Регенеративный теплообменник

(19) (11. В )52 Н О 15 ОЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к теплообменной технике, может быть использовано для. охлаждения текучих сред и позволяет интенсифицировать теплообмен. Охлаждаемая жидкость - горячее масло (М) - подается через сопло (С) 10 в полость (П) 8 вала 3. За счет воздействия струи М, выходящего из С 10, пр исходит эжектирование М из камеры (К) 2 в П 8. Далее М через отверстие 11 поступает в межтрубное пространство ротора 4, где . омывает испарители тепловых труб 5, За счет испарительно-конденсационного цикла в трубах 5 происходит передача тепла воздуху, омывающему конденсаторы труб 5 в К 1. Поскольку в П 8 происходит достаточно хороц 1 ее перемеиивание М, подаваемого через С 1 О, с М, эжектируемым из К 2, а в межтрубном пространстве ротора 4 достигается сильная турбулизация за счет центробежных сил, процесс теплообмена протекает при высоких значениях коэффициента теплообмена. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.чИзобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для охлаждения текучих сред.Цель изобретения - интенсификация теплообмена.5На фиг. 1 показан предлагаемый теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг.; на фиг. 4 - перемещаемое сопло; на фиг. 5 - полый вал с конической вставкой в его полости; на фиг. 6 - то же, с охватываюгцей его цилиндрической обечайкой.Регенеративный теплообменник содержит размещенные одна выше другой камеры 1 и 2 нагреваемой и охлаждаемой среды и закрепленный на полом валу 3 ротор 4 из тепловых труб 5, частично погруженный в камеру 2 охлаждаемой среды, снабженную трубопроводом 6 подвода последней и трубопроводом 7 ее отвода, Полость 8 вала 3 через отверстие 9 в его торце 0 сообщена с камерой 2. Теплообменник соде"- жит сопло 10 и отверстия 11, выполненные в боковой стенке вала 3 и дополнительно сообщающие его полость 8 с камерой 2. Сопло 1 О закреплено на конце трубопровода 625 размещено напротив отверстия 9 в торце вала 3 и установлено с возможностью перемещения вдоль оси последнего, для чего сопла сопряжено с трубопроводом посредством телескопического соединения 12. Теплообменник снабжен полой конической вставкой 13 с отверстиями в боковой стенке, установленной в полости 8 вала с совмещением своих отверстий с отверстиями 11 в боковой стенке вала 3. Теплообменник также снабжен дополнительными соплами 14 и обечайкой 15 с отверстиями, при этом обечайка 15 раз- З 5 ме.цена с зазором 16 относительно вала 3 вокруг него с расположением ее отверстий напротив отверстий 11 вала 3, а каждое сопло 14 закреплено на валу 3 вокруг одного из его отверстий 11.Ротор 4 закреплен на раме 17, которая с 40 помощью шарнирной опоры 18 связаны с каркасам 9 камеры 2. С гюмощью фиксирую. щего устройства 20 ротор 4 фиксируется в вертикальном рабочем положении (фиг. 1). При освобожденном фиксирующем устройстве 20 и открытых крышках 21 ротор 4 может45 быть повернут в горизонтальное положение для осмотра, обслуживания и т. д.Вал 3 установлен в подшипниках 22 и связан с приводом 23. Камера 1 охвачена кожухом 24 с патрубками 25, один из кото рых, например, с помощью фланцев подключен к подводящему, а другой к отводящему воздуховодам, Камера 1 отделена от камеры 2 трубной доской 26. Внизу и вверху ротора 4 установлены крышки 27, в которых закреплены концы тепловых труб 5. В нижней крыш ке 27 выполнены окна 28.Теплообменник работает следующим образом. Охлаждаемая жидкость, например горячее масло из закалочных ванн термического цеха, насосом по трубопроводу 6 подается с повышенной скоростью через сопло10 в полость 8 вала 3. Предварительновключают в работу привод 23. За счет воздействия струи горячего масла, выходящейиз сопла 10, происходит эжектированиеохлаждаемого масла из камеры 2 в полость 8,Далее через отверстия 11 охлаждаемая средапоступает в межтрубное пространство ротора 4, где омывает испарители тепловыхтруб 5. За счет испарительно-конденсационного цикла рабочего теплоносителя в тепловых трубах 5 происходит передача теплавоздуху, омывающему конденсаторы тепловых труб 5, в воздушной камере 1. Поскольку в полости 8 происходит достаточнохорошее перемешивание потока охлаждаемой жидкости (горячего масла), подаваемогочерез сопло 10, с эжектируемым потоком изкамеры 2, а в межтрубном пространстверотора 4 достигается сильная турбулизацичпотока за счет действия центробежных сил,процесс теплообмена от жидкости к испарителю тепловой трубы 5 протекает при достаточно высоких значениях коэффициентовтеплообмена.