Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха



Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха
Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха
Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха
Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха
Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха
Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха

 


Владельцы патента RU 2493525:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) (RU)

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках без принудительной подачи охлаждающего воздуха. В пластинчатом теплообменнике с естественной подачей охлаждающего воздуха, содержащем кожух, с трубными досками и крышками, между которыми помещен пакет теплообменных пластин, которые формируют каналы для охлаждаемой и охлаждающей среды, в крышках устроены входные и выходные патрубки для входа и выхода теплообменивающихся сред, при этом кожух выполнен корытообразным, горизонтальным, с днищем и двумя торцами, представляющими собой нижнюю и две торцевые трубные доски, торцевые и верхние кромки корытообразного горизонтального кожуха, кромки торцевых и верхней крышек снабжены фланцевыми полосами, верхняя крышка выполнена с верхней трубной доской, каналы теплообменивающихся сред соединены с соответствующими отверстиями верхней и нижней трубных досок и торцевых трубных досок и направлены вертикально и горизонтально, а выходной патрубок охлаждающей среды (воздуха) соединен с вертикальной вытяжной трубой, снабженной дефлектором. Технический результат - повышение эффективности и надежности пластинчатого теплообменника с естественной подачей охлаждающего воздуха. 6 ил.

 

Изобретение относится к теплотехнике, а именно, к теплообменному оборудованию и может быть использовано при воздушном охлаждении газов и жидкостей вне помещений без принудительной подачи охлаждающего воздуха.

Известен трубчатый теплообменник, содержащий поперечно обтекаемый пучок труб, соединенных с трубными досками, помещенный в корпус, закрытый верхними и нижними крышками и снабженный входными и выходными патрубками [Патент РФ №2171439, Мкл F28D 7/00, 1999].

Недостатками известного устройства являются высокое гидравлическое сопротивление и необходимость принудительной подачи охлаждающего агента, что снижает эффективность и надежность устройства.

Более близким к предлагаемому изобретению является пластинчатый теплообменник, включающий кожух, в котором помещен пакет пластин, состоящий из множества теплообменных пластин, которые формируют первые промежутки (каналы) между пластинами для первой (охлаждающей) среды (например, воздуха) и вторые промежутки (каналы) между пластинами для второй (охлаждаемой) среды. Кожух снабжен трубными досками и крышками, в которых устроены входные и выходные отверстия (патрубки) для входа в пластинчатый теплообменник и выхода из него нагреваемой и охлаждаемой сред, а теплообменные пластины соединяются с кожухом, трубными досками и крышками через уплотнения [Патент РФ №2426965, Мкл F28D 9/00, Мкл F28G 13/00, 2009].

Основным недостатком известного пластинчатого теплообменника является необходимость принудительной подачи охлаждающего теплоносителя (воздуха), что снижает эффективность и надежность устройства.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности и надежности пластинчатого теплообменника с естественной подачей охлаждающего воздуха.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха, включает кожух, снабженный трубными досками и крышками, между которыми помещены полости для теплообменивающихся сред, в крышках устроены входные и выходные патрубки для входа и выхода теплообменивающихся сред, в кожухе помещен пакет, состоящий из теплообменных пластин, которые формируют каналы для охлаждаемой и охлаждающей среды и которые соединяются с кожухом, трубными досками и крышками через уплотнения, при этом кожух выполнен корытообразным, горизонтальным, с днищем и двумя торцами, представляющими собой нижнюю и две торцевые трубные доски с прямоугольными отверстиями для охлаждающей и охлаждаемой среды, соответственно, торцевые и верхние кромки корытообразного горизонтального кожуха, кромки торцевых и верхней крышек, снабжены фланцевыми полосами, верхняя крышка выполнена с верхней трубной доской с отверстиями для охлаждающей среды, каналы охлаждающей среды соединены с отверстиями верхней и нижней трубных досок и направлены вертикально, каналы охлаждаемой среды соединены с отверстиями торцевых трубных досок, и направлены горизонтально, а выходной патрубок охлаждающей среды (воздуха), соединен с вертикальной вытяжной трубой, снабженной дефлектором.

