RU2719248C1 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2719248C1
RU2719248C1 RU2018143085A RU2018143085A RU2719248C1 RU 2719248 C1 RU2719248 C1 RU 2719248C1 RU 2018143085 A RU2018143085 A RU 2018143085A RU 2018143085 A RU2018143085 A RU 2018143085A RU 2719248 C1 RU2719248 C1 RU 2719248C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavities
inlet
heat exchange
heat exchanger
exchange elements
Prior art date
Application number
RU2018143085A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Черниченко
Original Assignee
Владимир Викторович Черниченко
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 Владимир Викторович Черниченко filed Critical Владимир Викторович Черниченко
Priority to RU2018143085A priority Critical patent/RU2719248C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2719248C1 publication Critical patent/RU2719248C1/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
    • 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

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 equipment.
SUBSTANCE: invention can be used to create heat exchangers. Heat exchanger comprising a housing with inlet and outlet branch pipes for inlet and outlet of hot and cold flows, heat exchange elements made in the form of shells, forming annular cavities, is characterized by that end faces of shell rings are installed end-to-end connected to each other and to housing and form in-series arranged end annular cavities, wherein axial size of cavities decreases to inlet part of heat exchange elements, wherein in said bottoms there are insulated channels connecting said end cavities through one to each other, wherein said annular cavities of heat exchange elements are connected to cavities of inlet and outlet branch pipes of cold and hot flows through said end cavities formed by bottoms.
EFFECT: technical result is improvement of technical characteristics and expansion of functional capabilities of heat exchanger.
1 cl, 3 dwg

Description

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

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).Known heat exchanger containing 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 to each other and the housing using 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 (RF patent No. 2569990, Application No.: 2014149786/06 dated 12/09/2014, IPC: F28D 7/10 - prototy P).

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.The proposed heat exchanger operates as follows. 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 and the inner wall of the housing. The working fluid through the inlet pipe enters the inlet manifold and then into the annular gap located between the outer wall and the inner wall of the housing. In the annular gap, the working fluid is divided into two streams. The first flow of the working fluid passes in an annular gap between the outer wall and the inner wall of the housing, heats up and is diverted to the outlet manifold. The second flow of the working fluid flows through the pylons into the annular gaps located between the walls of the heat exchange elements. Passing through the annular gaps, the working fluid is heated, after which the flow through the pylons enters the outlet manifold. In the discharge manifold, two flows of the working fluid are mixed together. The working fluid exits the outlet manifold through the outlet pipe.

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.The main disadvantages are the complexity of the design, significant overall dimensions due to significant structural gaps between the ring heat exchange elements, uneven heating of the shells caused by the sequence of passage of the coolant from the peripheral shell to the central one, which ultimately reduces the efficiency of 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 в предложенном теплообменнике, содержащем корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков, теплообменные элементы, выполненные в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, образующими кольцевые полости, причем кольцевые полости горячего и холодного потоков равномерно чередуются между собой, согласно изобретению, на торцах обечаек установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем осевой размер полостей монотонно уменьшается от входного патрубка к входной части теплообменных элементов, при этом в указанных днищах выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой, а указанные кольцевые полости теплообменных элементов соединены с полостями входного и выходного патрубков холодного и горячего потоков через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed heat exchanger containing a housing with inlet and outlet nozzles for input and output of hot and cold flows, heat exchange elements made in the form of several coaxially mounted shells located relative to each other with annular gaps forming annular cavities moreover, the annular cavity of hot and cold flows uniformly alternate between themselves, according to the invention, at the ends of the shells are installed end profiled bottoms, fastened interconnected and with the housing, and forming successively located end annular cavities, the axial dimension of the cavities being monotonously decreasing from the inlet pipe to the inlet part of the heat exchange elements, the insulated channels connecting the said end cavities through one to another are made in said bottoms the annular cavities of the heat exchange elements are connected to the cavities of the inlet and outlet nozzles of the cold and hot flows through the said end cavities formed by the profiling GOVERNMENTAL bottoms.

