Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Теплообмінник-утилізатор, який містить несучу конструкцію-каркас, що складається з бічних стінок, верхньої і нижньої кришок, які закріплено жорстко до каркаса, та гофровані теплообмінні пластини, при цьому бічні стінки встановлено переважно вертикально відносно верхньої і нижньої кришок, гофровані теплообмінні пластини встановлено переважно вертикально з утворенням між собою в парі та верхньою і нижньою кришками по всій їх довжині системи суміжних проточних теплообмінних каналів для проходження теплоносіїв, крайні, відносно бічних стінок, пластини та частини верхньої та нижньої кришок, що прилягають/примикають до зазначених бічних стінок, утворюють по всій своїй довжині проточні теплообмінні канали, які аналогічні за формою поперечного перерізу зазначеним каналам, що утворені безпосередньо суміжними пластинами та верхньою і нижньою кришками, причому гофровані теплообмінні пластини жорстко закріплені до верхньої та нижньої кришок, гофри на теплообмінних пластинах виконано уздовж напряму проходження теплоносіїв по каналах, який відрізняється тим, що він додатково містить принаймні один генератор збудження коливань, регулятор площини поперечного перерізу потоку теплоносія та пристрій керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія, при цьому гофровані теплообмінні пластини виконано переважно прямокутними у своїй площині за формою в плані, бічні стінки виконано аналогічними щодо гофрованих теплообмінних пластин як в поперечному перетині по всій їх довжині, так і за формою в плані, гофровані теплообмінні пластини, що створюють між собою канал проходження теплоносія, встановлено одна відносно другої із зазором, що змінюється уздовж поздовжньої осі потоку теплоносія по лінійному закону, крайні гофровані теплообмінні пластини та бічні стінки у крайніх каналах встановлено між собою із зазором, що змінюється уздовж поздовжньої осі потоку теплоносія по лінійному закону, в кожному із зазначених каналів для проходження теплоносія встановлено щонайменше один регулятор площини поперечного перерізу потоку теплоносія, кожний із зазначених регуляторів площини поперечного перерізу потоку теплоносія містить основу із шарнірно закріпленими на ній принаймні двома парами пелюстків та механізмом керування положенням крайніх в парі пелюстків, основу розташовано в проточному теплообмінному каналі для проходження теплоносія симетрично осі напрямку руху потоку теплоносія та геометричного центру зазначеного каналу, пелюстки обох пар розташовано в проточному теплообмінному каналі для проходження теплоносіїв у вертикальній площині і симетрично відносно вертикальної осі зазначеного каналу, пелюстки, що шарнірно закріплені безпосередньо до основи, виконано з можливістю зміни кута їх розкриття відносно осі потоку теплоносія від нуля, при якому зазначені пелюстки розташовані паралельно між собою і поздовжньою віссю потоку теплоносія в каналі, до максимуму, який обумовлений сумарною шириною зазначених пелюстків і шириною каналу в місці розташування основи регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія, причому генератор збудження коливань встановлено з можливістю збудження механічних коливань усіх гофрованих теплообмінних пластин, пелюстки регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія встановлено в кожному з проточних теплообмінних каналів для проходження теплоносія із забезпеченням набігання потоку теплоносія на вершину кута розкриття пелюстків, які шарнірно закріплено до основи, пристрій керування регуляторами площини поперечного перерізу потоку теплоносія встановлено з можливістю керування кутом розкриття пелюстків кожного із зазначених регуляторів.

2. Теплообмінник-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що кут розбігання/сходження зазору між гофрованими теплообмінними пластинами визначається за умови рівності швидкості потоку теплоносія уздовж всієї осі каналу проходження теплоносія.

3. Теплообмінник-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що потоки теплоносія у суміжних каналах знаходяться переважно у зустрічних напрямках.

