RU2705168C1 - Heat exchanger - Google Patents
Heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2705168C1 RU2705168C1 RU2018143052A RU2018143052A RU2705168C1 RU 2705168 C1 RU2705168 C1 RU 2705168C1 RU 2018143052 A RU2018143052 A RU 2018143052A RU 2018143052 A RU2018143052 A RU 2018143052A RU 2705168 C1 RU2705168 C1 RU 2705168C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavities
- housing
- flows
- central part
- inlet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано при создании теплообменных аппаратов.The invention relates to heat exchange technology and can be used to create heat exchangers.
Известен теплообменник, содержащий корпус, состоящий из наружной и внутренней стенок, установленных коаксиально с кольцевым зазором и образующих полость для рабочего тела, подводящего и отводящего коллекторов с патрубками, теплообменные элементы, выполненные в виде двухслойных цилиндрических оболочек, соединенные между собой и корпусом при помощи пилонов, установленных на концах теплообменных элементов, при этом в пилонах выполнены каналы для подвода и отвода рабочего тела (патент РФ №2569990, Заявка №: 2014149786/06 от 09.12.2014, МПК: F28D 7/10 - прототип).Known heat exchanger containing a housing consisting of an outer and inner wall mounted coaxially with an annular gap and forming a cavity for the working fluid, inlet and outlet manifolds with nozzles, heat exchange elements made in the form of two-layer cylindrical shells connected to each other and the housing using pylons installed at the ends of the heat-exchange elements, while in the pylons channels are made for the supply and removal of the working fluid (RF patent No. 2569990, Application No.: 2014149786/06 dated 12/09/2014, IPC:
Предложенный теплообменник работает следующим образом. Во внутреннюю полость теплообменника подается теплоноситель. Теплоноситель равномерно распределяется в полости теплообменника и движется в кольцевых зазорах, расположенных между теплообменными элементами и внутренней стенкой корпуса. Рабочее тело через подводящий патрубок поступает в подводящий коллектор и далее в кольцевой зазор, расположенный между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса. В кольцевом зазоре рабочее тело разделяется на два потока. Первый поток рабочего тела проходит в кольцевом зазоре между наружной стенкой и внутренней стенкой корпуса, нагревается и отводится в отводящий коллектор. Второй поток рабочего тела поступает по пилонам в кольцевые зазоры, расположенные между стенками теплообменных элементов. Проходя по кольцевым зазорам, рабочее тело нагревается, после чего поток по пилонам поступает в отводящий коллектор. В отводящем коллекторе два потока рабочего тела смешиваются между собой. Рабочее тело выходит из отводящего коллектора через отводящий патрубок.The proposed heat exchanger operates as follows. Heat carrier is supplied to the internal cavity of the heat exchanger. The coolant is evenly distributed in the cavity of the heat exchanger and moves in the annular gaps located between the heat exchange elements and the inner wall of the housing. The working fluid through the inlet pipe enters the inlet manifold and then into the annular gap located between the outer wall and the inner wall of the housing. In the annular gap, the working fluid is divided into two streams. The first flow of the working fluid passes in an annular gap between the outer wall and the inner wall of the housing, heats up and is diverted to the outlet manifold. The second flow of the working fluid flows through the pylons into the annular gaps located between the walls of the heat exchange elements. Passing through the annular gaps, the working fluid is heated, after which the flow of the pylons enters the outlet manifold. In the discharge manifold, two flows of the working fluid are mixed together. The working fluid exits the outlet manifold through the outlet pipe.
