Вертикальный теплообменник

Союз Советских Социалистических Республик(51) М. 28 0 7/00 рисоединением заявкиосударственнын комитетСовета Министров СССРпо делам изооретеннйн открытий(088,8)45) Дата опубликования описания 0.0.13(72) Авторы изобретени асторгуев и И, И. Прокопов, М. рафутдин учно-исспеповатепьский нефтегазовый институтике безопасности и промсанитарии 71) Заяв Восточный по т54) В ТИКАНЫй ТП 1 ООБМ 1-НИХ 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 1.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. Я 555271 известен вертикальный теплообмеиник, 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 Объясяется неполным использованием тепла двигателя, Отводящего в атмосферу, в частности тепла охлаждающей ждкости из рубашки охлаждения двигателя. Цель изобретения - интенсификация гелообмена путем полного спользовая тепла, отводимого от двигателя с выхлопымгазами и с охлаждающей жидкостью.ЬПоставленная цель остигается тем, чтов кожухе над трубным пучком установлен дополнтельный трубный пучок, по ос которого размещен патруоок, подсоедпенный к собирающему коллектору, а трубное пространство дополнительного пучка соеднено с потостям ц перегородок.На чертеже показан вертикальный теплообменник, обций вид.Теплообменник состоит из кожуха 1, в котором между трубными решетками 2 н 3 закреплен дополнительный трубный пучок 4, в б мсжтрубном пространстве которого устаопасы поперечные перегородки 5, Трубная решетка 6 установлена с кольцевым зазором 7 в кожх хс 1. Между трубными решетками б 8 закреплен трубный лучок 9, в межтрубном про странстве которого установлена поперечная ерегородка 10. В межтрубном пространстве пучка 9 между трубными решетками 6 и 8 установлены полые перегородки 11 и 2, полости которых сообщены между собой переточыми трубами 3 и с трубным пространствох 1 дополна нительного пучка 4, На трубной решетке за3креплен собирающий 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 - днищем 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 пере- точных труб 13 заливают низкозамерзающий теплоноситель с высокой теплопроводностью, например трансформаторное масло,Один из теплоносителей, например выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, через патрубок 19 днища 18 вводится под трубную решетку 8, распределяется по трубному пучку 9 и нагревает масло, проходит через них и выходит над трубной решеткой 6 в собирающий 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 вы водится 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, омывающей их, за счет чего дополнительно нагревается. Подогретый воздух из пучка 4 проходит в полость полой перегородки 11, где омывает собирающий 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 4труб 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, на пример на обогрев оборудования, рабочего места и т. д.При колебаниях режима работы двигателявнутреннего сгорания будет происходить колебание температуры выхлопных газов, входящих в теплообменник. Эти колебания температур 1 Обудут 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 тепло- обмениваются 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 30 теплого воздуХа.формула изобретенияВертикальный теплообменник по авт. св.35Юо 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 кол 4 о лектору, 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, 1962, с. 12.591680 г оставитель В. Косенко ред О Ъ говая К аж 85 П в ССС шская наб.,ул. Проектная, 4 илнал П П атент, г. ужгород едактор М. Васильева аказ 575/32 ЦНИИПИ Государспо де 13035, Москва, Ж,енного комитета ам изобретений вета Минис открытийд. 4(5 жсор Ь. Ковалевписное