Текст

1. Теплообмінник-утилізатор, який містить несучу конструкцію-каркас, що складається з бічних стінок, верхньої і нижньої кришок, які закріплено жорстко до каркаса, та гофровані теплообмінні пластини, при цьому бічні стінки встановлено переважно вертикально відносно верхньої і нижньої кришок, гофровані теплообмінні пластини встановлено переважно вертикально з утворенням між собою в парі та верхньою і нижньою кришками по всій їх довжині системи суміжних проточних теплообмінних каналів для проходження теплоносіїв, крайні, відносно бічних стінок, пластини та частини верхньої та нижньої кришок, що прилягають/примикають до зазначених бічних стінок, утворюють по всій своїй довжині проточні теплообмінні канали, які аналогічні за формою поперечного перерізу зазначеним каналам, що утворені безпосередньо суміжними пластинами та верхньою і нижньою кришками, причому гофровані теплообмінні пластини жорстко закріплені до верхньої та нижньої кришок, гофри на теплообмінних пластинах виконано уздовж напряму проходження теплоносіїв по каналах, який відрізняється тим, що він додатково містить принаймні один генератор збудження коливань, регулятор площини поперечного перерізу потоку теплоносія та пристрій керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія, при цьому гофровані теплообмінні пластини виконано переважно прямокутними у своїй площині за формою в плані, 2 (19) 1 3 52575 4 шарнірно закріплено до основи, пристрій керування регуляторами площини поперечного перерізу потоку теплоносія встановлено з можливістю керування кутом розкриття пелюстків кожного із зазначених регуляторів. 2. Теплообмінник-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що кут розбігання/сходження зазору між гофрованими теплообмінними пластинами визначається за умови рівності швидкості потоку теплоносія уздовж всієї осі каналу проходження теплоносія. 3. Теплообмінник-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що потоки теплоносія у суміжних каналах знаходяться переважно у зустрічних напрямках. Корисна модель відноситься до галузі теплотехніки, зокрема, до пристроїв для проведення теплообмінних процесів між двома середовищами різного типу через стінку, а саме, до теплообмінників-утилізаторів, які використовуються для інтенсифікації теплообміну при обмеженому зростанні гідравлічного / аеродинамічного опору. Відомий теплообмінник, що містить несучу конструкцію - раму із закріпленими на ній пакетом гофрованих теплообмінних пластин, при цьому пластини встановлено паралельно одна до іншої, зазначені пластини виконано такими, що мають вхідні і вихідні колекторні отвори в кутових частинах пластини, пластини утворюють у теплообміннику дві системи каналів, поверхня теплообміну усередині каналів обмежена стінками і вузлами, канали для теплоносія утворені в парі із суміжною пластиною з похилими гофрами відносно осі пластини й на всій площині пластини, причому гофри біля бічних поздовжніх крайок пластин виконано формою трикутника із закругленою за радіусом вершиною, гофри мають різну довжину /1/. До недоліків відомого теплообмінника відноситься те, що при відомому конструктивному виконанні теплообмінника, який має стрічково-поточні канали, неможливо суттєво підвищити коефіцієнт теплопередачі, лімітується величина робочого тиску теплоносія. Недоліком є й те, що немає можливості регулювати теплові та гідродинамічні характеристики теплоносія уздовж каналу, що не дозволяє у повній мірі використовувати поверхню теплообмінних пластин. Відомий теплоутилізатор, що містить корпус, поділений герметичною перегородкою на відсіки для гарячого і холодного середовищ, і пучок теплових труб, що проходять через відсіки і закріплені в перегородці, при цьому відсік для холодного середовища поділено на дві камери стінкою, перпендикулярною перегородці між відсіками для холодного і гарячого середовищ, а саме, на камери попереднього нагрівання та остаточного нагрівання холодного середовища, причому теплоутилізатор виконано двозаходним /2/. До недоліків відомого теплоутилізатора відноситься те, що при відомому конструктивному виконанні теплоутилізатора конструкцією не передбачено регулювання швидкості потоку теплоносія при його проходженні крізь канали теплоутилізатора для збільшення інтенсивності теплообміну. Відомий теплообмінник, що містить каркас, вхідний і вихідний колектори з патрубками, елементи передачі тепла та турбулізатори, при цьому каркас виконаний з металевих ребер та смуг, елементи передачі тепла виконано у вигляді гофрованих сіток і металевих стрічок, елементи передачі тепла встановлено один біля другого з утворенням каналів для проходу теплоносія, причому гофровані елементи передачі тепла укладено в каркас, турбулізатори встановлено в зазначених каналах /3/. До недоліків відомого теплообмінника відноситься те, що при відомому