Матричный теплообменник

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в криогенной технике. Цель изобретения - повышение интенсификации теплообмена путем отвода конденсатора с -рабочих поверхностей пластин теплообменника и снижения таким образом термического сопротивления коно S U)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3934200/24-06 (22) 22.07.85 (46) 30.11.86. Бюл. !! - 44 (71) Одесский технологический инсти— тут холодильной IIpoMbIDUlpHHocTH (72) И.В.Завиша (53) 621.565.94(088.8) (56) Акцептованная заявка Японии

У 47-46941, кл. 69 С !, опубл. !972.

„З0„„1273722 А (59 4 Р 28 Ь 9/00 F 28 F 3/00 (54) МАТРИЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в криогенной технике. Цель изобретения — повышение интенсификации теплообмена путем отвода конденса— тора с -рабочих поверхностей пластин теплообменника и снижения таким образом термического сопротивления кон12737 денсата. Радиальные пазы 2 круглых перфорированных пластин (ПП) сообщены с кольцевым периферийным пазом (КПП) 3 и выполнены расширяющимися в направлении к нему. КПП 3 открыт со стороны кромок ПП 1. Пакет

ПП 1 выполнен в виде перевернутого усеченного конуса с углом раскрытия, превышающим угол раскрытия кожуха

9, в котором он закреплен с кольцевым зазором. ПП 1 в зоне КПП 3 могут иметь перфорацию с увеличением ее . проходного сечения от пластины к пластине в направлении к меньшему основанию. В результате теплообмена между паром, проходящим по каналу

22

7, и охлаждающей средой, движущейся по коллектору 14, пар конденсирует,— ся на поверхности ПП 1, а конденсат стекает в пазы 2 и через КПП 3 по стенке кожуха 9. По мере уменьшения количества пара при движении его вниз уменьшается поверхность ПП 1, требуемая для конденсации, и увеличивается проходное сечение перфорации, так как возрастает количество конденсата. При этом увеличивается толщина жидкостной пленки на стенки кожуха 9, поэтому между направляющими поверхности пакета ПП 1 и кожуха 9 установлен угол д в несколько градусов, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, конкретно к матричным теплообменникам и может быть использовано в криогенной технике, Цель Ъ|зобретения — интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник с открытыми кольцевыми пазами на пластинах, продольный разрез, на фиг, 2 †.разрез А-.А на фиг.l, на фиг. 3 — пакет теплообменника с закрепленными кольцевыми пазами на пластинах, продольный разрез.

Теплообменник содержит пакет,состоящий из круглых перфорированных пластин 1 с радиальными пазами 2, сообщенными с кольцевым периферийным пазом 3, и.чередующихся с пластинами 1 кольцевых проставок 4 и

5, образующих каналы 6 и 7 для рабочих сред. Радиальные пазы 2 каждой. пластины I выполнены расширяющимися в направлении к кольцевому периферийному пазу 3, который открыт со стороны кромок пластин !. Пакет заключен с кольцевым зазором 8 в конический кожух 9, сужающийся книзу, и выполнен в виде перевернутого усеченного конуса с углом раскрытия, превышающим угол раскрытия кожуха

9, который снабжен патрубками 10 и

11 подвода и отвода рабочей среды канала 6 и патрубками 12 и 13 подвода и отвода рабочей среды к каналу

7. Канал 7 снабжен коллекторами 14;

При выполнении кольцевых пазов 3 закрытыми пластины ) в зоне пазов 3 имеют перфорацию 15 с увеличением ее проходного сечения в направлении к меньшему основанию пакета, а проставки 5 между смежными пластинами ! имеют диаметр, равный диаметру !

0 меньшей пластины 1. !

Теплообменник работает следующим образом.

Одна иэ рабочих сред, в данном случае пар, по патрубку 12 поступает в канал 7 теплообменника, ограниченный кожухом 9 и коллекторами 14, Далее пар омывает поверхность перфорированной пластины 1, через которую он обменивается теплом с потоком охлаждающей среды. Последняя движется через патрубки 10, коллекторы

14 в канал 6. Каналы 6 и 7 разделяются проставками 4. Пар проходит преимущественно через перфорации в пластинах 1, а также некоторая его часть через зазор 8 между пластиной

1 и кожухом 9. Проходное сечение зазора 8 в целом значительно меньше, чем суммарная площадь перфорации

ЗО пластин 1. Пар конденсируется на поверхности перфорированных пластин 1 °

Образованный конденсат стекает в пазы 2. По мере движения к периферии

1273722

ЬФ пластины 1 масса конденсата увеличивается — происходит сбор конденсата с поверхности пластины 1, поэтому пазы 2 расширяются. Затем конденсат поступает в кольцевой паз 3 и стекает на стенки кожуха 9, по которым под действием сил тяжести поступает в патрубок 13. По мере уменьшения .количества пара при движении его вниз уменьшаются размеры пластин 1 и их поверхность, требуемая для конденсации.

Пластины 1 по отношению к кожуху

9 расположены таким образом, что образуемый зазор 8 (между пластинами 1 и кожухом 9) увеличивается по направлению оси пакета вниз. Это сделано для улучшения отвода конденсата, так как по мере его движения вниз и накопления за счет конденсата, поступающего с поверхности пластин 1, толщина жидкостной пленки на поверхности кожуха 9 увеличивается. С другой стороны, зазор между краем пластины 1 и пленкой конденсата не должен превышать 3-4 мм (в зависимости от размеров пластин 1 и площади проходных отверстий перфорации пластин 1), так как в противном случае увеличивается доля пара,проходяшего через зазор 8 и уменьшается доля пара проходящего через перфорацию пластин l. Поэтому между направляющей поверхностью пластин 1 и направляющей кожуха 9 установлен угол о4 в несколько градусов (2-4 ).

При выполнении кольцевого паза

3 закрытым конденсат по расширяющимся пазам 2 собирается в кольцевой паз 3, откуда через перфорацию

15 перетекает на нижележащую пластину 1.- По мере движения конденсата вниз его количество увеличивается, соответственно увеличивается и проходное сечение перфорации 15. При этом проставки 5 между смежными пластинами I имеющие диаметр, равный диаметру меньшей иэ этих пластин 1, позволяют наиболее полно использовать поверхность пластин 1 и обеспечить необходимую герметичность.

Благодаря возможности отвода конденсата по пазам 2 и 3 уменьшается толщина его пленки на рабочих поверхностях пластин 1, что снижает термическое сопротивление пленки и тем самым интенсифицирует теплооб15 мен °

Формула изобретения

l . Матричный теплообменник, содержащий пакет, состоящий иэ круглых перфорированных пластин с радиальными пазами, сообщенными с кольцевым периферийным пазом, и чередующихся с пластинами кольцевых проставок-, образующих каналы для рабочих сред, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, радиальные пазы каждой пластины выполнены расширяющимися в

30 направлении к кольцевому периферийному пазу, который открыт со стороны кромок пластин, а пакет заключен с кольцевым зазором в конический кожух, сужавшийся книзу, и выполнен в виде перевернутого усеченного конуса с углом раскрытия, превышающим угол раскрытия кожуха.

2. Теплообменник по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что пластины в зоне кольцевого паза

40 имеют перфорацию. с увеличением ее проходного сечения от пластины к пластине в направлении к меньшему основанию пакета, 1273722

Составитель IO.Êàðïåíêî

Редактор Т.Парфенова Техред.В.Кадар Корректор А.Тяско

Заказ 6465/36

Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4