Основными недостатками является сложность конструкции, значительные габаритные размеры, обусловленные значительными конструктивными зазорами между кольцевыми теплообменными элементами, неравномерность нагрева оболочек, вызванная последовательностью прохождения теплоносителя от периферийной оболочки к центральной, что, в конечном итоге, снижает эффективность работы теплообменника.The main disadvantages are the design complexity, significant overall dimensions due to significant structural gaps between the ring heat exchange elements, uneven heating of the shells caused by the sequence of passage of the coolant from the peripheral shell to the central one, which ultimately reduces the efficiency of the heat exchanger.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей теплообменника.The objective of the invention is to remedy these disadvantages, improve technical characteristics and expand the functionality of the heat exchanger.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном теплообменнике, содержащем цилиндрический корпус с входными и выходными коллекторами ввода и отвода первого и второго потоков, расположенными на корпусе, теплообменные элементы, установленные внутри корпуса в определенном порядке, полости которых связаны с соответствующими полостями подвода и отвода потоков, согласно изобретению, корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей, при этом центральная часть выполнена в виде полого цилиндра с двумя днищами, а входная и выходная части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек с одним днищем, с поперечным сечением в виде буквы С, скрепленных между собой с образованием внутренних входных и выходных полостей таким образом, что упомянутые полости образованы корпусом и днищем предыдущей и днищем последующей обечаек, причем количество обечаек входной части соответствует количеству обечаек выходной части, установленными последовательно с обеих сторон центральной части корпуса с образованием монотонно чередующихся входных полостей первого и второго потоков, и монотонно чередующихся выходных полостей первого и второго потоков, причем осевой размер полостей равномерно уменьшается от периферии к центральной части теплообменного аппарата, при этом теплообменный элемент выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины, причем трубы большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть, при этом входная и выходная часть первой наружной трубы теплообменного элемента установлена в днищах центральной части корпуса, а каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго потоков, при этом полости кольцевых радиальных зазоров первого и второго потоков монотонно чередуются между собой, а величина зазоров увеличивается от периферии к центру.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed heat exchanger containing a cylindrical housing with input and output collectors of the input and output of the first and second flows located on the housing, the heat exchange elements installed inside the housing in a specific order, the cavities of which are connected with the corresponding cavities of the supply and exhaust flows, according to the invention, the casing of the heat exchanger is made up of inlet, central and output parts, while the Central part is made in the form of a hollow a cylinder with two bottoms, and the input and output parts are made of several hollow cylindrical shells with one bottom, with a cross section in the form of the letter C, fastened together to form internal input and output cavities so that the said cavities are formed by the body and bottom of the previous and the bottom of the subsequent shells, and the number of shells of the input part corresponds to the number of shells of the output part, installed sequentially on both sides of the Central part of the housing with the formation of monotonously alternating of input cavities of the first and second flows, and monotonously alternating output cavities of the first and second flows, the axial size of the cavities being uniformly reduced from the periphery to the central part of the heat exchanger, while the heat exchange element is made in the form of several coaxially mounted pipes of different diameters and different lengths, and pipes of a larger diameter and shorter length form the peripheral part of the heat exchange element, and pipes of a smaller diameter and larger length form its central part, while one and the output part of the first outer pipe of the heat-exchange element is installed in the bottoms of the central part of the housing, and each subsequent pipe of the heat-exchange element is installed in the bottoms of the inlet and its corresponding output parts inside the previous pipe with the formation of annular radial gaps between the walls of the pipes connected to the cavity of the first or second flows , while the cavity of the annular radial gaps of the first and second flows monotonously alternate with each other, and the size of the gaps increases from the periphery to the center.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид теплообменника, продольный разрез, на фиг. 2 - входная часть теплообменника в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - выходная часть теплообменника в увеличенном масштабе.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a heat exchanger, a longitudinal section, in FIG. 2 - enlarged scale of the heat exchanger inlet, FIG. 3 - the output of the heat exchanger on an enlarged scale.
Теплообменный аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с входными 2, 3 и выходными 4, 5 патрубками ввода и отвода первого и второго компонентов, расположенными на корпусе 1. Корпус теплообменного аппарата выполнен состоящим из входной, центральной и выходной частей. Во входной и выходной частях корпуса 1 установлены входной 6 и выходной 7 патрубки. Центральная часть выполнена в виде полого цилиндра 8 с двумя днищами, а входная 9 и выходная 10 части выполнены из нескольких полых цилиндрических обечаек 11 с одним днищем, скрепленных между собой. Количество обечаек 11 входной части соответствует количеству обечаек 11 выходной части, установленных последовательно с обеих сторон центральной части корпуса 8 таким образом, что они образуют монотонно чередующиеся входные полости первого и второго компонентов, и монотонно чередующиеся выходные полости первого и второго компонентов.The heat exchanger contains a
Теплообменный элемент 12 установлен внутри корпуса и его полости связаны с соответствующими полостями подвода и отвода компонентов. Теплообменный элемент 12 выполнен в виде нескольких коаксиально установленных труб разного диаметра и разной длины. Трубы 13 большего диаметра и меньшей длины образуют периферийную часть теплообменного элемента, а трубы 14 меньшего диаметра и большей длины образуют его центральную часть. Входная и выходная часть первой наружной трубы установлена в днищах центральной части корпуса. Каждая последующая труба теплообменного элемента установлена в днищах входной и соответствующей ей выходной частей внутри предыдущей трубы с образованием кольцевых радиальных зазоров 15 или 16 между стенками труб, соединенных с полостью первого или второго компонентов. Полости кольцевых радиальных зазоров 15 первого и 16 второго компонентов монотонно чередуются между собой.The
Предложенный теплообменник работает следующим образом.The proposed heat exchanger operates as follows.