Предлагаемый пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха (ПТЕПОВ) изображен на фиг.1-6 (на фиг.1-3 общий вид и разрезы, на фиг 4-6 узел стыковки теплообменного элемента с кожухом, крышкой и нижней трубной доской).

ПТЕПОВ состоит из горизонтального корытообразного кожуха 1, днище и торцы которого выполнены в виде нижней трубной доски 2 с прямоугольными воздушными (охлаждающей среды) отверстиями 3 и двух торцевых трубных досок 4, 5 с прямоугольными газовыми (охлаждаемой среды) отверстиями 6, верхние и торцевые кромки которого снабжены фланцевыми полосами 7, внутри горизонтального корытообразного кожуха 1 помещен пакет 8 состоящий из теплообменных пластин 9, установленных на трубную доску 2 с образование между собой вертикальных воздушных (охлаждающей среды) каналов 10, сообщающихся с воздушными отверстиями 3, и горизонтальных газовых (охлаждаемой среды) каналов 11, сообщающихся с газовыми отверстиями 6, торцевых трубных досок 4 и 5, которые, в свою, очередь, закрыты торцевыми крышками 12 и 13, образующими газовые (охлаждаемой среды) полости 14 и 15 и отбортованными на кромках с образованием фланцевых полос 16, сверху горизонтальный корытообразный кожух 1 закрыт верхней крышкой 17, образующей воздушную (охлаждающей среды) полость 18, отбортованную на кромках с образованием фланцевых полос 19 и снабженную верхней трубной доской 20 с прямоугольными воздушными отверстиями 21, сообщающимися с воздушными каналами 10, причем торцевые крышки 12, 13 снабжены входным и выходным патрубками 22 и 23 охлаждаемых газов, верхняя крышка 17 снабжена выходным воздушным патрубком 24, соединенным с вертикальной вытяжной трубой 25, снабженной дефлектором 26, а соединение кромок теплообменных пластин 6 с трубными досками 2, 4, 5, 20 и фланцевых полос 7 корпуса 1 с фланцевыми полосами 16, 19 трубных досок 4, 5, 20 осуществляется через упругие уплотнения 27.

Предлагаемый ПТЕПОВ работает следующим образом. Охлаждаемая среда, например, дымовые газы, поступает через входной патрубок 22 в газовую полость 14, из которой распределяется по газовым отверстиям 6 трубной доски 4 и направляется в горизонтальные газовые каналы 11 пакета 5, при движении по которым дымовые газы охлаждаются в результате теплообмена до заданной температуры через теплообменные пластины 9 с охлаждающей средой, а именно, наружным воздухом, поднимающимся по вертикальным воздушным каналам 10, после чего охлажденные дымовые газы через газовые отверстия 6 трубной доски 5 поступают в газовую полость 15, откуда через патрубок 23 выводится из теплообменника. В тоже время наружный воздух (охлаждающая среда) под действием, естественной тяги поступает снизу через воздушные отверстия 3 в вертикальные воздушные каналы 10 пакета 8, поднимается вверх, нагревается от t0 до tГ при этом в результате теплообмена через теплообменные пластины 9 с охлаждаемыми газами, движущимся по газовым каналам 11, после чего нагретый воздух через воздушные отверстия 21 трубной доски 20 поступает в воздушную полость 18, откуда через патрубок 24, вытяжную трубу 25 высотой Н и дефлектор 26 выбрасывается в атмосферу. При этом нагрев воздуха от t0 до tГ и высота вытяжной трубы Н, создают в вертикальных воздушных каналах 10 для воздушного потока самотягу [Ю.П. Гусев. Основы проектирования котельных установок. - М.: Стройиздат, 1977, с.143], равную

h = H [ ρ B ( ρ B 273 ( t C P + 273 ) ] g П а ( 1 ) , где

ρВ - плотность наружного воздуха при температуре to, кг/м3;

tСР - средняя температура воздуха в ПТЕПОВ, °C;

t C P = ( t 0 + t Г ) / 2 ( 2 ) .

