heat carrier inlet and outlet. Spiral tape is rigidly installed in each pipe. On the surface of each pipe at equal distance between each other, bladed impellers with outer rings are installed, at that, impellers on each pipe are located with displacement relative to impellers on pipes of adjacent horizontal rows so that they do not touch each other during rotation; bearings are located in tube plates.
EFFECT: increased intensity of heat exchange processes; reduced costs of metal for making the apparatus; reduced power consumption.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам воздушного охлаждения для проведения теплообменных процессов между теплоносителем и воздухом с использованием подвижных каналов (вращающихся труб) и может быть использовано в газовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.The invention relates to air cooling apparatus for conducting heat exchange processes between a heat carrier and air using movable channels (rotating pipes) and can be used in the gas, chemical and oil refining industries.

В патенте РФ на изобретение №2266494 описан аппарат воздушного охлаждения, содержащий вентиляторы для подачи внешней охлаждающей среды, преимущественно воздуха, в корпус аппарата и, по крайней мере, две теплообменные секции с камерами входа и выхода охлаждаемого газа. Одноходовые оребренные теплообменные трубы, расположенные в секции рядами по ее высоте и образующие пучок, заделаны в трубные доски. Каждая камера входа и камера выхода имеют от двух до семи патрубков для присоединения к коллектору подвода или отвода газа, которые сообщены с газопроводом. Суммарная площадь поперечного сечения группы теплообменных труб пучка, сообщенных по потоку охлаждаемого газа преимущественно с ближайшим к ним подающим патрубком, в 1,2-1,7 раза превышает площадь поперечного сечения этого патрубка в зоне примыкания последнего к камере входа газа в теплообменную секцию аппарата.The RF patent for invention No. 2266494 describes an air-cooling apparatus comprising fans for supplying an external cooling medium, mainly air, to the apparatus body and at least two heat-exchange sections with chilled gas inlet and outlet chambers. Single-pass finned heat-exchange tubes located in sections in rows along its height and forming a bundle are embedded in tube boards. Each inlet chamber and outlet chamber have from two to seven nozzles for connection to the gas supply or exhaust manifold, which are in communication with the gas pipeline. The total cross-sectional area of the group of heat transfer tubes of the beam communicated by the flow of the cooled gas predominantly with the supply pipe closest to them is 1.2-1.7 times larger than the cross-sectional area of this pipe in the region where the gas is adjacent to the gas inlet chamber of the apparatus.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией теплообменника является наличие трубного пучка, наличие трубной решетки, а также охлаждение горячего теплоносителя воздухом.Common features with the proposed design of the heat exchanger are the presence of a tube bundle, the presence of a tube sheet, and also cooling of the hot heat carrier with air.

Недостатком данного изобретения является наличие вентилятора, предназначенного для подачи воздуха в аппарат, который потребляет большое количество электроэнергии, недостаточно высокая интенсивность теплообмена, а также высокая материалоемкость.The disadvantage of this invention is the presence of a fan designed to supply air to the apparatus, which consumes a large amount of electricity, insufficiently high heat transfer intensity, as well as high material consumption.

Аппарат воздушного охлаждения, описанный в патенте РФ на изобретение №2617668, снабжен горизонтально расположенными теплообменными секциями, трубными досками с отверстиями, камерами подвода и отвода теплоносителя, осевым вентилятором с электроприводом, диффузором. Отличительной особенностью конструкции является наличие в диффузоре трех дефлекторов двух типов: S-образного дефлектора для центра теплообменника и двух лопастных дефлекторов для периферийной части теплообменника.The air cooling apparatus described in the patent of the Russian Federation for invention No. 2617668 is equipped with horizontally arranged heat-exchange sections, tube boards with openings, inlet and outlet chambers of the heat carrier, an axial electric fan, a diffuser. A distinctive design feature is the presence of three deflectors of two types in the diffuser: an S-shaped deflector for the center of the heat exchanger and two blade deflectors for the peripheral part of the heat exchanger.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией аппарата воздушного охлаждения является наличие трубного пучка, диффузора, камер подвода и отвода теплоносителя, а также охлаждение теплоносителя при помощи воздуха.Common features with the proposed design of the air-cooling apparatus are the presence of a tube bundle, a diffuser, inlet and outlet chambers of the coolant, as well as cooling of the coolant with air.