конструктивному виконанні теплообмінника використання плоских елементів бічної стінки призводить до збільшення металоємності конструкції теплообмінника. Крім того, прямокутні колекторні камери, що утворені плоскими елементами бічної стінки й гофрованими теплообмінними пластинами, сприяють нерівномірному розподілу потоків теплоносієм у теплообмінних каналах, знижуючи при цьому ефективність роботи зазначеного теплообмінника. До недоліків відомого теплообмінника відноситься й те, що конструкцією не передбачено регулювання швидкості потоку теплоносія при його проходженні крізь канали теплообмінника для збільшення інтенсивності теплообміну. Відомий теплообмінник, що містить каркас та елементи передачі тепла, при цьому каркас виконаний з металевих ребер та смуг, елементи передачі тепла виконано у вигляді гофрованих оболонок, причому гофровані оболонки укладено в каркас в два і більше ярусів з розташуванням у шаховому порядку, а теплообмінник виконано двозаходним /4/. До недоліків відомого теплообмінника відноситься те, що при відомому конструктивному виконанні теплообмінника конструкцією не передбачено регулювання швидкості потоку теплоносія при його проходженні крізь канали теплообмінникаутилізатора для збільшення інтенсивності теплообміну та зміни ламінарного потоку теплоносія у примежовому шарі елементів передачі тепла, які виконано у вигляді гофрованих оболонок. Відомий теплообмінник, що містить основу та теплообмінні елементи, розміщені паралельно один одному, із зовнішнім поперечним оребренням у вигляді пелюсток, при цьому кожний теплообмінний елемент виготовлено у вигляді пластини, на якій виконано оребрення, зазначені теплообмінні елементи прикріплено з обох боків до основи теплообмінника, причому теплообмінник має щонайменше один ряд теплообмінних елементів і щонайменше одну основу, ширина пластини становить не менше 2мм, пластину виконано ме 5 талевою, а відстань між рядами теплообмінників становить не більше ширини пластини /5/. До недоліків відомого теплообмінника відноситься те, що при відомому конструктивному виконанні теплообмінника не передбачено регулювання швидкості потоку теплоносія при його проходженні крізь канали теплообмінникаутилізатора для збільшення інтенсивності теплообміну. Найбільш близьким технічним рішенням, як по суті, так і по задачах, які вирішуються, що (яке) обрано за найближчий аналог (прототип), є теплообмінник-утилізатор, що містить несучу конструкцію - каркас, що складається з бічних стінок, верхньої і нижньої кришок, які закріплено жорстко до каркасу, та гофровані теплообмінні пластини, при цьому бічні стінки встановлено переважно вертикально відносно верхньої і нижньої кришок, гофровані теплообмінні пластини встановлено переважно вертикально з утворенням між собою в парі та верхньою і нижньою кришками по всій їх довжині системи суміжних проточних теплообмінних каналів для проходження теплоносіїв, крайні, відносно бічних стінок, пластини та частини верхньої та нижньої кришок, що прилягають / примикають до зазначених бічних стінок, утворюють по всій своїй довжині проточні теплообмінні канали, які аналогічні за формою поперечного перерізу зазначеним каналам, що утворені безпосередньо суміжними пластинами та верхньою і нижньою кришками, причому гофровані теплообмінні пластини жорстко закріплені до верхньої та нижньої кришок, гофри на теплообмінних пластинах виконано уздовж напряму проходження теплоносіїв по каналах /6/. До недоліків відомого теплообмінникаутилізатора, що обраний за найближчий аналог (прототип), відноситься те, що використання плоских елементів бічної стінки призводить до збільшення металоємності конструкції теплообмінникаутилізатора, крім того, прямокутні колекторні камери, утворені плоскими елементами бічної стінки й гофрованими теплообмінними пластинами, сприяють нерівномірному розподілу потоків теплоносієм у теплообмінних каналах, знижуючи при цьому ефективність роботи зазначеного теплообмінника-утилізатора. До недоліків відноситься й те, що конструкцією не передбачено регулювання швидкості потоку теплоносія, при його проходженні крізь канали теплообмінника-утилізатора для збільшення інтенсивності теплообміну, та зміни ламінарного потоку теплоносія у примежовому шарі елементів передачі тепла, які виконано у вигляді гофрованих оболонок. В основу корисної моделі покладена задача шляхом зменшення аеродинамічного опору та мінімізації теплообмінної поверхні пластин забезпечити підвищення швидкості потоку між пластинами і, тим самим, інтенсивності теплообміну. Суть корисної моделі у теплообмінникуутилізаторі, що містить несучу конструкцію-каркас, що складається з бічних стінок, верхньої і нижньої кришок, які закріплено жорстко до каркасу, та гофровані теплообмінні пластини, при цьому бічні стінки встановлено переважно вертикально відносно верхньої і нижньої