Кроме того, наличие дефлектора 26 на верхней кромке вытяжной трубы 25 создает дополнительную тягу за счет ветрового давления [Богословский В.Н. Отопление и вентиляция, ч. II, М.: Стройиздат, 1976, с.309]. Оба вышеупомянутые факторы обеспечивают постоянное поступление наружного воздуха в воздушные каналы 10 ПТЕПОВ, что позволяет охлаждать горячую среду (сбросные дымовые газы, оборотную воду и пр.) без использования вентилятора и таким образом снизить расход электроэнергии на процессы охлаждения.

Взаимное перпендикулярное расположение воздушных 10 и газовых 11 каналов в ПТЕПОВ позволяет осуществлять процесс теплообмена по перекрестной схеме движения теплоносителей, что обеспечивает достаточно высокую движущую силу теплопередачи и широко используется в воздухоподогревателях для парогенераторов [Тепловой расчет промышленных парогенераторов. Под ред. Частухина В.И. - Киев: Вища школа, 1980, с.50], позволяет значительно упростить конструкцию крышек 12, 13, 17 (внутреннюю полость крышек не нужно делить перегородками на воздушные и газовые каналы) и уменьшить их вес, значительно снизить аэродинамическое сопротивление по сравнению с известными пластинчатыми теплообменниками с конструкциями крышек для прямоточной и противоточной схем движения теплоносителей.

Таким образом, конструкция предлагаемого пластинчатого теплообменника с естественной подачей охлаждающего воздуха позволяет, за счет устройства вытяжной трубы с дефлектором и обеспечения в нем перекрестного движения теплообменивающихся сред, повысить его эффективность и надежность по сравнению с известным пластинчатым теплообменником.

Пластинчатый теплообменник с естественной подачей охлаждающего воздуха включает кожух, снабженный трубными досками и крышками, между которыми помещены полости для теплообменивающихся сред, в крышках устроены входные и выходные патрубки для входа и выхода теплообменивающихся сред, в кожухе помещен пакет, состоящий из теплообменных пластин, которые формируют каналы для охлаждаемой и охлаждающей среды и которые соединяются с кожухом, трубными досками и крышками через уплотнения, отличающийся тем, что кожух выполнен корытообразным горизонтальным, с днищем и двумя торцами, представляющими собой нижнюю и две торцевые трубные доски с прямоугольными отверстиями для охлаждающей и охлаждаемой среды, соответственно, торцевые и верхние кромки корытообразного горизонтального кожуха, кромки торцевых и верхней крышек снабжены фланцевыми полосами, верхняя крышка выполнена с верхней трубной доской с отверстиями для охлаждающей среды, каналы охлаждающей среды соединены с отверстиями верхней и нижней трубных досок и направлены вертикально, каналы охлаждаемой среды соединены с прямоугольными отверстиями торцевых трубных досок и направлены горизонтально, а выходной патрубок охлаждающей среды (воздуха) соединен с вертикальной вытяжной трубой, снабженной дефлектором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплообменникам. .

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и касается способа повышения теплопередающей способности пластинчатых теплообменников путем увеличения интенсивности теплоотдачи и площади поверхности теплообмена (Основной индекс МПК F28D 9/00).

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. .

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. .

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в холодильных аппаратах. .

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. .

