Теплообменная установка

СОЮЗ СОИ 1 ОНИ ХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(51) Р 28 0 11/02 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВВУ В 8Е.М. НовЛяшенко цкий нститут инженеров тельства ьстроительн(54)(57) ТЕПЛООБМЕсодержащая теплоокоицентрично распцилиндров, один ис приводом вращенк полостям цилинд ННАЯ УСТАНОВКА менни ложен в виде двух х полых ых соединенодключенные одящие и откото и(21) 3538164/24-06 (22) 13.01.83 (46) 28,02.85. Бюл (72) С.М. Андоньев Е.Е. Лобасова, Г,Г и А.Н. Малишевский (71) Харьковский и коммунального стро ковский инженерноститутЯО 1142721 водящие патрубки, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена при малых перепадах температур и при размещениитеплообменников в открытых емкостях, заполненных загрязненнымижидкостями, установка содержит второй аналогичный теплообменник, а подводящий патрубок каждого из теплообменников введен в полость внутреннего цилиндра и соединен с отводящим патрубком другого теплообменника, погруженным под слой теплоносителя в полости между цилиндрамии ориентированным тангенциально внаправлении, противоположном направлению вращения теплообменника,причем все цилиндры имеют днища,дырчатые у внутренних цилиндров,и соединены между собой радиальчы-ми стержнями, выведенными за пределы внешнего цилиндра.114" Цель изобретения - интенсификация 40теплообмена при малых перепадахтемператур и при размещении теплообменников в открытых емкостях, заполненных загрязненными жидкостями,Цель достигается тем, что в тепло обменной установке, содержащей теплообменник в виде двух концентричнорасположенных полых цилиндров, одиниз которых соединен с приводом вращения, и подсоединенные к полостям цилиндров подводящие и отводящие патрубки. дополнительно содержит второйаналогичный теплообменник, подводящий патрубок каждого из теплообменников введен в полость внутреннего 55цилиндра и соединен с отводящим патрубком другого теплообменника,погруженным под слой теплоносителяИзобретение относится к тепло- обменным аппаратам, использующим низкотемпературное тепло жидкостей, и может быть применено в системах промьпиленного водоснабжения, очистки сточных вод и в других отраслях техники.Известен теплообменный аппарат, содержащий по меньшей мере два полых цилиндра с турбинными и ком прессорными лопатками на их поверхностях, установленные концентрично в корпусе с образованием кольцевых каналов, сообщенных с патрубками подачи и отвода теплоносителей 13. 15Такая конструкция имеет низкую эффективность при движении охлаждаемой или нагреваемой среды с малыми скоростями. Кроме того, известная конструкция не может быть использована для теплообмена между жидкостями, движущимися в открытых каналах или находящимися в открытых емкостях.Наиболее близкиьрпо технической 25 сущности и достигаемому результату к предлагаемой является теплообменная установка, содержащая теплообменник в виде двух сообщающихся с подводящим и отводящим патрубками З 0 концентрично расположенных полых цилиндров, один из которых соединен с приводом вращения Г 2 1.Эта конструкция обладает малой эффективностью при теплообмене между З загрязненными жидкостями в открытых емкостях или каналах и при малых перепадах температур. 721в полости между цилиндрами и ориентированным тангенциально в направлении, противоположном направлению вращения теплообменника, причем все цилиндры имеют днища, дырчатые у внутренних цилиндров, и соединены между собой радиальными стержнями, выведенными за пределы внешнего цилиндра.На фиг.1 схематически изображена предлагаемая установка; на фиг.2 - тб же, вид в плане.Установка состоит из двух теплообменников, каждый из которых содержит концентрически расположенные заполненные промежуточным теплоносителем (например, химочищенной водой) внешний 1 и внутренний 2 цилиндры. Внутренние цилиндры 2 соединены со своими приводами 3 вращения и имеют дырчатое днище 4. Цилиндры 1 и 2 соединены между собой радиально расположенными стержнями 5, пропущенными через стенку внешних цилиндров 1. Теплообменники погружены в открытые емкости (или каналы) 6 и 7 с нагреваемой и охлаждаемой жидкостями и сообщаются между собой патрубками 8 и 9, каждый из которых с одной стороны сообщается с полостью внутреннего цилиндра 2 одного из теплообменников, а с другой стороны - с полостью внешнего цилиндра 1 второго теплообменника. При этом концы патрубков, сообщающиеся с полостями внешних цилиндров 1, погружены под уровень промежуточного теплоносителя в полостях цилиндров 1 и направлены тангенциально в направлении, противоположном направлению вращения теплообменника.