Теплообменник

 

Изобретение относится к матричным теплообменникам для рабочих сред высокого и низкого давлений и может быть применено в качестве встроенного узла теплообмена в криогенных, холодильных и других энергетических установках. Целью изобретения является повышение компактности теплообменника и унификации его элементов. Теплообменник содержит пакет теплопроводных перфорированных пластин 1, чередующихся с расположенными перпендикулярно им проставками 2, имеющими перфорированные участки. В пластинах 1 выполнены расположенные по окружности между участками 3 перфорации прорези 4, перекрывающие неперфорированные участки проставок 2. Проставки 2 установлены радиально и имеют трапециевидную форму с размещением меньшего основания трапеции ближе к центру теплообменника. Участки 3 перфорации пластин 1 и отверстия 8 перфорации проставок 2 в сборе образуют каналы 9 высокого давления. Участки пластин 1, выходящие за пределы проставок 2, представляют собой оребрение канала 10 низкого давления, образованного зазорами между внешними участками пластин 1 и прорезями 4 и допускающего движение среды низкого давления в любых направлениях. Конструкция теплообменника обеспечивает высокую компактность и технологичность, что позволяет включать его в состав энергетического устройства (например, криогенной газовой машины) с внутренней регенерацией теплоты, имеющего ограниченные внутренние полости сложной формы для размещения теплообменников. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ1

ПРИ ГКНТ CCCP (21) 4363922/24-06 (22) 18,01.88 (46) 30.06.90. Бюл, 11 - 24 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности и

Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники (72) А.А,Сотников, Г.К.Лавренченко, Н,M.Ãðèãoðåíêî, И.И.Гильман, K,À.ÏàðôåHîâ и А.И,Райгородский (53) 621.565.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1108321, кл, F 28 D 9/00, !982 °

„„SU,. 1575056 А1 (gg)g F 28 D 9/00, F 28 F 3/00

2 (54) ТЕПЛООБМЕННИК (57) Изобретение относится к матричным теплообменникам для рабочих сред высокого и низкого давлений и может быть применено в качестве встроенного узла теплообмена в криогенных, холодильных и других энергетических установках. Целью изобретения является повышение компактности теплообменника и унификация его элементов, Теплообменник содержит пакет теплопроводных перфориро— ванных пластин 1, чередующихся с

1575056 расположенными перпендикулярно им проставками 2, имеющими перфорирован ные участки. В пластинах 1 выполнены расположенные по окружности между ! участками 3 перфорации прорези 4, перекрывающие неперфорированные участки нроставок 2. Проставки 2 установлены радиально и имеют трапециевидную форму с размещением меньшего основания трапеции ближе к центру тепло обменника, Участки 3 перфорации пластин 1 и отверстия 8 перфорации проставок 2 в сборе образуют каналы 9 высокого давления, Участки. пластин 1, 15 выходящие за пределы проставок 2, I !

Изобретение относится к матричным, теплообменным аппаратам для рабочих сред высокого и низкого давлений, и может быть применено в качестве встроенного узла теплообмена в крио1 генных, холодильных и других энергетических установках.

Цель изобретения — повышение ком- пактности при выполнении теплообмен. 30 ника кольцевой формы.

На фиг.1 изображен теплообменник, имеющий пластины с прорезями, на фиг,2 — теплообменник с концентричными, кольцами, на фиг ° 3 — теплообменник, пластины которого выполнены в, виде многоугольных планок.

Теплообменник содержит пакет теплопроводных перфорированных пластин

1, чередующихся в расположенными перпендикулярно им проставками 2, 40 ияеющими перфорированные участки.

