Вертикальный теплообменник

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 59 1680 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву № 555271 (22) Заявлено 16 03.76 (21) 2334348/29-М (51) М. Кл,е

F 28 D 7/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,02.78. Бюллетень №5 (45) Дата опубликования описания z.O.O1. tо

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК621.565.94 (088. 8) (72) Авторы изобретения

О. И. Прокопов, М. А. Расторгуев и И. Г. Шарафутдинов

Восточный научно-исследовательский нефтегазовый институт по технике безопасности и промсанитарии (71) Заявитель

{54) BEPTNKAIIbHb1A т П 1ООБМ 1-1НИК

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в системах обогрева транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания.

Известны теплообменники, содержащие корпус с размещенными внутри трубами, закрепленными в трубных решетках (l j.

Недостатками известных теплообменников являются низкая эффективность при использования тепла выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания; колебание выходных характеристик теплоносителя в полной зависимости от режима работы двигателя и невозможность одновременного использования тепла из рубашки охлаждения двигателя.

По основному авт. св. ¹ 555271 известен вертикальный теплообменник, содержащий кожух с закрепленным в трубных решетках трубным пучком, в межтруоном пространстве которого размещены полые поперечные перегородки, соединенные между собой переточными трубами.

Недостатком этого теплообменника является низкая эффективность теплообмена, что объясняется неполным использованием тепла двигателя, отводящего в атмосферу, в частности тепла охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения двигателя.

1д(ель изобретения — интенсификация .геилообмена путем полного использования тепла, отводимого от двигателя с выхлопными газами и с охлаждающей жидкостью.

Ь

Поставленная цель „ iîñòèãàåòñÿ тем, что в кожухе над трубным пучком установлен дополнительный трубный пучок, по оси которого размещен патрубок, подсоединенный к собирающему коллектору, а трубное пространство дополнительног0 пучка соединено с llотостямн

1g перегородок.

На чертеже показан вертикальный теплообменник, общий вид.

Теплообменннк состоит из кожуха 1, в котором между трубными решетками 2 н 3 закреплен дополнительный трубный пучок 4, в

Я мсжтрубном пространстве которого установл" ны поперечные перегородки 5. Трубная решетка 6 установлена с кольцевым зазором 7 в кож хс 1. Между трубными решетками б и 8 закреплен трубный лучок 9, в межтрубном про20 странстве которого установлена поперечная перегородка 10. В межтрубном пространстве пучка 9 между трубными решетками 6 и 8 установлены полые перегородки 11 и !2, полости которых сообшены между собой переточными трубами 13 и с трубным простран 1вом дополна нительного пучка 4. На трубной решетке за591680 з креплен собираюший коллектор 14, из вершины которого выведен патрубок 15, проходящий по оси дополнительного трубного пучка 4 через его трубные решетки 3 и 2. Сверху кожух 1 снабжен крышкой 16 с патрубком 17., а снизу — днишем 18 с патрубком 19. Межтрубное пространство трубного пучка 9 снабжено патрубком 20, установленным в полости полой перегородки 12. Межтрубное пространство переточных труб 13 снабжено сливным патрубком 21 с краном 22 и заправочным штуцером 23. Межтрубное пространство дополнительного трубного пучка 4 снабжено патрубками 24 и 25.

Теплообменник работает следующим образом.

При закрытом кране 22 патрубка 21 через штуцер 23 в межтрубное пространство переточных труб 13 заливают низкозамерзаюший теплоноситель с высокой теплопроводностью, например трансформаторное масло.

Один из теплоносителей, например выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, через патрубок 19 дниша 18 вводится под трубную решетку 8, распределяется по трубному пучку 9 и нагревает масло, проходит через них и выходит над трубной решеткой 6 в собираюший коллектор 14, откуда через патрубок 15 выбрасывается в атмосферу. Через патрубок 24 в межтрубное пространство трубного пучка 4 вводится другой теплоноситель, например жидкость из рубашки охлаждения двигателя. который огибает поперечные перегородки 5, поперечно омывает пучок 4 и выводится через патрубок 25. В то же время через патрубок 17 крышки 16 подается среда для тепловой обработки, например воздух, который на трубной решетке 2 распределяется по трубному пучку 4 встречно потоку горячей жидкости, омываюшей их, за счет чего дополнительно нагревается. Подогретый воздух из пучка 4 проходит в полость полой перегородки 11, где омывает собираюший коллектор 14, проходит по кольцевому зазору 7 между кожухом 1 и трубной решеткой 6, огибает поперечную перегородку 10 и поперечно омывает трубной пучок 9.

Затем подогретый воздух распределяется по переточным трубам 13, проходит через них и теплообменивается с маслом, находящимся в межтрубном пространстве, выходит из

4 труб 13 в полость полой перегородки 12, омывает трубный пучок 9 и дополнительно нагревается. Окончательно нагретый воздух по патрубку 20 выводится из теплообменника и подается по технологическому назначению, на5 пример на обогрев оборудования, рабочего места и т. д.

При колебаниях режима работы двигателя внутреннего сгорания будет происходить колебание температуры выхлопных газов, входяших в теплообменник. Эти колебания температур

1О будут значительно сглаживаться наличием промежуточного теплоносителя, а именно масла в межтрубном пространстве переточных труб 13

Например, при понижении температуры выхлопных газов температура масла в межтрубном пространстве окажется выше температуры выхлопных газов. Последние теплообмениваются с маслом через трубный пучок 9 и подогреваются. Воздух, омывающий эти трубы, также соответственно подогревается более эффективно, а, проходя по трубам 13, теплообменивается с маслом и еше более подогревается. И наоборот, если температура выхлопных газов повышается, то она снимается вышеописанным образом маслом, температура которого оказывается ниже температуры выхлопных газов.

При кратковременных остановках двигателя воздух подогревается запасом теплоемкости жидкости и масла. Масло позволяет аккумулировать тепло выхлопных газов до включения в работу теплообменника с целью получения зо теплого воздуха.

Формула изобретения

Вертикальный теплообменник по авт. св.

М 555271, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, в кожухе над трубным пучком установлен дополнительный трубный пучок, по оси которого размещен патрубок, подсоединенный к собирающему коллектору, а трубное пространство дополнительного пучка соединено с полостями перегородок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Антикайн П. А. Рекуперативные теплообменные аппараты, М.-Л., Госэнергоиздат, 4 1962, с. 12.

591680

22 гп

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Васильева

Заказ 575/32

Составитель В. Косенко

Техред О. Луговая Корреи"ор H. Ковалева

Ти раж 8!5 Подписное