Представлена металлическая пластина для теплообмена, в которой сформированы углубления, имеющие глубину 5 мкм или более и составляющие 10% или менее от толщины металлической пластины. По меньшей мере в нижнем углу углубления в направлении толщины сформирована расщелина. Также представлен способ изготовления металлической пластины согласно изобретению. Изобретение позволяет создать металлическую пластину для теплообмена, которая способствует пузырьковому кипению и обладает чрезвычайно высокой теплопроводностью. 2 н. и 4 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к теплотехнике. Пластинчатый теплообменник содержит пакет пластин, образующих основные пространства между пластинами для основной среды и вспомогательные пространства - для вспомогательной среды, основной впуск и основной выпуск для основной среды, вспомогательный впуск и выпуск для вспомогательной среды. Измерительное устройство содержит пространство, содержащее измерительную среду, находящуюся под воздействием температуры вспомогательной среды. Дроссельный элемент, присоединенный к измерительному устройству, регулирует поток основной среды под действием измерительной среды. Пространство содержит первую часть пространства, ограниченную одной из пластин теплообменника, которая граничит с и находится в теплопередающем контакте с самым внешним вспомогательным пространством между пластинами, и вторую часть пространства, которая граничит с и находится в теплопередающем контакте со вспомогательным выпуском, расположенным дальше по потоку от вспомогательных пространств между пластинами. Технический результат - создание пластинчатого теплообменника с усовершенствованным измерительным устройством, обеспечивающим надлежащее и постоянное регулирование температуры вспомогательной среды. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Теплообменник содержит корпус с первым и вторым каналами для теплоносителей и сферические теплопередающие элементы, размещенные в сферических лунках. Каналы разделены теплопередающей поверхностью, входными и выходными патрубками первого канала, входными и выходными патрубками второго канала. Сферические теплопередающие элементы размещены в сферических лунках на теплопередающей поверхности и на внутренней поверхности корпуса. Изобретение позволяет улучшить теплоотдачу от разделяющей каналы теплообменника теплопередающей поверхности. 2 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. Пластинчатый теплообменник содержит несколько теплообменных пластин (1), обеспеченных рядом друг с другом, которые образуют первые межпластинчатые промежутки (3) и вторые межпластинчатые промежутки (4) в порядке чередования. Каждая вторая теплообменная пластина образует первичную пластину (V) и каждую вторую вторичную пластину (1''). Каждая теплообменная пластина продолжается в плоскости (p) протяженности и содержит область теплопередачи и крайнюю область вокруг области теплопередачи. Область теплопередачи содержит гофр из выступов (30) и впадин (40), каждый из которых продолжается в продольном направлении. Выступы имеют две крайние поверхности (31, 32) и опорную поверхность (33) между крайними поверхностями и с первой шириной (34) поперечно продольному направлению. Впадины имеют две крайние поверхности (41, 42) и опорную поверхность (43) между крайними поверхностями и со второй шириной (44) поперечно продольному направлению. Опорная поверхность впадин первичных пластин наклоняется относительно плоскости протяженности, и опорная поверхность выступов вторичных пластин наклоняется относительно плоскости протяженности. Технический результат - уменьшение размера точек и областей контакта между пластинами. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении теплообменников. В теплообменнике для использования в изотермическом химическом реакторе, имеющем несколько теплообменных пластин, каждая из которых включает первый и второй листы металла, образующие соответственно первую боковую поверхность и противоположную ей вторую боковую поверхность пластины, подающую линию теплоносителя и коллектор теплоносителя, и несколько внутренних проходов для теплоносителя между первым и вторым листами металла, причем первый и второй листы соединены по меньшей мере одним сварными швом, выполненным на первой боковой поверхности, а подающая линия теплоносителя и коллектор теплоносителя образованы подающим и коллекторным каналами и присоединены ко второму листу металла другими сварными швами, выполненными на упомянутой второй поверхности пластины. Технический результат - обеспечение изготовления пластины автоматизированным сварочным процессом, например лазерной сваркой. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к способу изготовления набора (40) пластин для теплообменника, образованного стопой пластин (41). Заявленный способ включает этапы, на которых уменьшают первоначальную толщину каждой пластины (41) посредством механической обработки оставляя на периферии пластины (41), по меньшей мере, один соединительный бортик (45) высотой, превышающей толщину пластины (41) после механической обработки, выполняют в центральной части пластины (41) гофры (42), накладывают пластины (41) парами друг на друга, соединяют находящиеся в контакте бортики (45) пластин (41) каждой пары сварным швом (50), укладывают пары пластин (41) друг на друга, располагая бортики (45) пар пластин (41) друг над другом, и соединяют находящиеся в контакте бортики (45) пар пластин (41) герметичным сварным швом (50), выполняя чередующееся наложение друг на друга открытых или закрытых концов входа или выхода указанной текучей среды. Технический результат - упрощение технологии изготовления, сокращение объема сварки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчато-ребристых теплообменниках. Пластинчато-ребристый теплообменник содержит согнутый ребристый лист, содержащий ребра, причем ребристый лист содержит множество перфораций, причем такое множество перфораций расположено на ребристом листе в параллельных рядах, когда такой ребристый лист находится в несогнутом состоянии, причем такие параллельные ряды перфораций на ребристом листе содержат первое расстояние между параллельными рядами перфораций (S1), второе расстояние между последовательными перфорациями в параллельном ряду перфораций (S2), третье расстояние (или сдвиг) между перфорациями в смежных параллельных рядах перфораций (S3), и диаметр (D) перфорации, причем отношение первого расстояния между параллельными рядами перфораций к диаметру перфорации (S1/D) находится в диапазоне 0,75-2,0, и причем угол между ребрами и параллельными рядами перфораций меньше или равен пяти градусам (≤5°). Технический результат - улучшение геометрии перфорированного ребра. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при производстве теплообменных аппаратов. Изобретение заключается в том, что теплообменник изготавливают с использованием технологии трехмерной печати, при этом он имеет характерные участки, в которых происходит распределение каналов по всему объему теплообменника, участок перенаправления каналов горячего и холодного теплоносителей, в котором происходит преобразование расположения каналов горячего и холодного теплоносителей относительно друг друга в шахматный порядок с помощью вспомогательной разделяющей перегородки, и участок интенсивного теплообмена с каналами горячего и холодного теплоносителей, расположенными в шахматном порядке, при котором стенки каналов каждого из теплоносителей контактируют со стенками каналов другого теплоносителя по всему поперечному сечению каналов. Технический результат - отсутствие сборочных операций, увеличение площади поверхности теплообмена и эффективности теплообмена. 3 ил.

