Регенеративный теплообменник

 

Изобретение относится к области теплообменной техники, может быть использовано для охлаждения текучих сред и позволяет интенсифицировать теплообмен. Охлаждаемая жидкость-горячее масло (М) - подается через сопло (С) 10 в полость (П) 8 вала 3. За счет воздействия струи М, выходящего из С 10, происходит эжектрирование М из камеры (К) 2 в П 8. Далее М через отверстие 11 поступает в межтрубное пространство ротора 4, где омывает испарители тепловых труб 5. За счет испарительно-конденсационного цикла в трубах 5 происходит передача тепла воздуху, омывающему конденсаторы труб 5 в К 1. Поскольку в П 8 происходит достаточно хорошее перемешивание М, подаваемого через С 10, с М, эжектрируемым из К 2, а в межтрубном пространстве ротора 4 достигается сильная турбулизация за счет центробежных сил, процесс теплообмена протекает при высоких значениях коэффициента теплообмена. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1589027

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для охлаждения текучих сред.

Цель изобретения — интенсификация те плооб мена.

На фиг. 1 показан предлагаемый теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. !; на фиг. 4 — перемещаемое сопло; на фиг. 5 — полый вал с конической вставкой в его полости; на фиг. 6 — то же, с охватываюгцей его цилиндрической обечайкой.

Регенеративный теплообменник содержит размещенные одна выше другой камеры

1 r» 2 нагреваемой и охлаждаемой среды и закрепленный на полом валу 3 ротор 4 из тепловых труб 5, частично погруженный в камеру 2 охлаждаемой среды, снабженную трубопроводом 6 подвода последней и трубопроводом 7 ее отвода. Полость

8 вала 3 через отверстие 9 в er.о торце сообщена с камерой 2. Теплообменник соде",.жит сопло 10 и отверстия 11, выполненные в боковой стенке вала 3 и дополнительно сообщающие его полость 8 с камерой 2. Сопло 10 закреплено на конце трубопровода 6

25 размещено напротив отверстия 9 в торце вала 3 и установлено с возможностью перемещения вдоль оси последнего, для чего сопла сопряжено с трубопроводом посредством телескопического соединения 12. Теплообменник снабжен полой конической вставкой

13 с отверстиями в боковой стенке, установленной в полости 8 вала с совмещением своих отверстий с отверстиями 11 в боковой стенке вала 3. Теплообменник также снабжен дополнительными соплами 14 и обечайкой 15 с отверстиями, при этом обечайка 15 разме цена с зазором 16 относительно вала 3 вокруг него с расположением ее отверстий напротив отверстий 11 вала 3, а каждое сопло 14 закреплено на валу 3 вокруг одного из его отверстий 11.

Ротор 4 закреплен на раме 17, которая с помощью шарнирной опоры 18 связаны с каркасам 19 камеры 2. С гюмощью фиксирующего устройства 20 ротор 4 фиксируется в вертикальном рабочем положении (фиг. 1).

При освобожденном фиксирующем устройстве 20 и открытых крышках 21 ротор 4 может

45 быть повернут в горизонтальное положение для осмотра, обслуживания и т. д.

Вал 3 установлен в подшипниках 22 и связан с приводом 23. Камера 1 охвачена кожухом 24 с патрубками 25, один из которых, например, с помощью фланцев подключен к подводящему, а другой к отводящему воздуховодам. Камера 1 отделена от камеры

2 трубной доской 26. Внизу и вверху ротора 4 установлены крышки 27, в которых закреплены концы тепловых труб 5. В нижней крыш- 55 ке 27 выполнены окна 28.

Теплообменник работает следующим ооразом.

Охлаждаемая жидкость, например горячее масло из закалочных ванн термического цеха, насосом по трубопроводу 6 подается с повышенной скоростью через сопло

10 в полость 8 вала 3. Предварительно включают в работу привод 23. 3а счет воздействия струи горячего масла, выходящей из сопла 10, происходит эжектирование охлаждаемого масла из камеры 2 в полость 8, Далее через отверстия 11 охлаждаемая среда поступает в межтрубное пространство ротора 4, где омывает испарители тепловых труб 5. 3а счет испарительно-конденсационного цикла рабочего теплоносителя в тепловых трубах 5 происходит передача тепла воздуху, омывающему конденсаторы тепловых труб 5, в воздушной камере 1. Поскольку в полости 8 происходит достаточно хорошее перемешивание потока охлаждаемой жидкости (горячего масла), подаваемого через сопло 10, с эжектируемым потоком из камеры 2, а в межтрубном пространстве ротора 4 достигается сильная турбулизацич потока за счет действия центробежных сил, процесс теплообмена от жидкости к испарителю тепловой трубы 5 протекает при достаточно высоких значениях коэффициентов теплооб мена.