кришок, гофровані теплообмінні 52575 6 пластини встановлено переважно вертикально з утворенням між собою в парі та верхньою і нижньою кришками по всій їх довжині системи суміжних проточних теплообмінних каналів для проходження теплоносіїв, крайні, відносно бічних стінок, пластини та частини верхньої та нижньої кришок, що прилягають /примикають до зазначених бічних стінок, утворюють по всій своїй довжині проточні теплообмінні канали, які аналогічні за формою поперечного перерізу зазначеним каналам, що утворені безпосередньо суміжними пластинами та верхньою і нижньою кришками, причому гофровані теплообмінні пластини жорстко закріплені до верхньої та нижньої кришок, гофри на теплообмінних пластинах виконано уздовж напряму проходження теплоносіїв по каналах, полягає в тому, що він додатково містить принаймні один генератор збудження коливань, регулятор площини поперечного перерізу потоку теплоносія та пристрій керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія. Суть корисної моделі полягає і в тому, що гофровані теплообмінні пластини виконано переважно прямокутними у своїй площині за формою в плані, бічні стінки виконано аналогічними щодо гофрованих теплообмінних пластин як в поперечному перерізі по всій їх довжині, так і за формою в плані, гофровані теплообмінні пластини, що створюють між собою канал проходження теплоносія, встановлено одна відносно другої із зазором, що змінюється уздовж поздовжньої осі потоку теплоносія по лінійному закону, крайні гофровані теплообмінні пластини та бічні стінки у крайніх каналах встановлено між собою із зазором, що змінюється уздовж поздовжньої осі потоку теплоносія по лінійному закону, в кожному із зазначених каналів для проходження теплоносія встановлено щонайменше один регулятор площини поперечного перерізу потоку теплоносія, кожний із зазначених регуляторів площини поперечного перерізу потоку теплоносія містить основу із шарнірно закріпленими на ній принаймні двома парами пелюстків та механізмом керування положенням крайніх в парі пелюстків, основу розташовано в проточному теплообмінному каналі для проходження теплоносія симетрично осі напрямку руху потоку теплоносія та геометричного центру зазначеного каналу, пелюстки обох пар розташовано в проточному теплообмінному каналі для проходження теплоносіїв у вертикальній площині і симетрично відносно вертикальної осі зазначеного каналу, пелюстки, що шарнірно закріплені безпосередньо до основи, виконано з можливістю зміни кута їх розкриття відносно осі потоку теплоносія від нуля, при якому зазначені пелюстки розташовані паралельно між собою і поздовжньою віссю потоку теплоносія в каналі, до максимуму, який обумовлений сумарною шириною зазначених пелюстків і шириною каналу в місці розташування основи регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія. Суть корисної моделі полягає також і в тому, що генератор збудження коливань встановлено з можливістю збудження механічних коливань усіх гофрованих теплообмінних пластин, пелюстки регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія встановлено в кожному з 7 проточних теплообмінних каналів для проходження теплоносія із забезпеченням набігання потоку теплоносія на вершину кута розкриття пелюстків, які шарнірно закріплено до основи, пристрій керування регуляторами площини поперечного перерізу потоку теплоносія встановлено з можливістю керування кутом розкриття пелюстків кожного із зазначених регуляторів. Новим в корисній моделі є те, що кут розбігання / сходження зазору між гофрованими теплообмінними пластинами визначається за умови рівності швидкості потоку теплоносія уздовж всієї вісі каналу проходження теплоносія, а потоки теплоносіяу суміжних каналах знаходяться переважно у зустрічних напрямках. Порівняльний аналіз технічного рішення з прототипом показує, що теплообмінник-утилізатор, який заявляється, відрізняється тим, що він додатково містить принаймні один генератор збудження коливань, регулятор площини поперечного перерізу потоку теплоносія та пристрій керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія, при цьому гофровані теплообмінні пластини виконано переважно прямокутними у своїй площині за формою в плані, бічні стінки виконано аналогічними щодо гофрованих теплообмінних пластин як в поперечному перерізі по всій їх довжині, так і за формою в плані, гофровані теплообмінні пластини, що створюють між собою канал проходження теплоносія, встановлено одна відносно другої із зазором, що змінюється уздовж поздовжньої осі потоку теплоносія по лінійному закону, крайні гофровані теплообмінні пластини та бічні стінки у крайніх каналах встановлено між собою із зазором, що змінюється уздовж поздовжньої осі потоку теплоносія по лінійному закону, в кожному із зазначених каналів для проходження теплоносія встановлено щонайменше один регулятор площини