Изобретение относится к смесительным теплообменным аппаратам. В смесительном теплообменнике каждая из форсунок системы подвода оросительной холодной воды состоит из двух соосных цилиндрических втулок, при этом внутри втулки меньшего диаметра соосно ей расположен шнек, внешняя поверхность которого представляет собой винтовую канавку, внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра соосно ей расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра и торцевой поверхностью шнека, а к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня, на каждом из которых закреплены активные распылители, например, в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры, закрепленные на стержнях, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е. по конической поверхности, вершина которой направлена в сторону втулки большего диаметра. Технический результат - повышение производительности процесса смесительного теплообмена в аппарате. 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. Пластинчатый теплообменник содержит множество пластин теплообменника, расположенных одна рядом с другой и образующих пакет пластин с первыми промежутками для первой среды и вторыми промежутками для второй среды. Первый и второй промежутки чередуются в пакете пластин. Несколько каналов продолжаются через пакет пластин и образуют первые впускной и выпускной каналы, предназначенные для передачи первой среды в первые промежутки и из первых промежутков. Вкладыш установлен между двумя пластинами теплообменника в одном из каналов для первой среды и содержит кольцевой корпус и кольцевой фланец, выступающий из кольцевого корпуса. Технический результат - создание надежного и эффективного крепления вкладыша в канале пластинчатого теплообменника. 12 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх