Матричный теплообменник

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоцИАлистическихРЕСПУБЛИК 80 273722 А ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ти -.8)заявка ЯпонииС , опубл. 972. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Одесский технологический итут холодильной промышленности(57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использова но в крио ретения теплообме тора с.ра теплообме разом тер геннои технике, Цель изобповышение интенсификации на путем отвода конденса - бочих поверхностей пластин нника и снижения таким обмического сопротивления кон12737 денсата. Радиальные пазы 2 круглых перфорированных пластин (ПП)сообщены с кольцевым периферийным пазом (КПП) 3 и выполнены расширяющимися в направлении к нему. КПП 3 открыт со стороны кромок ПП 1, Пакет ПП 1 выполнен в виде перевернутого усеченного конуса с углом раскрытия, превышающим угол раскрытия кожуха 9, в котором он закреплен с кольцевым зазором, ПП 1 в зоне КПП 3 могут иметь перфорацию с увеличением ее проходного сечения от пластины к пластине в направлении к меньшему основанию, В результате теплообмена между паром, проходящим по каналу 227, и охлаждающей средой, движущейсяпо коллектору 4, пар конденсирует, -ся на поверхности ПП 1, а конденсатстекает в пазы 2 и через КПП 3 постенке кожуха 9, По мере уменьшенияколичества пара при движении еговниз уменьшается поверхность ПП 1,требуемая для конденсации, и увеличивается проходное сечение перфорации, так как возрастает количествоконденсата. При этом увеличиваетсятолщина жидкостной пленки на стенки кожуха 9, поэтому между направляющими поверхности пакета ПП 1 икожуха 9 установлен угол д в несколько градусов, 1 з,п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к теплотехнике, конкретно к матричным теплообменникам и может быть использованов криогенной технике,Цель Ъзобретения - интенсификация теплообмена.На фиг. 1 изображен предлагаемыйтеплообменник с открытыми кольцевымипазами на пластинах, продольный разрез, на фиг, 2 в .разрез А-.А на фиг.1,на фиг, 3 - пакет теплообменника сзакрепленными кольцевыми пазами напластинах, продольный разрез.Теплообменник содержит пакет,состоящий из круглых перфорированныхпластин 1 с радиальными пазами 2,сообщенными с кольцевым периферийным пазом 3, и.чередующихся с пластинами 1 кольцевых проставок 4 и5, образующих каналы 6 и 7 для рабочих сред. Радиальные пазы 2 каждой.пластины 1 выполнены расширяющимисяв направлении к кольцевому периферийному пазу 3, который открыт состороны кромок пластин . Пакет заключен с кольцевым зазором 8 в конический кожух 9, сужающийся книзу,и выполнен в виде перевернутого усеченного конуса с углом раскрытия,превышающим угол раскрытия кожуха9, который снабжен патрубками 10 и11 подвода и отвода рабочей средыканала 6 и патрубками 12 и 13 подвода и отвода рабочей среды к каналу 7. Канал 7 снабжен коллекторами 14; При выполнении кольцевых пазов 3 закрытыми пластины 1 в зоне пазов 3 имеют перфорацию 15 с увеличением ее проходного сечения в направлении к меньшему основанию пакета, а проставки 5 между смежными пластинамиимеют диаметр, равный диаметру О меньшей пластины 1.Теплообменник работает следующимобразом.Одна иэ рабочих сред, в данномслучае пар, по патрубку 12 поступает в канал 7 теплообменника, ограниченный кожухом 9 и коллекторами 14,Далее пар омывает поверхность перфорированной пластины 1, через которую он обменивается теплом с потокомохлаждающей среды. Последняя движется через патрубки 1 О, коллекторы14 в канал 6. Каналы 6 и 7 разделяются проставками 4. Пар проходит преимущественно через перфорации в пластинах 1, а также некоторая егочасть через зазор 8 между пластиной1 и кожухом 9. Проходное сечение зазора 8 в целом значительно меньше,чем суммарная площадь перфорации 30 пластин 1. Пар конденсируется на поверхности перфорированных пластин 1Образованный конденсат стекает в пазы 2. По мере движения к перифериипластины 1 масса конденсата увеличивается - происходит сбор конденсата с поверхности пластины 1, поэтому пазы 2 расширяются. Затем конденсат поступает в кольцевой паз 3 и стекает на стенки кожуха 9, по которым под действием сил тяжести поступает в патрубок 13. По мере уменьшения количества пара при движении его вниз уменьшаются размеры пластин 1 и их поверхность, требуемая для конденсации.Пластины 1 по отношению к кожуху 9 расположены таким образом, что образуемый зазор 8 (между пластинами 1 и кожухом 9) увеличивается по направлению оси пакета вниз. Это сделано для улучшения отвода конденсата, так как по мере его движения вниз и накопления за счет конденсата, поступающего с поверхности пластин 1, толщина жидкостной пленки на поверхности кожуха 9 увеличивается. С другой стороны, зазор между краем пластины 1 и пленкой конденсата не должен превышать 3-4 мм (в зависимости от размеров пластин 1 и площади проходных отверстий перфорации пластин 1), так как в противном случае увеличивается доля пара,проходящего через зазор 8 и уменьшается доля пара проходящего через перфорацию пластин 1, Поэтому между направляющей поверхностью пластин 1 и направляющей кожуха 9 установлен угол о 6 в несколько градусов (2-4 ),При выполнении кольцевого паза 3 закрытым конденсат по расширяющимся пазам 2 собирается в кольцевой паз 3, откуда через перфорацию 15 перетекает на нижележащую пластину 1; По мере движения конденсата вниз его количество увеличивается,соответственно увеличивается и проходное сечение перфорации 15. Приэтом проставки 5 между смежными пластинами 1, имеющие диаметр, равныйдиаметру меньшей иэ этих пластин 1,позволяют наиболее полно использовать поверхность пластин 1 и обеспечить необходимую герметичность.Благодаря возможности отвода конО денсата по пазам 2 и 3 уменьшаетсятолщина его пленки на рабочих поверхностях пластин 1, что снижаеттермическое сопротивление пленки итем самым интенсифицирует теплообмен,Формула изобретения1. Матричный теплообменник, содержащий пакет, состояший иэ круглых перфорированных пластин с радиальными пазами, сообщенными с кольцевым периферийным пазом, и чередующихся с пластинами кольцевых проставок, образующих каналы для рабочих сред, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью интенсификациитеплообмена, радиальные пазы каждойпластины выполнены расширяющимися в 30направлении к кольцевому периферийному пазу, который открыт со стороны кромок пластин, а пакет заключенс кольцевым зазором в коническийкожух, сужавшийся книзу, и выполненв виде перевернутого усеченного ко"нуса с углом раскрытия, превышающимугол раскрытия кожуха.2. Теплообменник по п, 1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что пластины в зоне кольцевого паза 40имеют перфорацию. с увеличениемее проходного сечения от пластинык пластине в направлении к меньшемуоснованию пакета,1273722 Тираж 589 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 035, Москва, Ж, Раушаказ 6465/36 Подписномитета СССР ткрытий ая наб. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг ул. Проектная,Составитель 1 О,КарпенкоТ,Парфенова Техред.В.Кадар Корректор А.Тяск