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.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a heat exchanger, a longitudinal section, in FIG. 2 - enlarged scale inlet of the heat exchanger; FIG. 3 - the output of the heat exchanger on an enlarged scale.

Теплообменник содержит корпус 1 с входными 2,3 и выходными 4,5 патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков соответственно. Теплообменные элементы 6 выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 7, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами 8, образующими кольцевые полости 9 и 10 горячего и холодного потоков соответственно. Кольцевые полости горячего 9 и холодного 10 потоков равномерно чередуются между собой. На торцах обечаек 7 установлены торцевые профилированные днища 11, скрепленные между собой и с корпусом 1, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости 12 и 13, причем осевой размер полостей монотонно уменьшается от входного патрубка к входной части теплообменных элементов. В указанных днищах 11 выполнены изолированные каналы 14 и 15, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой. Кольцевые полости 9 и 10 теплообменных элементов соединены с полостями входных 1,3 и выходных 4,5 патрубков горячего и холодного потоков соответственно через упомянутые торцевые полости 12 и 13, образованные профилированными днищами 11.The heat exchanger comprises a housing 1 with input 2,3 and output 4,5 nozzles for input and output of hot and cold flows, respectively. The heat exchange elements 6 are made in the form of several coaxially mounted shells 7 located relative to each other with annular gaps 8 forming annular cavities 9 and 10 of hot and cold flows, respectively. The annular cavity of the hot 9 and cold 10 flows evenly alternate with each other. At the ends of the shells 7 installed end profiled bottoms 11, fastened together and with the housing 1, and forming successively arranged end annular cavities 12 and 13, and the axial size of the cavities monotonously decreases from the inlet to the inlet of the heat exchange elements. In said bottoms 11, isolated channels 14 and 15 are made, connecting the said end cavities through one to another. The annular cavities 9 and 10 of the heat-exchange elements are connected to the cavities of the inlet 1.3 and outlet 4.5 nozzles of the hot and cold flows, respectively, through the said end cavities 12 and 13 formed by profiled bottoms 11.

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

Горячий поток подается внутрь корпуса 1 теплообменника через патрубок ввода 2 горячего потока и через торцевые полости 12 и каналы 14 поступает в кольцевые полости 9 горячего компонента. Горячий поток проходит через кольцевые полости 9 и отдает тепло стенкам теплообменных элементов 6, выполненным в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 7. На выходе из теплообменника, горячий поток собирается в аналогичных торцевых полостях 12 и через аналогичные каналы 14 поступает в выходной патрубок 4 вывода горячего потока.The hot stream is fed into the housing 1 of the heat exchanger through the inlet 2 of the hot stream and through the end cavities 12 and channels 14 enters the annular cavity 9 of the hot component. The hot stream passes through the annular cavity 9 and gives off heat to the walls of the heat exchanger elements 6, made in the form of several coaxially mounted shells 7. At the outlet of the heat exchanger, the hot stream is collected in similar end cavities 12 and through the similar channels 14 enters the outlet pipe 4 of the output of the hot stream .

Холодный поток подается внутрь корпуса 1 теплообменника через патрубок ввода 3 холодного потока и через торцевые полости 13 и каналы 15 поступает в кольцевые полости 10 холодного компонента. Холодный поток проходит через кольцевые полости 10 и, за счет теплопередачи, снимает тепло со стенок теплообменных элементов 6, выполненных в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 7. На выходе из теплообменника, горячий поток собирается в аналогичных торцевых полостях 13 и через аналогичные каналы 15 поступает в выходной патрубок 5 вывода горячего потока.The cold stream is fed into the housing 1 of the heat exchanger through the inlet pipe 3 of the cold stream and through the end cavities 13 and channels 15 enters the annular cavity 10 of the cold component. The cold stream passes through the annular cavities 10 and, due to heat transfer, removes heat from the walls of the heat exchanger elements 6, made in the form of several coaxially mounted shells 7. At the outlet of the heat exchanger, the hot stream is collected in similar end cavities 13 and through similar channels 15 enters output pipe 5 output hot flow.