поперечного перерізу потоку теплоносія, кожний із зазначених регуляторів площини поперечного перерізу потоку теплоносія містить основу із шарнірно закріпленими на ній принаймні двома парами пелюстків та механізмом керування положенням крайніх в парі пелюстків, основу розташовано в проточному теплообмінному каналі для проходження теплоносія симетрично осі напрямку руху потоку теплоносія та геометричного центру зазначеного каналу, пелюстки обох пар розташовано в проточному теплообмінному каналі для проходження теплоносіїв у вертикальній площині і симетрично відносно вертикальної осі зазначеного каналу, пелюстки, що шарнірно закріплені безпосередньо до основи, виконано з можливістю зміни кута їх розкриття відносно осі потоку теплоносія від нуля, при якому зазначені пелюстки розташовані паралельно між собою і поздовжньою віссю потоку теплоносія в каналі, до максимуму, який обумовлений сумарною шириною зазначених пелюстків і шириною каналу в місці розташування основи регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія, причому генератор збудження коливань встановлено з можливістю збудження механічних коливань усіх гофрованих теплообмінних пластин, пелюстки регулятора площини поперечного перерізу потоку 52575 8 теплоносія встановлено в кожному з проточних теплообмінних каналів для проходження теплоносія із забезпеченням набігання потоку теплоносія на вершину кута розкриття пелюстків, які шарнірно закріплено до основи, пристрій керування регуляторами площини поперечного перерізу потоку теплоносія встановлено з можливістю керування кутом розкриття пелюстків кожного із зазначених регуляторів, кут розбігання / сходження зазору між гофрованими теплообмінними пластинами визначається за умови рівності швидкості потоку теплоносія уздовж всієї вісі каналу проходження теплоносія, а потоки теплоносія у суміжних каналах знаходяться переважно у зустрічних напрямках. Таким чином, теплообмінник-утилізатор, який заявляється, відповідає критерію корисної моделі «новизна». Суть корисної моделі пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на Фіг.1 показана конструктивно-компонувальна схема теплообмінникаутилізатора, який заявляється, на виді 3/4 спереду, на Фіг.2 показана схема теплообмінникаутилізатора, який заявляється, на виді спереду з відображенням підключення генератора збудження коливань до гофрованих теплообмінних пластин і пристрою керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія до регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія, на Фіг.3 показана блок-схема підключення генератора збудження коливань до гофрованих теплообмінних пластин і пристрою керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія до регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія, на Фіг.4 показана схема теплообмінника-утилізатора, що заявляється, на виді зверху з відображенням каналів для проходу теплоносія і розміщення в каналах регуляторів площини поперечного перерізу потоку теплоносія, на Фіг.5-6 показані варіанти виконання гофрованих теплообмінних пластин, на Фіг.7 показана схема теплообмінника-утилізатора, що заявляється, на виді зверху з відображенням каналів для проходу теплоносія і розміщення в каналах для проходу теплоносія регуляторів площини поперечного перерізу потоку теплоносія (у варіанті розміщення в каналі двох регуляторів площини поперечного перерізу потоку теплоносія), на Фіг.8 показана конструктивно-компонувальна схема регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія, на Фіг.9-10 показані варіанти розташування основи регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія в каналі теплообмінника-утилізатора, який заявляється, на Фіг.11-13 показано схеми роботи регулятора площини поперечного перерізу потоку теплоносія в каналі теплообмінника-утилізатора, який заявляється, з розкриттям пелюстків на кут від «нуля» до «максимуму» (у каналі, що звужується), на Фіг.14-16 показано схеми варіантів конструктивного розміщення гофрованих теплообмінних пластин між верхньою і нижньою кришками теплообмінникаутилізатора, який заявляється. Теплообмінник-утилізатор (як варіант конструктивного виконання - див. Фіг.1-16) містить несучу конструкцію - каркас 1, що складається з бічних 9 стінок 2, верхньої (позиція 3) і нижньої (позиція 4) кришок, які закріплено жорстко до каркасу 1, гофровані теплообмінні пластини (позиція 5), принаймні один генератор 6 збудження коливань, регулятор 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія та пристрій 8 керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія (див. схему на Фіг.1-3, 7-8). Конструктивно кожний із зазначених регуляторів 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія містить основу 9 із шарнірно закріпленими на ній принаймні двома парами пелюстків (відповідно, позиції 10 і 11) та механізмом 12 керування