Теплообменное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК Г 27 В 7/ ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(54) СТВО щее внут корп опрахов,М.И.Тюринледоваитут цеиче вер(21) 293 (22) 26. (46) 23. (72) Ю.А А.В.Кисе 71) Сиб тельский ментной (53) 666 330/29-33 5. 80 7. 83, Вюл. Р 27 Ушаков, А.Г.Вер ев, А.Й.Гусев и рский научно-ис и проектный инсромышленности94. 041 (088. 8) ЯО 103063(57) 1. ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЯвращающегося барабана, содержатепловые трубы, укрепленные на ренней поверхности вращающегося уса, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации теп лообмена, тепловые трубы выполнены в форме логарифмической спирали, н ружная ветвь которой асимптот ски приближена к внутренней по хности вращающегося корпуса .2. Устройство по п.1, о т л ищ е е с я тем, что шаг списоставляет 0,1-1,0 радиуса вращающегося корпуса.Изобретение относится к устройствам для вращающихся агрегатов, типа печей и холодильников, и можетбыть использовано в промышленностистроительных материалов.В современной промышленности приобжиге и охлаждении клинкера большие трудности представляет передача тепла от греющих газов к обжигаемому материалу в печи, а при охлаждении клинкера в рекуператорных или 10барабанных холодильниках - от материала к воздуху,Зту задачу решают установкой различного типа теплообменных устройствцепных завес, неподвижных теплообменников, пересыпных полок, которые работают с малым коэффициентомполезного действия,Известно теплообменное Устройство вращающейся печи, содержащее систему полых металлических лопастей,заполненных жидкометаллическим теплоносителем 17.Однако эта конструкция несовершенна и сложна в изготовлении.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является теплообменное устройство вращающегося агрегата, содержащее тепловые трубы, укрепленные на внутренней поверхности вра-ЗОщающегося корпуса параллельно его об.разующей и выполненные в виде прямых отрез 1;ов труб 2 .Недостатком известного устройства является чизкий коэффициент тепло 35обмена из-за погружения всей длиныкаждого отрезка труб одновременнов слой обрабатываемого материала,что не дает возможности эффективноиспользовать разность температур 40различных зон тепловых труб. Целью изобретения является интенсификация теплообмена.Поставленная цель достигается тем,45что теплообменное устройство вращающегося барабана, содержащее тепловыетрубы, укрепленные на внутренней поверхности вращающегося корпуса, тепловые трубы выполнены в форме логариф.мической спирали, наружная ветвь которой асимптотически приближена квнутренней поверхности вращающегосякорпуса. При этом шаг спирали составляет 0,1-1,0 радиуса вращающегося агрегата,55,На Фиг,1 изображено устройство принаправлении теплового потока от газовой среды к материалу 1 вращающаясяпечь 7, на фиг.2 - то же, при направлении теплового потока от материала бОк газовой средерекуператорный илибарабанный холодильники 7,Устройство содержит вращающийсяагрегат 1, теплообменный элемент 2в виде .погарифмической спирали,слой 3 материала при вращении агрегата, направление 4 теплового потока.Теплообменный элемент 2 укрепляют на внутренней поверхности печи таким образом, что наружная ветвь асимптотически приближается к внутренней поверхности вращающегося агрегата 1,а внутренняя ветвь расположена в газовом потоке, При этом шаг спирали составляет 0,1-1,0 радиуса вращающегося агрегата 1. При направлении теплового потока от газа к материалу применительно к. вращающейся печи теплообменный элемент 2 установлен таким образом, что наружная ветвь спирали как бы входит в материал. И наоборот, при направлении теплового потока от материала к газу, например при охлаждении в барабанном или рекуператорном холодильнике, теплообменный элемент установлен таким образом, что наружная ветвь спирали при вращении агрегата 1 как бы выходит из слоя 3материалаУстройство работает следующим образом.1. Случай нагрева материалафиг.1 При вращении агрегата 1 теплообменный элемент 2 устройства наружной ветвью входит в слой 3 материала. При этом рабочий агент, помещенный внутрь тепловой трубы, за счет сил гравитации перетекает во внутреннюю ветвь теплообменного элемента 2, которая находится в греющем газовом потоке, Рабочий агент, нагреваясь, меняет своеагрегатное состояние и в виде парапоступает в наружную ветвь, находящуюся в материале 3; Здесь пар конденсируется, и выделившаяся тепловая энергия передается через стенки трубы материалу. Сконденсировавшийся рабочий агент перетекает в зону нагрева, и цикл повторяется.2. Случай охлаждения материала фиг.27,При вращении агрегата 1 наружная ветвь элемента 2 теплообменного устройства выходит из материала. Приэтом рабочий агент, помещенный внутрь тепловой трубы, перетекает иэ внутренней ветви в наружную, т.е. в зону нагрева. Здесь он нагревается и в виде пара поступает во внутреннюю ветвь, находящуюся в потоке охлаждаемого воздуха, где конденсируется, отдает тепловую энергию воздуху и снова перетекает в зону нагрева, т.е, в наружную ветвь. Затем цикл повторяется.шаг логарифмической спирали составляет 0,1-1,0 радиуса вращающегося агрегата 1. При шаге спирали менее 0,1 радиуса вращающегося агрегата 1 в момент входа теплообменного устройства в слой материала 3, обе ветви теплообменного элемента 2, т.е. эона нагрева и зона конденсации,1030631 ставитель Л.Петред М,тепер КорректорА.Иль 40 Тираж б 15ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская н Заказ 51 ПодписиСР илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная окаэываются покрытыми слоем материала 3 и теплообменное устройствоперестает работать как тепловая труба, отчего резко ухудшается теплообмен. При выполнении шага спиралиболее 1,0 радиуса вращающегося агрегата 1 наблюдается аналогичная ситуация, когда часть внутренней ветвипогружается в материал, эона нагреРедактор С.Патрушева Т ва и конденсации оказываются в близких температурных условиях и устройство перестает работать как тепловая труба.Установка предлагаемого теплообменного устройства резко интенсифицирует теплообмен между газом и материалом, за счет чего снижается удельный расход топлива на обжиг.