Недостаток аналогичен предыдущему аналогу.The disadvantage is similar to the previous analogue.

В патенте РФ на изобретение №2518708 описан аппарат воздушного охлаждения, в котором охлаждаемый газ подается в теплообменные трубы теплообменной секции. Дополнительно охлажденный теплоноситель второго контура (топливный газ и т.п.) поступает во внутренние трубы, расположенные в полости теплообменных труб. За счет теплообмена охлаждаемого газа с теплоносителем второго контура происходит дополнительное охлаждение газа после компрессорной станции и нагрев теплоносителя второго контура. Технический результат - повышение тепловой эффективности за счет снижения энергопотребления.The RF patent for invention No. 2518708 describes an air-cooling apparatus in which the gas to be cooled is supplied to the heat exchange tubes of the heat exchange section. Additionally, the cooled coolant of the second circuit (fuel gas, etc.) enters the internal pipes located in the cavity of the heat exchange pipes. Due to the heat exchange of the gas to be cooled with the coolant of the second circuit, additional cooling of the gas after the compressor station and the heating of the coolant of the second circuit occur. The technical result is an increase in thermal efficiency by reducing energy consumption.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией аппарата воздушного охлаждения является наличие трубного пучка, камер подвода и отвода теплоносителя, а также охлаждение теплоносителя при помощи воздуха.Common features with the proposed design of the air-cooling apparatus are the presence of a tube bundle, inlet and outlet chambers of the coolant, as well as cooling of the coolant with air.

Недостаток аналогичен предыдущему аналогу.The disadvantage is similar to the previous analogue.

Наиболее близким по конструкции (прототип) является теплообменник, описанный в патенте РФ №2645861 «Теплообменник типа «труба в трубе» с вращающейся трубой», который состоит из двух концентрических труб: внутренней трубы и внешней трубы, радиальной турбины, осевой турбины, турбулизатора в виде спиральной ленты, двух подшипников, уплотнений и патрубков для входа и выхода высокоскоростного теплоносителя. Радиальная турбина устанавливается на внутренней трубе и крепится на ней с натягом. Радиальная турбина располагается напротив патрубка для входа высокоскоростного теплоносителя. Во внутреннюю трубу устанавливается с натягом осевая турбина.The closest in design (prototype) is the heat exchanger described in RF patent No. 2645861 "Tube-in-pipe heat exchanger with a rotating pipe", which consists of two concentric pipes: an inner pipe and an outer pipe, a radial turbine, an axial turbine, a turbulator in in the form of a spiral tape, two bearings, seals and nozzles for the inlet and outlet of a high-speed coolant. A radial turbine is mounted on the inner pipe and mounted on it with an interference fit. A radial turbine is located opposite the nozzle for the entrance of a high-speed coolant. An axial turbine is tightened into the inner pipe.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией теплообменника являются наличие труб, спиральной ленты, подшипников, уплотнений и способность труб совершать вращательное движение.Common features with the proposed design of the heat exchanger are the presence of pipes, spiral tape, bearings, seals and the ability of the pipes to rotate.

Недостатком данного изобретения является низкая интенсивность теплообмена.The disadvantage of this invention is the low heat transfer rate.

Задачей изобретения является создание нового высокоэффективного аппарата воздушного охлаждения для проведения теплообменных процессов между горячим теплоносителем и воздухом.The objective of the invention is the creation of a new highly efficient air cooling apparatus for conducting heat transfer processes between the hot heat carrier and air.

Технический результат изобретения заключается в:The technical result of the invention is:

- увеличении интенсивности процессов теплообмена;- increasing the intensity of heat transfer processes;

- снижении материалоемкости;- reducing material consumption;

- снижении затрат электроэнергии.- reducing energy costs.