Первый компонент подается во входной патрубок 6 и во входные патрубки 3, равномерно чередующиеся с входными патрубками 2 второго компонента и поступает по центральной полости теплообменного элемента 12 и чередующимся кольцевым зазорам 15 к выходной части, в частности, к патрубкам 5 и 7.The first component is fed into the
Второй компонент подается в патрубки 2, равномерно чередующиеся с патрубками подвода первого компонента 3, поступает в кольцевые полости 16 и подается к выходным патрубкам 4. Таким образом, реализуется схема - сплошная струя первого компонента - полая струя второго компонента - полая струя первого компонента - полая струя второго компонента и т.д. по количеству полых цилиндрических обечаек 11.The second component is fed into the
Такое воздействие на потоки компонентов и их преобразование в полые кольцевые струи позволяет уменьшить поперечный характерный размер и увеличить площадь теплообмена, что, в конечном итоге, позволит повысить эффективность работы теплообменного аппарата в целом.Such an effect on the component flows and their transformation into hollow annular jets makes it possible to reduce the transverse characteristic size and increase the heat exchange area, which, ultimately, will improve the overall efficiency of the heat exchanger.
Направление подачи первого и второго компонентов может быть как попутным при подаче их в одну сторону, так и противоположным, при подаче навстречу друг другу.The feed direction of the first and second components can be both incidental when feeding them in one direction, or opposite, when feeding towards each other.
Равномерное уменьшение высоты кольцевых полостей от периферии к центру позволяет обеспечить требуемую равномерность распределения по кольцевым полостям горячего и холодного потоков.A uniform decrease in the height of the annular cavities from the periphery to the center makes it possible to ensure the required uniform distribution over the annular cavities of hot and cold flows.
Использование предложенного технического решения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности теплообменника.Using the proposed technical solution will improve the technical characteristics and expand the functionality of the heat exchanger.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143052A RU2705168C1 (en) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143052A RU2705168C1 (en) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2705168C1 true RU2705168C1 (en) | 2019-11-05 |
Family
ID=68501054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018143052A RU2705168C1 (en) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2705168C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA52799C2 (en) * | 2000-06-20 | 2003-01-15 | Євген Олександрович Коломицев | Heat exchange element |
RU2206850C2 (en) * | 2001-07-20 | 2003-06-20 | Буглаев Владимир Тихонович | Tube heat exchanger |
RU2486425C1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Heat exchange unit |
RU2569990C1 (en) * | 2014-12-09 | 2015-12-10 | Владислав Юрьевич Климов | Heat exchanger |
-
2018
- 2018-12-06 RU RU2018143052A patent/RU2705168C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA52799C2 (en) * | 2000-06-20 | 2003-01-15 | Євген Олександрович Коломицев | Heat exchange element |
RU2206850C2 (en) * | 2001-07-20 | 2003-06-20 | Буглаев Владимир Тихонович | Tube heat exchanger |
RU2486425C1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Heat exchange unit |
RU2569990C1 (en) * | 2014-12-09 | 2015-12-10 | Владислав Юрьевич Климов | Heat exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2705167C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2699768C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2705168C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2699902C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2705152C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2703791C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2699900C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2705174C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2718150C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2705158C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2699909C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2699901C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2699906C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2719242C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2705917C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2699905C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2724374C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2710835C1 (en) | Heat exchanging device | |
RU2719260C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2719248C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2719244C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2705173C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2705150C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2719246C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2715810C1 (en) | Heat exchanger |