Теплообменный элемент рекуператора

 

Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано преимущественно для высокотемпературного нагрева воздуха в печах металлургии и -машиностроения. Цель заключается в повышении стойкости и надежности путем снижения температурных напряжений на теплообменной поверхности. Нагреваемую среду подают во внутреннюю трубу 2 теплообменного элемента, откуда она через щелевые патрубки 10 попадает в кольцевой канал 9 между внутренней и наружной трубами . Патрубки 10 установлены попарно диаметрально противоположно и тангенциально , т.е. так, что струи газа, выходящие из этих патрубков 10, создают момент сил вращения и приводят тем самым внутреннюю трубу 2, установленную при помощи осей 7 и цапф 6, во вращательное движение. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 (15/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ". СГИЗНМ -А !. ., . л(ЯНФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ос (Л V

00 V

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4637005/06 (22) 12.01.89 (46) 23,06.91. Бюл, М 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (72) Ю.А.Попов, Б.Г.Подольский, Е.R,Ïðîêîлов и Т.А.Низовцева (53) 662.925 (088.8) (56)Авторское свидетельство СССР

hk 1272058, кл. F 23 1 15/04. 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1043426, кл. F 23 L 15/04, 1982. (54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ РЕКУПЕРАТОРА (57) Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано преимущественно для высокотемпературного

„„5U „„1657877 Al нагрева воздуха в печах металлургии и

° машиностроения. Цель заключается в повышении стойкости и надежности путем снижения температурных напряжений на теплообменной поверхности. Нагреваемую среду подают во внутреннюю трубу 2 теплообменного элемента, откуда она через щелевые патрубки 10 попадает в кольцевой канал 9 между внутренней и наружной трубами. Патрубки 10 установлены попарно диаметрально противоположно и тангенциально. т.е. так, что струи газа, выходящие из этих патрубков 10, создают момент сил вращения и приводят тем самым внутреннюю трубу 2, установленную при помощи осей 7 и цапф 6, во вращательное движение. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1657877

Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано, преимущественно, для высокотемпературного нагрева воздуха в печах металлургии и машиностроения.

Целью изобретения является повышение стойкости и надежности путем снижения температурных напряжений на внешней теплообменной трубе и уменьшеwe гидравлического сопротивления теплообменного элемента рекуперэтора.

Нэ фиг.1 показан теплообменный эле.мент рекуператора (продольный разрез); на фиг.2 — сечение А - А нэ фиг.1; на фиг.3— сечение Б - Б на фиг.1.

Теплообменный элемент рекуператора содержит наружную 1 и внутреннюю 2 трубы, патрубок 3 для подвода нагреваемой среды и патрубок 4 для отвода нагретого теплоносителя. Внутренняя труба 2 выполнена с расширением на.входном конце и опирается своими концами на крепежную решетку 5 и торцовую стенку наружной трубы 1 посредством цапф 8 и осей 7. Внутренняя труба 2 во входном участке обрамлена лабиринтным уплотнением 8, предотвращающим проникновение холодного газа в канал 9 между внутренней и наружной трубами 1 и 2. Внутренняя труба 2 снабжена газовыпускными отвд;тиями с целевыми патрубками 10, а ось внутренней трубы 2 сдвинута относительно оси наружной трубы

1 в сторону максимума потока тепла. Щелевые патрубки 10 установлены тангенциально с образованием эавихрителя. Теплообменный элемент рекуператора работает следующим образом.

Наружная среда — гэз-теплоноситель передает тепло теплопроводнастью или излучением наружной трубе 1. Плотность потока тепла не постоянна flo окружности наружной трубы 1. Нагреваемую среду, в частности холодный воздух, подают.во внутреннюю трубу 2 через подводящий патрубок 3 и решетку 5. Далее нагреваемый гэз истекает из внутренней трубы 2 через щелевые пэтрубки 10 в кольцевой канал 9 между внутренней и наружной трубами. Газовыпускные патрубки 10 внутренней трубы 2 установлены попарно диаметрально противоположно и тангеициэльно, т.е. так. что струи газа, выходящие из этих патрубков, создают момент сил вращения и приводят тем самым внутреннюю трубу, установленную при помощи осей 7 и цэпф 6, во вращательное движение. Выходящий из

1,Теплообменный элемент рекуператора, содержащий две установленные одна в другой с образованием кольцевого канала. снабженного завихрителем, трубы. наружная из которых выполнена заглушенной с торца, а внутренняя снабжена газовыпускными отверстиями, размещенными по всей ее длине, отл и ч а ю щи и с я тем, что. с целью повышения эффективности теплообмена, внутренняя труба установлена с возможностью вращения, а завихритель выполнен в виде размещенных тангенциально на каждом газовыпускном отверстии внутренней трубы щелевых патрубков.

2.Элемент по п,1, отличающийся тем, что внутренняя труба смещена относительно наружной на расстояние между осями этих труб. равное 0,25-0,45 диаметра наружной трубы. внутренней трубы 2 газ натекает на внутреннюю поверхнрсть наружной трубы 1, растекается, разворачивается, протекает в отводящий патрубок 4 и удаляется из эле5 мента. В процессе движения в канале 9 между наружной 1 и внутренней 2 трубами газ нагревается от наружной трубы 1, получающей тепло от внешнего источника (например, отходящих дымовых газов). Чем

10 меньше расстояние от сопла до поверхности натекания струй, тем больше теплосъем, поэтому для обеспечения равномерности температуры наружной трубы рекуператора ось внутренней трубы

15 2 сдвинута относительно оси трубы 1 в сторону максимума плотности потока тепла.

Для этой же целй выходное сечение патрубков 10 (сопел) может иметь сложную конфигурацию с расширениями в области

20 максимальных потоков. тепла вдоль оси.

Использование элемента рекуператора с двумя трубами по типу труба в трубе, из которых внутренняя труба 2 размещена со сдвигом оси относительно оси наружной

25 трубы 1 в сторону максимальной плотности потока тепла и вращается при истечении газообразной среды из ее сопловых патрубков 10, позволит в реальных или в специфических условиях неравномерного по

30 поверхности внешнего потока тепла избежать возникновения опаСных термических напряжений в конструкции рекуперативного элемента и таким образом повысить его стойкость и надежность в работе.

Формула изобретения

1657877 д-б

4-4

Составитель Т.Неверова

Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Редактор И.Горная

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

Заказ 1705 Тираж 360 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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