положенням крайніх (позиція 11) в парі пелюстків (див. схему на Фіг.1-2, 4, 7-13). Конструктивно і технологічно бічні стінки 2 встановлено переважно вертикально відносно верхньої (позиція 3) і нижньої (позиція 4) кришок, а гофровані теплообмінні пластини 5 встановлено переважно вертикально з утворенням між собою в парі та верхньою (позиція 3) і нижньою (позиція 4) кришками по всій їх довжині L системи суміжних проточних теплообмінних каналів (позиція «К») для проходження теплоносіїв «Т» (див. схеми на Фіг.1-2, 14-15). Крайні, відносно бічних стінок 2, пластини 5 та частини верхньої (позиція 3) та нижньої (позиція 4) кришок, що прилягають /примикають до зазначених бічних стінок 2, утворюють по всій своїй довжині L проточні теплообмінні канали (позиція «К1»), які аналогічні за формою поперечного перерізу зазначеним каналам (позиція «К»), що утворені безпосередньо суміжними пластинами 5 та верхньою (позиція 3) і нижньою (позиція 4) кришками (див. схеми на Фіг.1-2, 4, 7, 11-16). Конструктивно і технологічно гофровані теплообмінні пластини 5 жорстко закріплені до верхньої (позиція 3) та нижньої (позиція 4) кришок. При цьому можливі декілька конструктивних варіантів встановлення між собою гофрованих теплообмінних пластин 5 та бічних стінок 2: - гофровані теплообмінні пластини 5 та бічні стінки 2 встановлено всі вертикально (див. схеми на Фіг.1-2, 14); - гофровані теплообмінні пластини 5 та бічні стінки 2 встановлено одна вертикально, а друга під кутом до неї (див. схему на Фіг.15); - гофровані теплообмінні пластини 5 та бічні стінки 2 встановлено обидві (відповідно, позиції 2 і 5) під кутом одна до другої з утворенням проточних теплообмінних каналів (позиція «К») та (позиція «К1») для проходження теплоносія «Т», у яких одна з горизонтальних стінок більше другої (див. схему на Фіг.16, де S1>S2). Конструктивно і технологічно гофри 13 на теплообмінних пластинах 2 виконано уздовж напряму проходження теплоносіїв «Т» по каналах (позиція «К») та (позиція «К1»), при цьому кількість гофрів на теплообмінних пластинах 5 та їх висота вибираються за умови, щоб загальна площа їх поверхні була більше площі бічних стінок 2 (як один з варіантів конструктивного виконання гофрів 13 на теплообмінних пластинах 2). Зазначені гофровані теплообмінні пластини 2 виконано переважно прямокутними у своїй площині за формою в плані (див. схему на Фіг.5), при цьому можливе виконан 52575 10 ня гофрованих теплообмінних пластин 2 іншими у своїй площині за формою в плані, наприклад, трапецеподібними за формою в плані (див. схему на Фіг.6) з гофрами (позиція «Г») (як два з можливих варіантів конструктивного виконання, де можливе ще виконання верхньої та нижньої торцевої частини гофрованої теплообмінної пластини 2 з плавним переходом від одного вертикального торця до другого - по довжині каналу (позиція «К») та (позиція «К1») - на Фіг.1-16 - третій варіант конструктивного виконання теплообмінної пластини 2 не показано). Конструктивно і технологічно бічні стінки 2 виконано аналогічними щодо гофрованих теплообмінних пластин 5як в поперечному перерізі по всій їх довжині, так і за формою в плані. Гофровані теплообмінні пластини 5, що створюють між собою канал (позиція «К») проходження теплоносія «Т», встановлено одна відносно другої із зазором Zі, що змінюється уздовж поздовжньої осі 13 потоку теплоносія «Т» по лінійному закону (де Zі>Z1, Z1>Z2, Z2>Z3, Z3>Z4, Z4>Zj) (див. схеми на Фіг.4, 7, 11-13). При цьому кут розбігання / сходження зазору Zі між гофрованими теплообмінними пластинами 5 визначається за умови рівності швидкості потоку теплоносія «Т» уздовж всієї вісі 13 каналу (позиція «К») проходження теплоносія «Т». Конструктивно і технологічно крайні гофровані теплообмінні пластини 5 та бічні стінки 2 у крайніх каналах (позиція «К1») встановлено між собою із зазором Zі, що змінюється уздовж поздовжньої осі 13 потоку теплоносія «Т» по лінійному закону (аналогічно каналам «К»). При цьому конструктивно і технологічно суміжні проточні теплообмінні канали (позиція «К») для проходження теплоносіїв, включаючи крайні канали (позиція «К1»), у яких однією зі стінок є бічна стінка 2, виконано двозаходними (як необхідний варіант конструктивного виконання конструкції теплообмінника-утилізатора для підвищення тепловіддачі теплоносіїв). В кожному із зазначених каналів (позиція «К») та (позиція «К1») для проходження теплоносія «Т» встановлено щонайменше один регулятор 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія «Т» (див. схеми на Фіг.1-2, 4, 11-13). Основу 9 конструктивно розташовано в проточному теплообмінному каналі (позиція «К» та позиція «К1») для проходження теплоносія «Т» симетрично осі 13 напрямку руху потоку теплоносія «Т» та геометричного центру зазначеного каналу (відповідно, позиція «К» та позиція «К1») (див. схеми на Фіг.1-2, 4, 