Устранение указанных недостатков и достижение заявляемого технического результата от реализации нового аппарата воздушного охлаждения, достигается за счет того, что внутри кожуха установлен на подшипниках шахматный пучок труб, к внутренней стенке каждой трубы жестко крепится спиральная лента, которая обеспечивает завихрение горячего теплоносителя и вращение каждой трубы за счет энергии горячего теплоносителя, а перемещение воздуха по межтрубному пространству и перемешивание воздуха обеспечивается с помощью лопастных крыльчаток с внешними кольцами, жестко закрепленных на внешней стенке каждой вращающейся трубы на одинаковом расстоянии между собой, при этом лопастные крыльчатки на каждой трубе располагаются со смещением по отношению к крыльчаткам на трубах соседних горизонтальных рядов, при этом горячий теплоноситель приводит спиральную ленту, расположенную в каждой трубе, вместе с трубой, во вращение, при этом вместе с трубой вращаются лопастные крыльчатки с внешними кольцами, что позволяет транспортировать воздух через межтрубное пространство аппарата, повысить турбулентность горячего теплоносителя и воздуха и интенсивность теплопередачи между потоком горячего теплоносителя и потоком воздуха, отказаться от использования вентилятора и снизить затраты электроэнергии, повысить частоту вращения труб, и, как следствие, снизить требуемый объем аппарата, а также снизить материалоемкость аппарата.The elimination of these drawbacks and the achievement of the claimed technical result from the implementation of a new air-cooling apparatus is achieved due to the fact that a chess tube bundle is mounted on bearings inside the casing, a spiral tape is rigidly attached to the inner wall of each pipe, which ensures the swirl of the hot coolant and rotation of each pipe for the energy of the hot coolant, and the movement of air through the annulus and mixing of the air is provided using paddle impellers with outer rings rigidly fixed to the outer wall of each rotating pipe at the same distance between each other, while the impellers on each pipe are offset with respect to the impellers on the pipes of adjacent horizontal rows, while the hot heat carrier leads to a spiral tape located in each pipe, together with the pipe, in rotation, while the bladed impellers with the outer rings rotate together with the pipe, which allows air to be transported through the annulus of the apparatus, increasing there is turbulence of the hot heat carrier and air and the intensity of heat transfer between the hot heat carrier flow and the air stream, refuse to use a fan and reduce energy costs, increase the frequency of rotation of pipes, and, as a result, reduce the required volume of the apparatus, as well as reduce the material consumption of the apparatus.

Общими признаками с прототипом являются наличие кожуха, труб, патрубков для входа и выхода горячего теплоносителя, турбулизатора в виде спиральной ленты, лопастных элементов на трубах, подшипников.Common signs with the prototype are the presence of a casing, pipes, nozzles for entering and exiting the hot coolant, a turbulizer in the form of a spiral tape, blade elements on the pipes, bearings.

Отличительной особенностью заявляемого изобретения является расположение спиральной ленты внутри вращающихся внутренних труб, образующих шахматный пучок, размещенный в кожухе, и наличие лопастных крыльчаток с внешними кольцами, жестко закрепленных на внешней стенке каждой вращающейся трубы на одинаковом расстоянии между собой, при этом лопастные крыльчатки на каждой трубе располагаются со смещением по отношению к крыльчаткам на трубах соседних горизонтальных рядов, а также жесткое соединение с кожухом конфузора и диффузора, подшипники, располагающиеся в