Если теплообменник предназначен для охлаждения жидкостей с различными теплофизическими характеристиками, то, изменяявеличину кольцевого зазора, т. е. передвигая сопло 10 в телескопическом соединении 12 (фиг. 4), устанавливают оптимальное соотношение между потоками эжектируемой и вновь подаваемой охлаждаемой средами,Для поддержания постоянной скоростиохлаждаемой среды в полости 6 (посколькурасход по высоте падает) можно уменьшатьплощадь поперечного сечения полости 8 установкой в ней конической вставки 13. Такимобразом достигается равенство скоростейв полости 8, а следовательно, и расходовчерез отверстия 11, что способствует поддержанию оптимальных режимов теплообмена.По одному из вариантов конструкции(фиг, 6) достижение оптимальных режимов теплообмена осуществляется засчет двойного смешивания потоков вновьподаваемой охлаждаемой жидкости сжидкостью, рециркулирующей в камере2. Первое смешивание производят какописано, на выходе из сопла 10 вполости 8. Второе смешивание осуществляют на выходе из сопел 14 с потокомрециркулирующей охлаждаемой жидкости,поступающей через окна 28 в пространствомежду обечайкой 15 и стенками вала 3 идалее через зазоры между соплами 14 и стенками отверстий в обечайке 15.Таки м образом обеспечивают хорошееперемешивание потоков, а следовательно, равенство температур среды по высоте межтруб1589027 ного пространства ротора 4,и оптимальные т условия теплообмена. п В процессе работы теплообменника, в о особенности с такими средами, как масло ч закалочных ванн термических цехов, загряз- т ненное частицами окалины, требуется произ- с 5 водить очистку теплообменных поверхностей. с Для этого освобождают фиксирующее уст- к ройство 20 и поворачивают ротор 4 с ра- л мой 17 на шарнирной опоре 18 в удобное д для обслуживания горизонтальное положе у ние. В указанном положении производят также замену неработающих тепловых т труб 5. пФормула изобретения Если воздух подают в воздушную камеру 1 под давлением, что предотвращает попадание в него паров масла, то теплый воздух с температурой 50 - 60 С можно использовать для отопления. 1. Регенеративный теплообменник, содержащий размещенные одна над другой камеры нагреваемой и охлаждаемой среды и закрепленный на полом валу ротор из тепловых труб, частично погруженный в упомянутую камеру охлаждаемой среды, снабженную 6рубопроводом подвода последней, причем олость вала через отверстие в его торце собщена с одной из упомянутых камер, отлиающийся тем, что, с целью интенсификации еплообмена, он содержит дополнительно опло и отверстия, выполненные в боковой тенке вала, причем его полость сообщена с амерой охлаждаемой среды, а сопло закрепено на конце трубопровода подвода охлажаемой жидкости и размещено напротив помянутого отверстия в торце вала.2. Теплообменник по п. 1, отличающийсяем, что сопло установлено с возможностью еремещения вдоль оси вала.3. Теплообменник по и. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен полой конической вставкой с отверстиями в боковой стенке, установленной в полости вала с совмещением своих отверстий с отверстиями в боковой стенке вала.4. Теплообменник по пп. 1 - 3, отличаю щийся тем, что он снабжен дополнительнымисоплами и обечайкой с отверстиями в ее стенке, при этом обечайка размещена с зазором относительно вала вокруг него с расположением ее отверстий напротив отверстий вала, а каждое дополнительное сопло закреплено на валу вокруг одного из его отверстий в боковой стенке.