Регенеративный теплообменник

/02, 1983.ельство СССР17/00, 1979. плоэнергедля исполь- сгорания Известен регенератив ник, содержащий газову ненную с водяной кам подвода и отвода промеж сителя, выполнЕнного в металлических шаров, и плообменру, соедиканалами о теплоноонолитных вленные в ой уточно иде мустан ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Использование: в теплотехнике для утилизации тепла отходящих газов, Цель - повышение надежности. и экономичности. Сущность изобретения: шар (Ш) 5 подхватывается из канала 3 через проем 7 струей горячего газа, поступающего в камеру (К) 1 через центральное отверстие диафрагмы (Д) 6 и притягивается к ней, Обтекаемый струей Ш 5 хаотически вращается, не касаясь стеИзобретение относится к т тике, в частности к устройствам зования теплоты продукта органического топлива. нок К 1 и Д 6, и нагревается, При этом находящийся в Ш 5 жидкий теплоноситель испаряется. Давление в Ш 5 повышается и выпрямляет гофр, раздвигая полусферические половинки Ш, что увеличивает его размеры. Струя перестает удерживать Ш 5 у Д 6, и он уносится потоком газа к отражающей решетке 8, которая направляет его в канал 4. Под весом поступающих следом Ш 5 он опускается в водяную К 2, где отдает свое тепло воде. Находящийся внутри шара тепдоноситель. конденсируется, давление по нижается, и гофр 10 за счет своей упругости сжимает половинки. Охлажденный Ш 5 сохраняет положительную плавучесть и всплывает к каналу 3, где выталкивается следующими за ним Ш 5 к проему 7. После того, как следующий перед ним Ш 5 выталкивается после нагрева потоком газа от Д 6, струя подхватывает этот Ш. 5, и цикл повторяется. Таким образом обеспечивается устойчивая циркуляция Ш 5 без применения механизмов, чт: повышает надежность и экономичность, 2 ил,веей4 канале подвода питатель, а в водяной камере элеватор.Недостатком теплообменника являетсяприменение сложных кинематических механизмов питателя и элеватора, что снижаетэксплуатационную надежность, Кроме того,интенсивность теплообмена в газовой камере невысока,Наиболее близким по технической сущ. ности к предлагаемому является регенеративный теплообменник, содержащийических половинок 9, соединенных гофромО, и частично заполнены жидкостью 11,апример водой. В нижней части камеры 2меется отстойник 12,Работа теплообменника осуществляетя следующим образом.Шар 5 подхватывается из канала 3 черезтверстие 7 струей горячего газа, поступающей в камеру 1 через центральное отвертие диафрагмы 6, и притягивается к этойдиафрагме вследствие подсасывающеговоздействия струи, проявляющегося прирасстоянии 1, равном 1,5 - 3,5 диаметра шара5. Обтекаемый струей шар 5 находится всостоянии левитации, хаотически вращается, не касаясь стенок камеры 1 и диафрагмы6, и нагревается. При этом находящийся вшаре 5 жидкий теплоноситель 11 испаряется. Давление в шаре 5 повышается и выпрямляет гофр 10, раздвигая полусферы 9,что увеличивает размеры шара, нарушая егообтекание струей, Струя перестает удерживать шар 5 у диафрагмы 6, и он уноситсяпотоком газа к отражающей решетке 8, которая направляет его в канал 4 отвода промежуточного теплоносителя. Под весомпоступающих следом шаров 5 он опускаетсяв водяную камеру 2, где отдает свое тепловоде. Находящийся внутри шара теплоноситель 11 конденсируется, давление понижается, и гофр 10 за счет своей упругостисжимает полусферы 9, Охлажденный шар 5сохраняет положительную плавучесть ивсплывает к каналу 3, где выталкиваетсяследующими за ним шарами 5 к проему 7.После этого как следующий перед ним шар5 выталкивается после нагрева потоком газаот диафрагмы 6, струя подхватывает этотшар, и цикл повторяется.