11-13). Конструктивно і технологічно пелюстки (позиції 10 і 11) обох пар розташовано в проточному теплообмінному каналі (відповідно, позиція «К» та позиція «К1») для проходження теплоносіїв «Т» у вертикальній площині W і симетрично відносно вертикальної осі 14 зазначеного каналу (див. схеми на Фіг.1-2). Пелюстки 10, що шарнірно закріплені безпосередньо до основи 9, виконано з можливістю зміни кута їх розкриття відносно осі 13 потоку теплоносія «Т» від нуля - =0 (див. схему на Фіг.11), при якому зазначені пелюстки 10 розташовані паралельно між собою і поздовжньою віссю 13 потоку теплоносія «Т» в каналі (відповідно, позиція «К» та позиція «К1»), до і і далі до максимуму - =макс, який обумовлений сумарною шири 11 ною (b10 і b11) зазначених пелюстків (позиції 10 і 11) і шириною bк каналу в місці розташування основи 9 регулятора 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія «Т» (див., відповідно, схеми на Фіг.12 і 13). При цьому, як приклад конструктивного виконання регулятора 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія та пристрою 8 керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія, зазначені пелюстки (позиції 10 і 11) можуть бути виконано сумарною шириною (b10 + b11) більшою, ніж ширина bк проточного теплообмінного каналу (відповідно, позиція «К» чи позиція «К1») для проходження теплоносія «Т» в місці розташування основи 9 регулятора 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія (де: 2(b10+b11)>bк) (див. схеми на Фіг.4, 7, 11-13). Пелюстки 10 кожної пари, що шарнірно закріплені безпосередньо до основи 9, можуть бути конструктивно виконано прямими (див. схеми на Фіг.8-10). Крайні в парі пелюстки 11 можуть бути конструктивно шарнірно закріпленими до вільного вертикального обрізу пелюстка 10, який, відповідно, теж необхідно (для рішення задачі зміни площини поперечного перерізу каналу «К») шарнірно закріплювати до основи 9 (див. схеми на Фіг.1-2, 8-10). Механізм 12 керування положенням крайніх в парі пелюстків 11 може бути будь-як закріплено до пелюстків регулятора 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія, наприклад, за схемою закріплення на крайньому в парі пелюстку 11 та на пелюстку 10, що шарнірно закріплений до основи 9, в районі їх шарнірного (позиція 15) з'єднання (див. схеми на Фіг.1, 4, 7-13) - як один з варіантів конструктивного виконання зазначеного вузла. Зазначений механізм 12 керування положенням крайніх в парі пелюстків 11, для більш ефективного вирішення завдань, необхідно виконати з можливістю утримання крайнього пелюстка 11 в парі його площиною або паралельно як гофрованим теплообмінним пластинам 5 проточного теплообмінного каналу (відповідно, позиція «К» та позиція «К1») для проходження теплоносія «Т», так і бічній стінці 2 у разі розташування регулятора 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія у крайніх проточних теплообмінних каналах (позиція «К1») при всіх можливих кутах установки пелюстків 10, що шарнірно (позиція 15) закріплено до основи 9 (див. схеми на Фіг.1, 4, 7, 12-13) - як один з варіантів конструктивного виконання зазначеного вузла (як приклад показаний канал 5, що звужується, при цьому у каналі 5, що розширюється, крайні пелюстки 11 в парі встановлюються аналогічно при всіх можливих кутах установки пелюстків 10), або у будь-якому проміжному положенні - під кутом як до зазначеної гофрованої теплообмінної пластини 5, так і до бічної стінки 2 (у разі розташування регулятора 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія у крайніх проточних теплообмінних каналах (позиція «К1») при всіх можливих кутах установки пелюстків 10). Також (для більш ефективного вирішення завдань теплообміну) крайні в парі пелюстки 11 бажано виконати гофрованими із формою поперечного перерізу, що повторює форму гофрів теплообмінних пластин 5 та бічних сті 52575 12 нок 2 в місці розташування основи 9 регулятора 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія «Т» (див. схеми на Фіг.1, 4, 7, 11-13), при цьому зазначені крайні в парі пелюстки 11 необхідно закріпити шарнірно (позиція 16) до пелюстка 10 у своїй парі (див. схеми на Фіг.1, 4, 7, 11-13) - як один з варіантів конструктивного виконання зазначеного вузла. Конструктивно і технологічно генератор 6 збудження коливань встановлено з можливістю збудження механічних коливань (позиція f) усіх гофрованих теплообмінних пластин 5 (див. схеми на Фіг.1-2, 7). Пелюстки (позиції 10 і 11) регулятора 7 площини поперечного перерізу потоку теплоносія «Т» встановлено в кожному з проточних теплообмінних каналів (відповідно, позиція «К» та позиція «К1») для проходження теплоносія «Т» із забезпеченням набігання потоку теплоносія «Т» на вершину кута розкриття пелюстків 10, які шарнірно (позиція 14) закріплено до основи 9 (див. схеми на Фіг.1, 4, 7, 8-13). Пристрій 8 керування регуляторами (позиція 7) площини поперечного перерізу потоку теплоносія встановлено з можливістю керування кутом розкриття пелюстків (позиції 10 і 11) кожного із зазначених регуляторів 7 (див. схеми на Фіг.1-3, 8). Теплообмінник-утилізатор виконано за конструктивною схемою так, що потоки теплоносіїв «Т» (теплонагрівача та теплоохолоджувача) у його суміжних каналах (відповідно, позиція «К» та позиція «К1») знаходяться переважно у зустрічних напрямках (див. схеми на Фіг.1, 4, 7). Теплообмінник-утилізатор, який заявляється, працює таким чином. У зв'язку з тим, що конструктивно теплообмінник-утилізатор виконано за схемою так, що потоки теплоносія «Т» у суміжних каналах (відповідно, позиція «К» та позиція «К1») знаходяться переважно у зустрічних напрямках, один з потоків попадає в канал (відповідно, позиція «К» чи позиція «К1») з геометричними характеристиками, відповідно, Zі та Zj (див. схеми на Фіг.1-2, 4, 7, 11). При вході в зазначений канал теплоносій «Т» попадає на регулятор (позиція 7) площини поперечного перерізу потоку теплоносія, який встановлено з можливістю керування кутом розкриття пелюстків (позиції 10 і 11) кожного із зазначених регуляторів 7 (див. схеми на Фіг.1, 4, 7, 8-13) за допомогою пристрою 8 керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія. За допомогою пристрою 8 керування регулятором площини поперечного перерізу потоку теплоносія здійснюється розведення пелюстків 10, що шарнірно (позиція 15) закріплено до основи 9, на відповідний кут , при цьому розведення пелюстків 10 на відповідний кут здійснюється з попереднього положення, коли кут =0, до проміжного положення при 0< і2) (варіант конструктивного виконання, де n>2, на Фіг.1-16 - не показано). Для інтенсифікації процесу переносу тепла у пристінної ламінарної плівці, яка суттєво гальмує теплообмін, вмикають генератор 6 збудження коливань і подають коливання f на гофровані плас 52575 14 тини 5 (див. схеми на Фіг.1-3, 7). Гофровані пластини 5 починають коливатися із заданою генератором 6 частотою. При цьому зазначені гофровані пластини 5 будуть впливати на пристінну ламінарну плівку (шар) теплоносія «Т», що буде сприяти зазначеному вище фізичному явищу інтенсифікації процесу переносу тепла у пристінній ламінарній плівці. Підвищення ефективності застосування теплообмінника-утилізатора, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається тим, що шляхом встановлення в каналі одного, двох або більше регуляторів площини поперечного перерізу потоку теплоносія, та шляхом їх керування для зміни площини прохідного перерізу, забезпечується зміна швидкості течі теплоносія, що дає можливість регулювати параметри теплообміну. Підвищення ефективності застосування теплообмінника-утилізатора, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається шляхом встановлення генератора збудження коливань і здійснення ним коливань гофрованих теплообмінних пластин, завдяки чому досягається інтенсифікація процесу переносу тепла у пристінної ламінарної плівці, яка суттєво гальмує теплообмін. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент України на винахід №9612 «Пластинчатий теплообмінник» від 17.10.2005р., МПК (2006) F 28 F 3/00, - аналог. 2. Патент України на винахід №81364 «Теплоутилізатор» від 17.07.2006р., МПК (2006) F 28 D 15/00, Бюл. №27 - аналог. 3. Деклараційний патент України на винахід №53972 А «Теплообмінник» від 15.05.2003р., МПК (2006) F 28 F 9/00, Бюл. №5 - аналог. 4. Деклараційний патент України на винахід №53972 А «Теплообмінник» від 17.02.2003р., МПК (2006) F 28 F 9/00, Бюл. №2 - аналог. 5. Патент України на винахід №76330 «Теплообмінник» від 25.12.2007р., МПК (2006) F 28 D 1/00, Н 05 К 7/20, Бюл. №21- аналог. 6. Патент України на винахід №85301 С2 від 12.01.2009р., МПК (2006) F 28 D 9/00, Бюл. №1 прототип. 15 52575 16 17 52575 18 19 52575 20 21 52575 22 23 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 52575 Підписне 24 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Waste heat exchanger

Автори англійською

Haiduk Oleh Vasyliovych, Hura Viktor Hennadiiovych, Kuzmenko Dmytro Serhiiovych, Rubarkh Yakiv Semenovych, Yakovlev Oleh Yakovych, Holubtsova Nina Yuriivna, Hura Yevhen Viktorovych, Lapshyn Yurii Serafymovych, Parikov Leonid Yukhymovych

Назва патенту російською

Теплообменник-утилизатор

Автори російською

Гайдук Олег Васильевич, Гура Виктор Геннадиевич, Кузьменко Дмитрий Сергеевич, Рубарх Яков Семенович, Яковлев Олег Яковлевич, Голубцова Нина Юрьевна, Гура Евгений Викторович, Лапшин Юрий Серафимович, Париков Леонид Ефимович

МПК / Мітки

МПК: F28D 17/00, F28F 13/00, F28F 9/00, F28F 27/00

Мітки: теплообмінник-утилізатор

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/12-52575-teploobminnik-utilizator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Теплообмінник-утилізатор</a>

Подібні патенти