трубных решетках. При этом поступающий в трубы поток горячего теплоносителя вращает спиральную ленту в каждой трубе и каждую трубу, при этом вместе с трубами вращаются лопастные крыльчатки с внешними кольцами, при этом лопастные крыльчатки с внешними кольцами перемещают воздух в межтрубном пространстве аппарата. Спиральные ленты в трубах и лопастные крыльчатки с внешними кольцами играют также роль оребрения и способствуют увеличению площади теплообмена и интенсивности теплопередачи. Спиральные ленты играют также роль завихрителей потока горячего теплоносителя, при прохождении через которые горячий теплоноситель приобретает вращательное направление движения. Лопастные крыльчатки с внешними кольцами играют также роль завихрителя потока воздуха. Вращение труб вызывает образование турбулентности как в горячем теплоносителе, проходящем по трубам, так и в воздухе, проходящем в межтрубном пространстве, что приводит к интенсификации переноса теплоты через стенку трубы от горячего теплоносителя к воздуху. Подшипники закрытого типа располагаются на трубах в отверстиях трубных решеток. Герметичность места соединения вращающихся труб с трубной решеткой обеспечивается подшипниками закрытого типа. Таким образом, кинетическая энергия горячего теплоносителя используется для вращения спиральных лент, а также труб с прикрепленными к ним снаружи лопастными крыльчатками с внешними кольцами, турбулизации потоков в трубах и в межтрубном пространстве, что позволяет увеличить интенсивность процессов теплообмена, снизить затраты металла на изготовление аппарата, при этом снижаются затраты электроэнергии за счет отказа от использования вентилятора.A distinctive feature of the claimed invention is the location of the spiral tape inside the rotating inner tubes forming a chessboard placed in the casing, and the presence of vane impellers with outer rings rigidly fixed to the outer wall of each rotating tube at the same distance from each other, while the vane impellers on each tube arranged with offset relative to the impellers on the pipes of adjacent horizontal rows, as well as a rigid connection with the casing of the confuser and diffuser, bearing iki, located in the tube sheets. In this case, the flow of hot coolant entering the pipes rotates the spiral tape in each pipe and each pipe, while the bladed impellers with the outer rings rotate together with the pipes, while the bladed impellers with the outer rings move the air in the annulus of the apparatus. Spiral tapes in pipes and vane impellers with outer rings also play the role of fins and increase the area of heat transfer and the intensity of heat transfer. Spiral tapes also play the role of swirls of the flow of hot coolant, when passing through which the hot coolant acquires a rotational direction of motion. Bladed impellers with outer rings also play the role of a swirl of air flow. The rotation of the pipes causes the formation of turbulence both in the hot heat carrier passing through the pipes and in the air passing in the annulus, which leads to the intensification of heat transfer through the pipe wall from the hot heat carrier to the air. Closed bearings are located on the pipes in the holes of the tube sheets. The tightness of the junction of the rotating pipes with the tube sheet is ensured by closed bearings. Thus, the kinetic energy of the hot coolant is used to rotate spiral tapes, as well as pipes with impellers with outer rings attached to them from the outside, to turbulize flows in pipes and in the annulus, which allows to increase the intensity of heat transfer processes and reduce the cost of metal for the manufacture of the apparatus, at the same time, energy costs are reduced due to the rejection of the use of a fan.

