RU2451875C1

RU2451875C1 - Теплообменник

Info

Publication number: RU2451875C1
Application number: RU2010141930/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Анатольевич Соколов (RU); Александр Анатольевич Соколов; Геннадий Васильевич Кулаков (RU); Геннадий Васильевич Кулаков
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2012-05-27
Also published as: RU2010141930A

Abstract

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах энергетических установок. Теплообменник содержит винтообразные элементы из труб, установленные в зазорах между витками друг друга. При этом в каждом витке выполнены два прямых и два скругленных участка. Одноименные участки расположены друг против друга. Каждый винтообразный элемент содержит, по меньшей мере, три прямых участка, которые эквидистантны у смежных элементов. Оси всех элементов в теплообменнике пересекаются в одной точке, которая одновременно расположена на оси теплообменника. Причем любая точка на оси теплообменника является и центром многоугольника, на контуре которого располагаются центры труб в любом поперечном сечении теплообменника через указанную точку в зоне прямых участков винтообразных элементов. Прямые участки у смежных винтообразных элементов могут иметь различную длину. Противоположно расположенные скругленные участки винтообразных элементов могут выполняться с различными радиусами, которые монотонно чередуются в витках, причем такое же чередование выполнено и у смежных винтообразных элементов. Достигается значительная компактность теплообменника, особенно в зоне расположения прямых участков, а также возможность размещать теплообменник в полостях с многоугольным поперечным сечением как постоянным, так и переменным по высоте. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в широком диапазоне как в стационарных, так и в транспортных энергетических установках.

Известны аналоги теплообменников, содержащие винтообразные элементы из труб, элементы смежно расположены и внедрены в зазоры между витками друг друга (см., например, а.с. СССР №254394; №290831; №312832).

Известен также теплообменник, содержащий винтообразные элементы из труб, установленные в зазорах между витками один другого и имеющие в каждом витке по два прямых и два скругленных участка с расположением одноименных участков напротив друг друга (см. а.с. СССР №278223).

Такой теплообменник характеризуется совокупностью признаков, наиболее сходных с совокупностью существенных признаков изобретения, и принимается за прототип.

Недостатком известного теплообменника являются его значительные габариты из-за невозможности размещения прямых участков у смежных винтообразных элементов компактно и эквидистантно относительно друг друга с расположением центров труб у прямых участков в поперечном сечении теплообменника на контуре многоугольника. Причем это невозможно из-за того, что у известного теплообменника оси смежных винтообразных элементов не пересекаются в одной точке, которая одновременно должна быть расположена и на оси теплообменника. При этом любая точка на оси у известного теплообменника не может быть и центром многоугольника, на контуре которого располагаются центры труб в любом поперечном сечении теплообменника в зоне прямых участков у смежных винтообразных элементов.

С целью устранения указанных недостатков и расширения компоновочных возможностей в теплообменнике, содержащем винтообразные элементы из труб, которые установлены с внедрением в зазоры между витками один другого и имеющие на каждом витке по два прямых и два скругленных участка, с расположением одноименных участков напротив друг друга, каждый винтообразный элемент выполнен, по меньшей мере, с тремя прямыми участками. Прямые участки у смежных винтообразных элементов эквидистантны относительно друг друга за счет расположения винтообразных элементов таким образом, что их оси пересекаются в одной точке. Одновременно эта точка расположена на оси теплообменника. Причем любая точка на оси теплообменника является и центром многоугольника, на контуре которого располагаются центры труб в любом поперечном сечении теплообменника через указанную точку в зоне прямых участков смежных винтообразных элементов.

Прямые участки у смежных винтообразных элементов могут иметь различную длину.

Радиусы противоположных скругленных участков у винтообразных элементов могут быть различными. Причем радиусы монотонно чередуются в витках винтообразных элементов, при этом у смежных винтообразных элементов монотонное чередование совпадает.

На фиг.1 изображен теплообменник (общий вид).

На фиг.2 - вид А с фиг.1.

На фиг.3 - разрез Б-Б с фиг.1.

На фиг.4 изображен одиночный винтообразный элемент из трубы с фиг.1 (общий вид).

На фиг.5 - вид В с фиг.4.

На фиг.6 изображен теплообменник с различными радиусами противоположных скругленных участков в винтообразных элементах (общий вид).

На фиг.7 изображен одиночный винтообразный элемент из трубы с фиг.6 (общий вид).

На фиг.8 - вид Г с фиг.7.

Теплообменник состоит из винтообразных элементов 1, содержащих прямые участки 2, скругленные участки 3 и ось винтообразного элемента 4, а также из оси 5 теплообменника, точки 6 пересечения осей 4 винтообразных элементов 1, из контура многоугольника 7, на котором расположены центры труб 8, из входных и выходных концов труб 9.

Одна из теплопередающих сред входит внутрь винтообразных элементов 1 и выходит из них через входные и выходные концы труб 9.

Другая теплопередающая среда движется снаружи винтообразных элементов 1 параллельно оси 5 теплообменника. Возможна поперечная оси 5 организация движения теплопередающей среды.

Предлагаемый теплообменник позволяет достичь следующих результатов:

- уменьшить габариты, так как прямые участки смежных винтообразных элементов могут располагаться с минимально возможными зазорами относительно друг друга, обеспечивая при этом значительную компактность теплообменника;

- расширить компоновочные возможности, так как теплообменник можно размещать в полости как с круглым, так и с многоугольным поперечным сечением, причем площадь такого сечения, по высоте полости, может иметь различную величину.

Claims

1. Теплообменник, содержащий винтообразные элементы из труб, установленные в зазорах между витками один другого и имеющие в каждом витке два прямых и два скругленных участка с расположением одноименных участков друг против друга, отличающийся тем, что каждый винтообразный элемент содержит, по меньшей мере, три прямых участка, при этом последние у смежных винтообразных элементов эквидистантны относительно друг друга, и оси всех винтообразных элементов пересекаются в одной точке, расположенной одновременно и на оси теплообменника, причем любая точка на этой оси является и центром многоугольника, на контуре которого располагаются центры труб в любом поперечном сечении теплообменника через упомянутую точку в зоне прямых участков.

2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что прямые участки у смежных винтообразных элементов имеют различную длину.

3. Теплообменник по п.1 или 2, отличающийся тем, что радиусы противоположных скругленных участков различны и монотонно чередуются в витках винтообразных элементов, причем у смежных винтообразных элементов монотонное чередование совпадает.