Выполнение полостей с монотонно убывающим осевым размером от входного патрубка к входной части теплообменных элементов при уменьшении расхода потоков, позволяет сохранить скорости течения и оптимизировать массово-габаритные характеристики теплобменника.The execution of cavities with a monotonously decreasing axial size from the inlet to the inlet of the heat exchange elements while reducing the flow rate, allows you to save the flow velocity and optimize the mass-dimensional characteristics of the heat exchanger.

Использование предложенного технического решения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности теплообменника.Using the proposed technical solution will improve the technical characteristics and expand the functionality of the heat exchanger.

Claims (1)

Теплообменник, содержащий корпус с входными и выходными патрубками ввода и вывода горячего и холодного потоков, теплообменные элементы, выполненные в виде обечаек, образующих кольцевые полости, отличающийся тем, что на торцах обечаек установлены торцевые днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем осевой размер полостей уменьшается к входной части теплообменных элементов, при этом в указанных днищах выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости через одну между собой, при этом указанные кольцевые полости теплообменных элементов соединены с полостями входного и выходного патрубков холодного и горячего потоков через упомянутые торцевые полости, образованные днищами.A heat exchanger comprising a housing with inlet and outlet nozzles for inputting and outputting hot and cold flows, heat exchange elements made in the form of shells forming annular cavities, characterized in that end faces are installed at the ends of the shells, fastened to each other and to the body and forming successively arranged end annular cavities, moreover, the axial dimension of the cavities decreases to the input part of the heat exchange elements, while in said bottoms insulated channels are made connecting these the end cavities through one between each other, wherein said annular cavities of the heat exchange elements are connected to the cavities of the inlet and outlet nozzles of cold and hot flows through the said end cavities formed by the bottoms.
RU2018143085A 2018-12-06 2018-12-06 Heat exchanger RU2719248C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143085A RU2719248C1 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143085A RU2719248C1 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2719248C1 true RU2719248C1 (en) 2020-04-17

Family

ID=70277766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143085A RU2719248C1 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2719248C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA52799C2 (en) * 2000-06-20 2003-01-15 Євген Олександрович Коломицев Heat exchange element
RU2206850C2 (en) * 2001-07-20 2003-06-20 Буглаев Владимир Тихонович Tube heat exchanger
RU2486425C1 (en) * 2012-01-23 2013-06-27 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Heat exchange unit
RU2569990C1 (en) * 2014-12-09 2015-12-10 Владислав Юрьевич Климов Heat exchanger

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA52799C2 (en) * 2000-06-20 2003-01-15 Євген Олександрович Коломицев Heat exchange element
RU2206850C2 (en) * 2001-07-20 2003-06-20 Буглаев Владимир Тихонович Tube heat exchanger
RU2486425C1 (en) * 2012-01-23 2013-06-27 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Heat exchange unit
RU2569990C1 (en) * 2014-12-09 2015-12-10 Владислав Юрьевич Климов Heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2569990C1 (en) Heat exchanger
RU2703791C1 (en) Heat exchanger
RU2719248C1 (en) Heat exchanger
RU2699768C1 (en) Heat exchanger
RU2719246C1 (en) Heat exchanger
RU2719262C1 (en) Heat exchanger
RU2720531C1 (en) Heat exchanger
RU2719244C1 (en) Heat exchanger
RU2705173C1 (en) Heat exchanger
RU2719260C1 (en) Heat exchanger
RU2705150C1 (en) Heat exchanger
RU2718864C1 (en) Heat exchanger
RU2705149C1 (en) Heat exchanger
RU2699903C1 (en) Heat exchanger
RU2715810C1 (en) Heat exchanger
RU2705167C1 (en) Heat exchanger
RU2719251C1 (en) Heat exchanger
RU2715809C1 (en) Heat exchanger
RU2720817C1 (en) Heat exchanger
RU2724372C1 (en) Heat exchanger
RU2705164C1 (en) Heat exchanger
RU2703793C1 (en) Heat exchanger
RU2699902C1 (en) Heat exchanger
RU2718150C1 (en) Heat exchanger
RU2705168C1 (en) Heat exchanger