Теплообменник

(51)5 ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ИЕ ИЗОБРЕТЕН И ПАТЕНТ(21) 4792280/О (22) 19.02.90 (46) 07.04.92, Б (75) В.Ф.Уваки (53) 621.57(088 (56) Авторское М 1399640, клАвторское М 1435928, кл опасностью. Сущность изобретения: смежные пластины каналов для одного из теплоносителей выполнены с ортогональным направлением основных гофр с переменной по длине каналов высотой гофр с образованием поперечных гофр с одинаковыми шагами гофрировки основных и поперечных гофр, соединены между собой в местахконтактирования плоских отбортовок и впадин основных гофр с образованием герметичных ортотропно-сотовых каналов и с пластинами смежных каналов для того же теплоносителя в местах контактирования основных гофр. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. юл. И.13и А.В.Увакин8)свидетельство СССР 28 Е 1/02, 1988,свидетельство СССР 28 Р 3/00, 1986. и гражи в рай- ческой сивность теплообменника из-за отсутствиятурбулизации потока теплоносителя в прямолинейных каналах теплообменных пар,имеющих постоянные сечения. Известенпакет гофрирных с образотеплоносителекторы вхотелей, оснторцовые пеотделяющие ктановленн ыкое, плаканалыносителей впереточнымилах с пластинне отсеков,(54)ТЕПЛООБМЕННИК(57) Использование: промышленн данское строительство, в том числ онах с повышенной сейсм Изобретение относится к конструкциям теплообменных аппаратов, прдменяемых в промышленном и гражданском строительстве, и может быть также использовано в энергетической, химической, машиностроительной промышленностях,в том числе и в районах с повышенной сейсмичностью. Известен теплообменник, содержащий пластины с односторонними гофрами попарно соединенными между собой с встречной ориентацией гофр и их взаимным смещением на полшага с образованием каналов для теплоносителя, причем каждая пара пластин снабжена дистанционатором, расположенным поперек гофр.Недостатками известного теплообменника являются малая жесткость конструкции теплообменника в поперечном сечении гофр, обусловленная анизотропией свойств гофрированных оболочек, и малая интентеплообменник, содержащий ованных пластин, соединенванием сотовых каналов для лей, турбулизаторы, колда и выхода теплоносиовные и дополнительные рфорированные перегородки, 6 д аналы от коллекторов, усе с образованием отсестины, образующие одного из тепло- зоне отсеков, выполнены с отверстиями, причем в канаами, перфорированными в зотурбулизаторы установленыТеплообменник содержит пакет гофрированных пластин 1 с плоскими отбортовка ми 2 по периферии, соединенных между собой в местах контактирования отбортовок 2 и впадин основных гофр с образованием герметичных ортотропно-сотовых горизонтальных и вертикальных каналов 3 и 4 для 55 одного из теплоносителей 5, смежные пластины 6 и 7 каналов для теплоносителя 5 выполнены соответственно с горизонтальными и вертикальными направлениями основных гофр с переменной по длине между перегородками, а в остальных каналах - по всей длине.Недостатками такого теплообменника являются малые виброустойчивость, ударная прочность и сейсмостойкость, обусловленные малой жесткостью сотовой конструкции на растяжение (сжатие) в направлениях, перпендикулярных осям каналов, низкая эффективность теплообмена и сложность конструкции турбулизаторов,Цель изобретения - повышение сейсмостойкости, интенсификация теплообмена и снижение массы.Для достижения этой цели в теплообменнике, содержащем пакет гофрированных пластин с плоскими отбортовками по периферии, соединенных с образованием каналов для теплоносителей) коллекторы входа и выхода теплоносителей, смежные пластины каналов для одного из теплоносителей выполнены с ортогональным направлением основных гофр и переменной по длине каналов высотой гофр с образованием поперечных гофр с одинаковыми шагами гофрировки основных и поперечных гофр, соединены между собой в местах контактирования плоских отбортовок и впадин основных гофр с образованием герметичных ортотропно-сотовых каналов и с пластинами смежных каналов для того же теплоносителя в местах контактирования основных гофр, корпус выполнен из пакета тонкостенных гофрированных оболочек с ортогональным направлением гофр смежных оболочек, соединенных между собой, с наружной обшивкой и боковыми сторонами пакета пластин теплообменника в местах контактирования гофр, причем шаг гофр внутренней оболочки корпуса выбран равным шагу гофр пластин теплообменника,На фиг.1 изображена конструкция теплообменника, вид спереди; на фиг,2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - разрез А - А на фиг.1; на фиг,4 - двухконтурный теплообменник с теплоизолирующим корпусом; на фиг,5 - разрез Б - Б на фиг.4; на фиг,6 - одна секция теплообменника, изометрия; на фиг.7 - элементы теплообменникэ, изометрия. 