Увеличение расстояния более 3,5 илиуменьшение его менее 1,5 диаметра шара 5приводит к исчезновению эффекта захвата,что нарушает работоспособность теплообменника,Применение предлагаемого теплообменника позволяет повысить эксплуатационную надежность за счет устранениясложных кинематических механизмов. Увеличение интенсивности теплообмена междугорячим газом и промежуточным теплоносителем как за счет с руйного обтекания, таки за счет отсутствия точек контакта шаровсо стенками газового канала и увеличениетеполаккумулирующей способности промежуточного теплоносителя как за счет тепло емкости дополнительного жидкоготеплоносителя, так и за счет использованияскрытой теплоты фазового перехода позволяет повысить экономичность теплообменника. газовую камеру, соединенную каналами р подвода и отвода промежуточного теплоно сителя. образованного полыми металличе- н скими шарами, с водяной камерой, Канал и отвода промежуточного теплоносителя 5 снабжен винтовой направляющей, сНедостатком этого теплообменника является сравнительно низкая эксплуатаци- о онная надежность, что вызвано наличием кинематических механизмов и возможно с стью повреждения сминания полых шаров шнеком. Недостаточна также теплоаккумулирующая способность пустых полых металлических шаров и теплоэнергетицеская эффективность газовой камеры. Последнее 15 обусловлено малым проходным сечением в засыпках шаров и, следовательно, большим гидравлическим сопротивлением в газовом тракте и наличием застойных вихревых зон в окрестностях точек контактов шаров, а следовательно, сравнительно низкой ин тенсивностью теплообмена. Все это снижает экономичность теплообменника.Цель изобретения - повышение надежности и экономичности.Поставленная цель достигается тем, что 25 в регенеративном теплообменнике, содержащем газовую камеру, подключенную своим входным участком к источнику газа и сообщенную перепускным проемом с водяной камерой, заполненной промежуточным 30 теплоносителем в виде полых металлических шаров, теплообменник дополнительно снабжен диафрагмой с центральным отверстием, газовая камера выполнена цилиндрической, расположена горизонтально над 35 водяной камерой, перепускной проем выполнен в ее боковой стенке, а диафрагма размещена во входном участке газовой камеры на расстоянии от проема, составляющем 1,5-3,5 диаметра шара, при этомшары 40 выполнены из двух полусфер, соединенных гофром, и частично заполнены жидкостью.На фиг, 1 схематично изображен регенеративный теплообменник; на фиг. 2 - шар, используемый в качестве промежуточ ного теплоносителя, поперечный разрез.Теплообменник содержит цилиндрическую газовую камеру 1, соединенную с водяной камерой 2 каналами 3 и 4 для подвода и отвода промежуточного теплоносителя, 50 выполненного в виде полых металлических шаров 5. Во входном участке газовой камеры 1 размещена диафрагма 6 на расстоянииот перепускного проема 7, соединяющего камеру 1, и канал 3 водяной камеры 2, со ставляющем 1,5 - 3,5 диаметра шара 5 в холодном состоянии, Выход из газовой камеры 1 перегорожен отражающей решеткой 8, Шары 5 выполнены из двух полусфеформула изобретения Регенеративный теплообменник, содержащий газовую камеру, подключенную своим входным участком к источнику газа и сообщенную перепускным проемом с водяной камерой, заполненной промежуточным теплоносителем в виде полых металлических шаров, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и эконо. мичности, он снабжен диафрагмой с центТиражосударственного комитетаИ 3035, Москва, Ж зводственно-издательский ко ральным отверстием, газовая камера выполнена цилиндрической, расположена горизонтально над водяной камерой, перепускной проем выполнен в ее боковой стенке, а диафрагма раЗмещена во входном 5 участке газовой камеры на расстоянии отпроема, составляющим 1,5-3,5 диаметра шара, при этом шары выполнены из двух полусфер, соединенных гофром, и частично, заполнены жидкостью. Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб 4/5 Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101