При выполнении теплообменника кольцевым в пластинах 1 выполнены расположенные по окружности между участками

3 перфорации прорези 4, перекрывающие неперфорированные участки проставок

2 в средней их части. Проставки 2 установлены радиально и имеют трапециевидную форму с размещением меньшего основания трапеции ближе к цент50 ру теплообменника. Пластины 1 могут быть выполнены в виде концентричных колец 5, а также в виде многоугольных планок 6, расположенных в пакете по концентрическим окружностям с зазора- ми 7 друг относительно друга, Участки

3 перфорации пластин 1 и отверстия 8 перфорации проставок 2 в сборе обрапредставляют собой оребрение канала

10 низкого давления, образованного зазорами между внешними участками пластин 1 и прорезями 4 и допускающего движение среды низкого давления в любых направлениях, Конструкция теплообменника обеспечивает высокую компактность и технологичность, что позволяет включить его в состав энергетического устройства (например, криогенной газовой машины) с внутренней регенерацией теплоты, имеющего ограниченные внутренние полости сложной формы для размещения теплообменников, 1 э.п. ф-лы, 3 ил. эуют каналы 9 высокого давления,Участки пластин 1, выходящие эа пределы проставок 2, представляют собой оребрение канала 10 низкого давления, образованного зазорами между внешними участками пластин 1 и прорезями 4 и допускающего движение среды низкого давления в любых направлениях. Зазоры 7 между многоугольными планками

6, а также зазоры 11 между концентричными кольцами 5 выполняют те же функции, что и прорези 4, По торцам пакета теплообменника расположены граничные пластины 12 с отверстиями

13, выполненные толщиной, в 5-15 раэ превышающей толщину проставок 2, что позволяет осуществить прочноплотное соединение их, а следовательно, и всего теплообменника с присоединительными участками энергетического устройства. Отверстия 13 пластин

12 выполнены с проходным сечением не меньше проходного сечения отверстий

8 перфорации проставок 2 и являются продолжением каналов 9 высокого давления, Теплообменник устанавливается в полость энергетического устройства, например, криогенной газовой машины.

Стенки полости, герметично соединенные с кромками граничных ппастин 12, являются наружной стенкой какала 10 низкого давления. Внутренняя стенка канала 10 может служить стенкой криогенной газовой машины, Коллекторными полостями для каналов 9 высокого давления являются части полости, расположенные по торцам тепло575056

25

5 1 обменника вне его граничных пластин

12. Для канала 10 низкого давления коллекторными элементами являются патрубки, присоединенные к стенке полости, в которую встроен теплообменник.

Теплообменник работает следующим образом.

В каналах 9 высокого давления среда может двигаться как в одном направлении, так и возвратно-поступательно (например, в криогенной газовой машине). Среда низкого давления поступает через патрубок, присоединенный, например, к наружной стенке канала 10 низкого давления с одной стороны, проходит канал

10 и выходит через патрубок, присоединенный к наружной стенке с другой стороны, При этом патрубки могут располагаться на разных уровнях. В процессе движения рабочих сред в каналах 9 и 10 высокого и низкого давления, которое может быть организовано как противотоком, так и перекрестно-точно, между средами осущест. вляется интенсивный теплообмен, Конструкция теплообменника обеспечивает высокую компактность и технологичность, что позволяет включать

его в состав энергетического устройства с внутренней регенерацией теплоты, имеющего ограниченные внутренние полости сложной формы для размещения теплообменников.

При выполнении пластин 1 в виде многоугольных планок 6 зазоры 7 между ними могут иметь различную ширину, 5 что позволяет иэ одних и тех же планок 6 выполнять теплообменники разных размеров.

Все элементы после сборки в пакет прочно-плотно соединяются в монолит, что обеспечивает высокую надежность конструкции, а также устройства, в которое встраивается теплообменник.

Формула изобретения

1.Теплообменник, содержащий пакет перфорированных пластин, чередующихся с расположенными перпендикулярно к ним проставками, имеющими перфорированные участки, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения компактности при выполнении теплообменника кольцевой формы, в перфорированных пластинах выполнены прорези, расположенные по окружности между участками перфорации проставок, причем последние имеют трапециевидную форму с размещением меньшего основания трапеции ближе к центру теплообменника, 2.Теплообменник по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что перфорированные пластины выполнены в виде многоугольных планок и расположены в пакете по концентрическим окружностям с зазорами одна относительно другой, перекрывающими неперфорированные участки проставок.

1575056

Редактор И,Товтин

Тираж 554

Заказ 1779 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

В

Составитель А,Бережной

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Пожо