Пластинчатый теплообменник
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
x astoecxoev cae@ T Союз Советских Социалистических Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.01.74 (21) 1992396(06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05 76 Бюллетень №17 (4 ) Дата опубликования описаиия ЗО.09,76 (51) М, Кл. ! F 28 F 3(08 Государственный иомитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 565.944 (088.8 (72) Автор изобретения В. А. Мухачев (71) Заявитель Ярославское объединение "Автодизель" (54) t ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Изобретение относится к теплообменникам, выполненным в виде стопкообразных комплектов пластин со средствами для интенсификации теплообмена. Известны разборные пластинчатые теплообменНики, содержащие пакет попарно сочлененных пластин сцилиндрическими каналами,,которые образованы оппозитными волнообразными опорными выступами, чередующимися по длине со спиральными выдавками, направленными во внутрь канала для закрутки потока и расположенными между выступами пластин соседних пар, Такие теплообменники имеют примерно одинаковые каналы для обоих потоков и обеспечивают некоторую закрутку потока в каналах, что интенсифицирует теплообмен. Они используются преимуществегпю для противоточной схемы движения теплоносителей с близкими физическими параметрами, что ограничивает их использование. При изменении расхода теплоносителя поток может лишь обтекать выдавки в таких теплообменниках, как обычные турбулиэаторьь которые хотя и повышатот теплообмен, но недостаточно. При этом в случае применения загрязненного теплопосителя, вторая по потоку половина поверхности вьщавок покрывается отложениями, что снижает теплообмен и усложняет очистку поверхности, например, при промывке каналов. Известны также неразборные перекрестноточные пластинчатые теплообменники, содвржаш»:е пакет попарно сочлененных пластин с цилиндрическими каналами, которые образованы оппозитными выступами, чередующимися по длине с выдавками для обеспечения дистанционных упоров и волнообразного канала между соседними парами. Выступы пластин одной ц» пары расположены между выступами Пластин соседних пар. В таких теплообменниках поток недостаточно турбулизуется и поэтому коэффициент теплоперецачи невысок. Предложенньгй теплообменник отличается от из15 вестных тем, что вьщавки выполнены торондальными, и их высота больше высоты выступов. Выдавки образуют при сочленении пластин спиральный канал и дистанционные упоры для соседних пар. При этом площадь поперечного сечения спирального канала меньше площади поперечного сечения цилиндряческого канала. Такое выполнение выдавок обеспечивает, с одной стороны, значительное увеличение скорости теплоносителя в спиральном канале (и значит, хорошее пере. мешивание потока), а в цилиндрическом канале - получение также спирального потока,что в целом содействует интенсификации теплообмена. С другой стороны, выполнение более высоких вьщавок, чем выступы, обеспечивает между соседними парами дистанцию, что позволяет применять такой теплообменник как для противоточной (прямоточной) схемы движения, теплоносителей, так и перекрестноточной. Выдавки при этом выполняют роль дистанционных упоров, которые между парными пластинами содействуют турбулизации потока и интенсификации тепло.обмена. Очистка предложенной конструкции также допускает упрощение: возможна промывкой в одном направлении. Угол наклона продольного сечения выдавок к оси выступов в предложенной конструкции по ходу потока возрастает и у последней выдавки равен 90о. При таком выполнении снижаются потери при преобразова. нии поступательного движения потока в спиральное на длину цилиндрического канала. В предложенной конструкции целесообразно расположение сначала спирального канала, а затем (по ходу потока) цилиндрического. На фиг. 1 схематически изображен предложенный теплообменник противоточной схемы, вид в плане; на фиг. 2 - выдаака спирального канала, продольное сечение по А- А на фиг.1; на фиг. 3 - пойеречное сечение по Б; Б на фиг.2; на фиг. 4- последняя (по ходу потока) выдавка спирального канала, продольное сечение по В-В на фиг. 1; на фиг. 5 и 6 - пакет пластин теплаоб-. менника, поперечное сечение. Пластина 1 (см.фиг, 1) теплообменника содержит ряд выступов 2 и выдавок 3. Выдавки 3 имеют тороидальну ю форму. Высота (или радиус 0,) выдавок больше. чем высота (или радиус R>) выступов 2. При со пенении пластины 1 с пластиной 4 (см.фиг. 5) и пластины 5 с пластиной 6 выступы 2 образуют цилиндрические каналы 7, а выдавки 3 - спиральный канал 8 для одной среды. Выступы 2 и вьщавки 3 одной пары сочлененных пластин 5 и б расположены между выступами 2 и выдавками 3 соседних пар пластин 4 и-1 и соприкасаются вершинами выдавок 3, образующих дистанцйю между соприкасающимися пластинами 4-5 Й"6- Ь для другой среды. Площадь) поперечного сече13234 4 ния спирального канала 8 меньше площади цилиндрического 7. Угол наклона продольного сечения выдавок 3 спирального канала 8 к оси выступов 2 по ходу потока возрастает и у последней выдавки 3 раб вен 90о. В наиболее благоприятном случае спиральный канал 8 должен иметь плавное увеличение угла Одна среда, например выхлопные газы, обозначен-. ная стрелками с утолщением на конце, проходит спйральный канал 8 и приобретает на входе в цилиндри11 ческий канал 7 спиральный характер движения, что способствует повышению коэффициента теплоотдачи в цилиндрическом канале 7. Другая среда, например подогреваемый воэцух, обозначенная стрелками с раздвоенным концом, проходит между соприкасающимися пластинами 4-5 и 6-1 и омывает снаружи стенки каналов 7 и 8, также турбулизируясь при обтекании снаружи вьщавок 3, что в целом приводит к интенсификации теплообмена. йб Формула изобретения 1. Пластинчатый теплообменник,:o: ..ржащий пакет попарно сочлененных пластин с цилиндрическими каналами, которые образованы оппозитными выступау ми, чередующимися по длине со спиральны .чи выдавками для закрутки потока и располс.-.:: —.н i;-.и между выступами пластин соседних пар, о г:: и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью интенсификации теплообмена и улучшения очистки каналов, выдавки выполнены 39 тороидальными и образуют при сочленении пластин. спиральный канал и дистанционные упоры для соседних пар, причем их высота больцв высоты выступов. 2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения спирального канала меньше площади поперечного сечения цилиндрическо39 го. 3.Теплообменникпопп. 1и2,отл и чаю щий ся тем, что угол наклона продольного сечения выдавок спирального канала к оси выступов по ходу потока возрастает и у последней выдавки равен 90о. 4. Теплообменник по щь - э о т л и ч а ю щ и и с я тем, что цилиндрический канал гасположен по ходу потока за спиральным. 513234 Составитель А. Волков Техред М. Левицкая Корректор 3. Фанта Редактор Н. Вирко Заказ 115б/25 Тираж 814 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