Сущность предлагаемого аппарата воздушного охлаждения поясняется чертежами (фиг. 1-3). Перечень фигур:The essence of the proposed apparatus of air cooling is illustrated by drawings (Fig. 1-3). List of figures:

Фиг. 1. Общий вид аппарата воздушного охлаждения.FIG. 1. General view of the air cooling apparatus.

Фиг. 2. Общий вид лопастной крыльчатки с внешним кольцом.FIG. 2. General view of the impeller with the outer ring.

Фиг. 3. Поперечное сечение А-А пучка труб.FIG. 3. Cross section AA pipe bundle.

Фиг. 4. Общий вид спиральной ленты.FIG. 4. General view of the spiral tape.

На фиг. 1 приведен общий вид заявляемого аппарата воздушного охлаждения. На фиг. 2 приведен общий вид лопастной крыльчатки с внешним кольцом. На фиг. 3 приведено поперечное сечение А-А пучка труб. На фиг. 4 приведен общий вид спиральной ленты.In FIG. 1 shows a General view of the inventive apparatus of air cooling. In FIG. Figure 2 shows a general view of a blade impeller with an outer ring. In FIG. 3 shows a cross section AA of a tube bundle. In FIG. 4 shows a General view of a spiral tape.

Заявляемый аппарат воздушного охлаждения (фиг. 1-4) состоит из кожуха (1) (фиг. 1), теплообменных труб (2), размещенных внутри кожуха (1) в виде шахматного пучка (фиг. 3), спиральной ленты (3) (фиг. 4), лопастных крыльчаток с внешним кольцом (4) (фиг. 2), подшипников закрытого типа (5), конфузора для входа воздуха (6), диффузора для выхода воздуха (7), трубной решетки (8), патрубка для входа горячего теплоносителя (9), патрубка для выхода горячего теплоносителя (10). Спиральная лента (3) устанавливается во внутреннюю трубу (2) и жестко крепится внутри нее. Лопастные крыльчатки с внешними кольцами (4) жестко насаживаются на трубы (2) с одинаковым расстоянием между собой, при этом крыльчатки на каждой трубе располагаются со смещением по отношению к крыльчаткам на трубах соседних горизонтальных рядов так, чтобы лопастные крыльчатки на соседних горизонтальных рядах при вращении не касались друг друга. Внешнее кольцо на лопастной крыльчатке (4) придает потоку воздуха направление вдоль оси трубы (2). Внутренние трубы (2) лежат на подшипниках закрытого типа (5). Подшипники закрытого типа (5) располагаются в трубных решетках (8). Герметичность места соединения вращающихся внутренних труб (2) с неподвижной трубной решеткой (8) обеспечивается подшипниками закрытого типа (5) (фиг.1).The inventive air-cooling apparatus (Fig. 1-4) consists of a casing (1) (Fig. 1), heat transfer tubes (2) placed inside the casing (1) in the form of a chess bundle (Fig. 3), a spiral tape (3) (Fig. 4), impellers with an outer ring (4) (Fig. 2), sealed bearings (5), a confuser for air inlet (6), a diffuser for air outlet (7), a tube sheet (8), a pipe for entering the hot fluid (9), a nozzle for the exit of the hot fluid (10). The spiral tape (3) is installed in the inner pipe (2) and is rigidly fixed inside it. The impellers with outer rings (4) are rigidly mounted on the pipes (2) with the same distance between each other, while the impellers on each pipe are offset with respect to the impellers on the pipes of adjacent horizontal rows so that the impellers on adjacent horizontal rows rotate did not touch each other. The outer ring on the impeller (4) gives the air flow direction along the axis of the pipe (2). The inner tubes (2) lie on the sealed bearings (5). Closed bearings (5) are located in tube sheets (8). The tightness of the junction of the rotating inner pipes (2) with the fixed tube sheet (8) is ensured by closed-type bearings (5) (Fig. 1).

Предлагаемый аппарат воздушного охлаждения, предназначенный для охлаждения горячего теплоносителя воздухом, работает следующим образом. Горячий теплоноситель через неподвижный входной патрубок (9) поступает через трубную решетку (8) в трубы (2), содержащие спиральные ленты (3). Поток горячего теплоносителя взаимодействует с каждой спиральной лентой (3), приводит ее во вращение вместе с трубой (2), установленной на подшипниках закрытого типа (5) (фиг.1). Каждая внутренняя труба (2) и спиральная лента (3), жестко прикрепленная к ней, вращаются как одно целое, с одинаковой частотой и направлением вращения. Спиральная лента (3), прикрепленная жестко к стенкам трубы (2), турбулизирует поток горячего теплоносителя, что приводит к увеличению интенсивности теплопередачи.The proposed apparatus of air cooling, designed to cool the hot heat carrier air, works as follows. Hot coolant through a stationary inlet pipe (9) enters through a tube sheet (8) into pipes (2) containing spiral tapes (3). The flow of hot fluid interacts with each spiral tape (3), brings it into rotation together with a pipe (2) mounted on closed-type bearings (5) (Fig. 1). Each inner tube (2) and spiral tape (3), rigidly attached to it, rotate as a unit, with the same frequency and direction of rotation. The spiral tape (3), attached rigidly to the walls of the pipe (2), turbulizes the flow of hot coolant, which leads to an increase in the intensity of heat transfer.

Вместе с трубой (2) вращаются лопастные крыльчатки с внешними кольцами (4) (фиг.2), насаженные жестко на трубу (2). Они перемещают воздух в межтрубном пространстве вдоль труб. Внешнее кольцо на лопастной крыльчатке (4) придает потоку воздуха направление вдоль оси трубы (2). При этом лопастные крыльчатки (4) перемешивают воздух в межтрубном пространстве. Лопастные крыльчатки с внешними кольцами (4) играют также роль оребрения, что увеличивает площадь теплообмена. Кинетическая энергия горячего теплоносителя используется для вращения спиральной ленты (3) и трубы (2) с лопастными крыльчатками с внешними кольцами (4), турбулизации потоков теплоносителей, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи. Теплопередача между горячим теплоносителем и воздухом происходит через стенку внутренней трубы (2). Горячий теплоноситель выходит из трубного пространства через неподвижный выходной патрубок (10). Воздух поступает в межтрубное пространство через неподвижный конфузор (6), проходит по межтрубному пространству и выходит через неподвижный диффузор (7). Подшипники закрытого типа (5) служат опорами для труб (2) и предназначены также для герметизации мест соединения труб (2) и неподвижных трубных решеток (8). Таким образом, кинетическая энергия горячего теплоносителя используется для вращения труб (2) с лопастными крыльчатками с кольцами (4) при помощи спиральных лент (3), для турбулизации потоков в межтрубном пространстве и в трубах (2), что позволяет интенсифицировать теплопередачу, снизить материалоемкость аппарата и отказаться от использования вентилятора и электроэнергии для подачи воздуха.Together with the pipe (2), the impellers rotate with the outer rings (4) (Fig. 2), mounted rigidly on the pipe (2). They move air in the annulus along the pipes. The outer ring on the impeller (4) gives the air flow direction along the axis of the pipe (2). In this case, the impellers (4) mix the air in the annulus. Bladed impellers with outer rings (4) also play the role of fins, which increases the heat transfer area. The kinetic energy of the hot coolant is used to rotate the spiral tape (3) and the pipe (2) with bladed impellers with outer rings (4), to turbulize the coolant flows, which makes it possible to intensify the heat transfer process. Heat transfer between the hot heat carrier and air occurs through the wall of the inner pipe (2). Hot coolant exits the pipe space through a stationary outlet pipe (10). Air enters the annulus through the stationary confuser (6), passes through the annulus and exits through the stationary diffuser (7). Closed-type bearings (5) serve as supports for pipes (2) and are also intended for sealing the joints of pipes (2) and fixed tube sheets (8). Thus, the kinetic energy of the hot fluid is used to rotate pipes (2) with impellers with rings (4) using spiral ribbons (3), to turbulize flows in the annulus and in the pipes (2), which makes it possible to intensify heat transfer and reduce material consumption apparatus and refuse to use a fan and electricity to supply air.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент РФ на изобретение №2266494. Аппарат воздушного охлаждения газа. Овчар В.Г., Даниленко В.Г., Белоусов В.П., Берестов В.А., Терехов В.М., Шляхов СБ. Опубл.: 20.12.2005.1. RF patent for the invention No. 2266494. Gas air cooler. Ovchar V.G., Danilenko V.G., Belousov V.P., Berestov V.A., Terekhov V.M., Shlyakhov SB. Published: 12/20/2005.

2. Патент РФ на изобретение №2617668. Аппарат воздушного охлаждения газа. Зарипов Ю.М., Наумов A.M., Шишкин Е.С., Черный А.П. Опубл. 27.04.2017.2. RF patent for the invention No. 2617668. Gas air cooler. Zaripov Yu.M., Naumov A.M., Shishkin E.S., Cherny A.P. Publ. 04/27/2017.

3. Патент РФ на изобретение №2518708. Аппарат воздушного охлаждения газа. Корнеев СИ., Шурухин И.Н., Шабанов К.Ю., Позднякова М.Н. Опубл. 10.06.2014.3. RF patent for the invention No. 2518708. Gas air cooler. Korneev SI., Shurukhin I.N., Shabanov K.Yu., Pozdnyakova M.N. Publ. 06/10/2014.

4. Патент РФ на изобретение №2645861. Теплообменник типа «труба в трубе» с вращающейся трубой. Бальчугов А.В., Кустов Б.О., Бадеников А.В., Кузнецов К.А., Кузора И.Е. Приоритет изобретения от 26 апреля 2017 г.4. RF patent for the invention No. 2645861. Pipe-in-pipe heat exchanger with a rotating pipe. Balchugov A.V., Kustov B.O., Badenikov A.V., Kuznetsov K.A., Kuzora I.E. Priority of the invention of April 26, 2017

Claims (1)

Аппарат воздушного охлаждения, состоящий из кожуха с входом и выходом для воздуха, труб с патрубками для входа и выхода горячего теплоносителя, с турбулизатором в виде спиральной ленты, лопастными элементами с внешней стороны труб, подшипников, отличающийся тем, что внутри кожуха установлен на подшипниках шахматный пучок труб, внутри которых жестко устанавливаются спиральные ленты, а на внешнюю поверхность труб жестко насаживаются на одинаковом расстоянии между собой лопастные крыльчатки с внешними кольцами, при этом крыльчатки на каждой трубе располагаются со смещением по отношению к крыльчаткам на трубах соседних горизонтальных рядов так, чтобы они при вращении не касались друг друга, а подшипники, на которых лежат трубы, располагаются в трубных решетках.Air cooling apparatus, consisting of a casing with air inlet and outlet, pipes with nozzles for entering and exiting a hot coolant, with a turbulator in the form of a spiral tape, lobed elements on the outside of the pipes, bearings, characterized in that the casing is mounted on the bearings inside the casing a bunch of pipes, inside which spiral tapes are rigidly mounted, and on the outer surface of the pipes, the impellers with the outer rings are rigidly mounted at the same distance between themselves, while the impellers are each of the pipe are displaced relative to the impellers on the pipes of adjacent horizontal rows so that they do not touch each other during rotation, and the bearings on which the pipes lie lie in the tube sheets.
RU2019124174A 2019-07-24 2019-07-24 Air cooling device RU2705787C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124174A RU2705787C1 (en) 2019-07-24 2019-07-24 Air cooling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124174A RU2705787C1 (en) 2019-07-24 2019-07-24 Air cooling device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705787C1 true RU2705787C1 (en) 2019-11-11

Family

ID=68579518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124174A RU2705787C1 (en) 2019-07-24 2019-07-24 Air cooling device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705787C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740326C1 (en) * 2020-08-03 2021-01-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" Air cooling unit with angled finning
RU2773782C1 (en) * 2021-06-02 2022-06-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" Air cooling apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1250828A1 (en) * 1985-03-15 1986-08-15 Предприятие П/Я М-5478 Heat-exchange pipe
JPS61280389A (en) * 1985-06-03 1986-12-10 Kobe Steel Ltd Rotary spiral heat exchanger
SU1467353A1 (en) * 1987-07-27 1989-03-23 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Heat-exchanging element
CN106540764A (en) * 2016-10-17 2017-03-29 平湖迈柯罗新材料有限公司 A kind of condenser pipe for viscoelastic fluid
RU2645861C1 (en) * 2017-04-26 2018-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" Pipe in pipe type heat exchanger with rotating tube

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1250828A1 (en) * 1985-03-15 1986-08-15 Предприятие П/Я М-5478 Heat-exchange pipe
JPS61280389A (en) * 1985-06-03 1986-12-10 Kobe Steel Ltd Rotary spiral heat exchanger
SU1467353A1 (en) * 1987-07-27 1989-03-23 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Heat-exchanging element
CN106540764A (en) * 2016-10-17 2017-03-29 平湖迈柯罗新材料有限公司 A kind of condenser pipe for viscoelastic fluid
RU2645861C1 (en) * 2017-04-26 2018-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" Pipe in pipe type heat exchanger with rotating tube

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740326C1 (en) * 2020-08-03 2021-01-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ангарский государственный технический университет" Air cooling unit with angled finning
RU2773782C1 (en) * 2021-06-02 2022-06-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" Air cooling apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11149644B2 (en) Heat exchange module for a turbine engine
EP3074618B1 (en) Assembly for a turbine engine
CN101532791A (en) Heat exchanger particularly for thermal generators
RU2705787C1 (en) Air cooling device
RU2712706C1 (en) "pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating heat exchange surface
CN211424447U (en) Forced self-smoke-discharging compact preheater
JP2002350092A (en) Heat exchanger and gas turbine apparatus provided therewith
CN2546826Y (en) Paddle type powder heat exchanger vane
EP3460190A1 (en) Heat transfer enhancement structures on in-line ribs of an aerofoil cavity of a gas turbine
CN111350549B (en) Cooling structure suitable for be rich in and fire working medium turbine high temperature quiet leaf
RU2740326C1 (en) Air cooling unit with angled finning
US5946902A (en) Gas turbine engine with tilted burners
CN207439679U (en) A kind of combustor test equipment and its measurement pipeline section
US3252506A (en) Rotary heat exchanger
RU2617668C1 (en) Gas air cooler
RU2716341C1 (en) Method for increasing aerothermodynamic efficiency of air cooling device and device for its implementation
CN211502841U (en) Heat circulating device of denitration reaction furnace
RU2714133C1 (en) Cylindrical recuperative heat exchanger of coaxial type
RU225372U1 (en) RECOVERY RECOVERY FOR GAS TURBINE ENGINE
RU2705711C1 (en) "pipe-in-pipe" heat exchanger with rotating spiral tape
US3252505A (en) Rotary heat exchanger
RU202881U1 (en) Cooling device for the frame of a rotary disk heat exchanger of a power plant
RU2766504C1 (en) Vortex heat exchanger
RU191390U1 (en) INTENSIFIED HEAT EXCHANGE PIPE OF THE GAS-AIR AIR HEAT EXCHANGER
US4938281A (en) Heat exchanger with mechanical turbulator