Установка работает следующим образомм.1При вращении заполненных промежуточным теплоносителем цилиндров 1 и 2 промежуточный теплоноситель поступает в расположенные тангенциально концы патрубков 8 и 9, по которым поступает из полости внешнего цилиндра 1 одного теплообменника в полость внутреннего цилиндра 2 другого теплообменника, где, перемешиваясь в нисходящем спиральном потоке, проходит через отверстия в днище 4 и в виде восходящего спирального потока поступает в верхнюю часть внешних цилиндров 1, откуда опять поступает в1142 тангенциально направленные концыпатрубков 8 и 9, непрерывно циркулируя таким образом между теплообменниками, погруженными в емкости6 и 7 с нагреваемой и охлаждаемойжидкостями.Тепло от охлаждаемой жидкости через поверхность стержней 5 внешнего цилиндра 1 передается промежуточному теплоносителю, движущемуся 10в полости этого цилиндра 1, к поверхности внутреннего цилиндра 2,через которую тепло передается теплоносителю, циркулирующему в полости этого цилиндра 2, осуществляя егопредварительный нагрев. При поступлении в другой теплообменник,погруженный в нагреваемую жидкость,тепло от промежуточного теплоноси"теля сообщается нагреваемой жидкости в обратном порядке, после чегоохлажденный промежуточный теплоноситель опять поступает в теплообменник, погруженный в охлаждаемуюжидкость, 25Предлагаемая установка позволяетповысить эффективность теплообменамежпу жидкостями в открытых емкостяхили каналах с малым перепадом тепператур и надежность работы.Объединение теплообменников патрубками в одну теплообменную установку позволяет обеспечить циркуляциюпромежуточного теплоносителя междуними и осуществить эффективный теплообмен между жидкостями в открытыхемкостях и каналах.Так как выведенные за пределывнешних цилиндров стержни вращаютсявместе с цилиндрами, происходит их40интенсивное обтекание нагреваемойили охлаждаемой жидкостью, что, содной стороны, интенсифицирует теплообмен при низких перепадах температур путем интенсивного перемешива 45ния жидкости, а с другой стороны,обеспечивает постоянное удалениес поверхности стержней возможныхотложений механических примесей иэ"21 4жидкости, что также новьшает эффективность работы установки и позволяет использовать ее для нагрева и охлаждения жидкостей, содержащих загрязнения в виде взвешенных механических примесей, например сточных вод, обеспечивая при этом их перемешивание, что может интенсифицировать, например, процессы биологической очистки.Выполнение цилиндров каждого теплообменника с днищами, у внутренних из которых оно дырчатое, позволяет эффективно нагревать (охлаждать) промежуточный теплоноситель при его последовательном движении из зоны предварительного нагрева (охлаждения) в полости внешнего (внутреннего) цилиндра в зону повторного нагрева (охлаждения), в полости внутреннего (внешнего): цилиндраТак как цилиндры теплообменников соединены стержнями, пропущеннымичерез стенки внешних цилиндров,обеспечивается увеличение поверхности теплообмена между нагреваемойи охлаждаемой жидкостьо и промежуточным теплоносителем, т.е. стержни выполняют роль высокоэффективного оребрения в полости внешнего цилиндра,а также обеспечивает предварительный нагрев (охлаждение) промежуточного теплоносителя в полостях внутренних цилиндров, что повышает эффективность теплообмена установки,в особенности при малых перепадахтемператур. Вследствие того что концы патрубков, сообщающиеся с полостями внешних вращающихся цилиндров, погружены под уровень промежуточного теплоносителя и направлены тангенциально обеспечивается циркуляция промежуточного теплоносителя в замкнутом контуре установки беэ каких-либо специальных средств и приводов, что повышает эффективность и надежность установки и упрощает ее обслуживание.1142721 СоставителЬ Ю. МартинчикТехред С.йовжий Корректор .; 1 В кмар Редактор М. Циткина Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5