Если теплообменник предназначен для охлаждения жидкостей с различными теплофизическими характеристиками, то, изменяя величину кольцевого зазора, т. е. передвигая сопло 10 в телескопическом соединении 12 (фиг. 4), устанавливают оптимальное соотношение между потоками эжектируемой и вновь подаваемой охлаждаемой среда ми.

Для подде р жа ни я постоянной скорости охлаждаемой среды в полости 6 (поскольку расход по высоте падает) можно уменьшать площадь поперечного сечения полости 8 установкой в ней конической вставки 13. Таким образом достигается равенство скоростей в полости 8, а следовательно, и расходов через отверстия 11, что способствует поддержанию оптимальных режимов теплообмена.

По одному из вариантов конструкции (фиг. 6) достижение оптимальных режимов теплообмена осуществляется за счет двойного смешивания потоков вновь подаваемой охлаждаемой жидкости с жидкостью, рециркулирующей в камере

2. Первое смешивание производят как описано, на выходе из сопла 10 в полости 8. Второе смешивание осуществляют на выходе из сопел 14 с потоком рециркулирующей охлаждаемой жидкости, поступающей через окна 28 в пространство между обечайкой 15 и стенками вала 3 и далее через зазоры между соплами 14 и стенками отверстий в обечайке 15.

Таки м образом обеспечивают хорошее перемешивание потоков, а следовательно, равенство температур среды по высоте межтруб1589027 ного пространства ротора 4,и оптимальные т условия теплообмена. п

В процессе работы теплообменника, в о особенности с такими средами, как масло ч закалочных ванн термических цехов, загряз- т ненное частицами окалины, требуется произ- с

5 водить очистку теплообменных поверхностей. с

Для этого освобождают фиксирующее уст- к ройство 20 и поворачивают ротор 4 с ра- л мой 17 на шарнирной опоре 18 в удобное д для обслуживания горизонтальное положе- 10 у ние. В указанном положении производят также замену неработающих тепловых т труб 5. п

Формула изобретения

Если воздух подают в воздушную камеру 1 под давлением, что предотвращает попадание в него паров масла, то теплый воздух с температурой 50 — 60 С можно использовать для отопления.

1. Регенеративный теплообменник, содержащий размещенные одна над другой камеры нагреваемой и охлаждаемой среды и закрепленный на полом валу ротор из тепловых труб, частично погруженный в упомянутую камеру охлаждаемой среды, снабженную

6 рубопроводом подвода последней, причем олость вала через отверстие в его торце собщена с одной из упомянутых камер, отлиающийся тем, что, с целью интенсификации еплообмена, он содержит дополнительно опло и отверстия, выполненные в боковой тенке вала, причем его полость сообщена с амерой охлаждаемой среды, а сопло закрепено на конце трубопровода подвода охлажаемой жидкости и размещено напротив помянутого отверстия в торце вала.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся ем, что сопло установлено с возможностью еремещения вдоль оси вала.

3. Теплообменник по и. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен полой конической вставкой с отверстиями в боковой стенке, установленной в полости вала с совмещением своих отверстий с отверстиями в боковой стенке вала.

4. Теплообменник по пп. 1 — 3, отличаю20 щийся тем, что он снабжен дополнительными соплами и обечайкой с отверстиями в ее стенке, при этом обечайка размещена с зазором относительно вала вокруг него с расположением ее отверстий напротив отверстий вала, а каждое дополнительное сопло закреплено на валу вокруг одного из его отверстий в боковой стенке.

1589027

22

73 д

27 14 38

Фие.б

Составитель Г. Петров

Редактор Т. Парфенова Техред А. Кравчук Корректор А. Осауленко

Заказ 2529 Тираж 54! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, О!