5 1015 2025 30 35 40 45 каналов высотой гофр с образованием поперечных гофр с одинаковыми шагами гофрировки основных и поперечных гофр и переточных сечений каналов 8 и 9, причем пластины 4 смежных каналов для теплоносителя 5 соединены в местах контактирования основных (вертикальных) гофр, максимальная относительная глубина основных гофр на пластинах 6 и 8 в зависимости от толщины, материала пластин 6 и 7, давления теплоносителя 5 составляет 30 - 150.В одноконтурных теплообмен никах (батареях отопления) с расположением коллекторов входа и выхода теплоносителя 5 с одной стороны теплообменника относительная высота гофр в переточных сечениях 8 горизонтальных каналов 3 изменяется от 0,4 - 0,6 со стороны входных и выходных патрубков 10 до 0,25 - 0,35 с противоположной стороны, а относительная высота гофр в переточных сечениях 9 вертикальных каналов 4 увеличивается в том же направлении от 0,15 - 0,25 до 0,25 - 0,35, что позволяет выравнить потоки теплоносителя 5 и его температуру по всем ячейкам ортотропно-сотовой конструкции теплообменника и интенсифицировать теплообмен.В случае необходимости использования теплообменника в двухконтурной замкнутой системе теплообменник размещают в корпусе 11, выполненном из пакета тонкостенных гофрированных оболочек - внутренней гофрированной оболочки 12, шаг вертикальных гофр которой равен шагу гофр пластин теплообменника, гофрированной в горизонтальном направлении оболочки 13 и обшивки 14, соединенных между собой и с внешними гофрированными пластинами 3 теплообменникэ в местах контактирования гофр с образованием ортотропно-сотовой конструкции корпуса 11 и каналов для упругого теплоносителя 15, подвод и отвод которого осуществляется через патрубки 16, а равномерное распределение по каналам производится коллекторами 17, выполненными в виде профилированных оболочек с отверстиями 18, а сверху полости корпуса 11 герметично закрыты пластиной 19.Герметичная крышка выполнена из гофрированных оболочек 20-22 с ортогональными направлениями гофр, соединенных между собой в местах контактирования гофр, соединена с корпусом 11 винтами 23 через герметизирующую прокладку 24. Коллектор между каналами 3 и 4 для теплоносителя 5 может быть выполнен в виде переточных отверстий 25 в угловых гофрах пластин 7, соединенных с образованием герметичных швов, Штамповку гофриро1725772 5ванных пластин 1 теплообменника и корпуса можно произвести эластичной средой пуансоном переменной жесткости за один-два прохода, а соединение гофрированных пластин и оболочек с образованием ортотропно-сотовой конструкции и герметичных каналов для теплоносителей и воздушных полостей в корпусе 11 можно, например, произвести высокочастотной сваркой или контактной роликовой сваркой. Теплообменник работает следующим образом,В режиме батареи отопления горячий теплоноситель 5 через входной патрубок 10 пропускается по горизонтальным 3 и вертикальным 4 каналам через каждую ячейку теплообменника, в которых конфузорнодиффузорные переходы создают завихрения потока, увеличивая теплопередачу к пластинам 6 и 7, и свободной конвекцией тепловая энергия передается в окружающую среду.При работе теплообменника в двухконтурной схеме другой теплоноситель 15 подается через входной патрубок 16, коллектор 17 и, проходя через каналы ортотропно-сотовой конструкции, тепловая энергия теплоносителя 5 через пластины теплообменника 6 и 7 передается теплоносителю 15, который через выходной патрубок 16 подается потребителю. Ортотропно-сотовая конструкция корпуса 11 и крышки двухконтурного теплообменника одновременно является тепловым экраном, препятствующим отводу тепла от теплоносителя 15 в окружающую среду. Формула изобретения 5 1, Теплообменник, содержащий пакетгофрированных пластин с плоскими отбортовками по периферии, соединенных с образованием каналов для теплоносителей, коллекторы входа и выхода теплоносителей, 10 расположенные на корпусе,отл и ч а ю щий с я тем, что, с целью повышения сейсмостойкости, снижения массы и интенсификации теплообмена, смежные пластины каналов для одного из теплоносителей вы полнены с ортогональным направлением ипеременной по длине каналов высотой основных гофр с образованием поперечных гофр с одинаковыми шагами гофрировки основных и поперечных гофр, соединены меж ду собой в местах контактирования плоскихотбортовок и впадин основных гофр с образованием герметичных ортотропно-сотовых каналов и с пластинами смежных каналов для того же теплоносителя в местах контак тирования основных гофр.2. Теплообменник по п.1; о т л и ч а ю щи й с я тем, что корпус выполнен в виде пакета тонкостенных гофрированных оболочек с ортогональным направлением гофр 30 смежных оболочек, соединенных между собой, с наружной обшивкой и боковыми сторонами пакета пластин теплообменника в местах контактирования гофр, причем шаг гофр внутренней оболочки корпуса равен 35 шагу гофр пластин теплообменника..Козори едак тиям при ГКНТ СС одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 аказ 1189 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобрете 113035, Москва, Ж, Раушск