Спосіб виготовлення щілинного теплообмінника

1. Спосіб виготовлення щілинного теплообмінника шляхом виконання в його теплообмінному блоці щонайменше одного щілинного каналу для теплоносія, який відрізняється тим, що теплообмінний блок виконують із однієї суцільної металевої заготовки, а виконання щілинного каналу здій 3 енко, И.Э. Фуртат, М.И. Дьячков, Т.Ю. Николаенко // Труды десятой международной научнопрактической конференции "Современные информационные и электронные технологии", 18-22 мая 2009г. - Том И. - Одесса. - С.81). Описаний спосіб дозволяє виготовляти щілинні теплообмінники з багатьма каналами і, відповідно, з достатньо розвинутою поверхнею теплообміну, але значний термічний опір тонких пластин знижує ефективність теплопередачі до теплоносія в щілинних каналах теплообмінника. Окрім того, цей спосіб є нетехнологічним у виробництві. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб виготовлення щілинного теплообмінника, відомий із заявки №u201000477 від 19.01.2010р. на видачу патенту України на корисну модель "Щілинний теплообмінник з розвинутою поверхнею теплообміну", МПК Н05К7/20 // Ю.Є. Ніколаєнко, Т.Ю. Ніколаєнко, Е.С. Малкін, В.Ф. Новіков, взятий за прототип. Щілинний теплообмінник з розвинутою поверхнею теплообміну виготовлюють шляхом з'єднання між собою по периметру в єдиний теплообмінний блок двох оребрених на суміжних поверхнях пластин, в якому виконують щілинний канал для теплоносія, причому виконання щілинного каналу здійснюють розміщенням ребер однієї пластини із зазором у міжреберному просторі другої пластини і навпаки, завдяки чому між поверхнями ребер сусідніх пластин утворюється щілинний канал у вигляді прямокутного або трикутного (в залежності від геометричної форми поперечного перетину ребер) зигзагу з шириною каналу від 0,05 до 0,5мм включно. Недоліком способу-прототипу є неможливість уникнути при виготовленні теплообмінника контактного з'єднання між пластинами теплообмінного блоку, що знижує технологічність його виготовлення у виробництві та вносить додатковий термічний опір на шляху розповсюдження теплоти від основи теплообмінника до ребер верхньої пластини, зменшуючи тим самим ефективність теплопередачі до теплоносія в щілинних каналах при роботі теплообмінника. В основу технічного рішення, що заявляється, поставлено задачу створити такий спосіб виготовлення щілинного теплообмінника, який би забезпечував можливість виконання його теплообмінного блоку без контактного з'єднання та дозволяв підвищити технологічність його виготовлення у виробництві. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі виготовлення щілинного теплообмінника шляхом виконання в його теплообмінному блоці щонайменше одного щілинного каналу для теплоносія теплообмінний блок виконують із однієї суцільної металевої заготовки, а виконання щілинного каналу здійснюють переміщенням дроту та абразивного матеріалу в тілі металевої заготовки. Для цього використовують сталевий дріт з нанесеним на його поверхню шаром алмазного абразивного матеріалу або при переміщенні дроту в тілі металевої заготовки в зону їх контакту подають абразивну суспензію. Реалізація способу пояснюється кресленнями. На Фіг.1 наведено загальний вигляд щілинного 51057 4 теплообмінника, виготовленого запропонованим способом, на Фіг.2 - вигляд цього ж теплообмінника у частково розібраному стані, що відображає вид на теплообмінний блок з боку відкритих щілинних каналів. Реалізацію способу виготовлення щілинного теплообмінника, що заявляється, здійснюють наступним чином. Для збирання щілинного теплообмінника виготовляють його складові деталі (див. Фіг.1): теплообмінний блок 1 з одним чи більше щілинними каналами, вхідний колектор 2, вхідний патрубок 3, вихідний колектор 4 та вихідний патрубок 5, після чого зазначені деталі скріплюють між собою, наприклад, за допомогою гвинтів та різьбових з'єднань з забезпеченням гідравлічної щільності контактів та місць з'єднань. Теплообмінний блок 1 виготовляють з суцільної металевої заготовки з теплопровідного матеріалу, наприклад, з міді. В тілі цієї металевої заготовки виконують щонайменше один щілинний канал 6 для теплоносія, наприклад, у вигляді прямокутного зигзагу (див. Фіг.2). Виконання щілинного каналу 6 здійснюють переміщенням дроту та абразивного матеріалу в тілі металевої заготовки. Для цього використовують сталевий дріт, наприклад, діаметром від 0,05 до 0,25мм, з нанесеним на його поверхню шаром алмазного абразивного матеріалу або подають при переміщенні дроту в тілі металевої заготовки в зону їх контакту абразивну суспензію, що містить, наприклад, частинки карбіду кремнію. Введення дроту в тіло металевої заготовки здійснюють крізь попередньо виконаний в ній прохідний отвір 7, яким може слугувати різьбовий отвір для скріпляючих гвинтів. Необхідну геометричну форму щілинного каналу забезпечують, наприклад, шляхом програмування напрямків та величин переміщення дроту відносно металевої заготовки. Вхідний та вихідний колектори 2 та 4, а також вхідний та вихідний патрубки 3 та 5 виготовляють із застосуванням широко відомих технологічних методів: механічної обробки (фрезерування, точіння, штампування та інших), лиття або інших відомих методів. Запропонований спосіб виготовлення щілинного теплообмінника, порівняно зі способомпрототипом, дозволяє виготовити основну складову деталь теплообмінника, яка в основному обумовлює ефективність щілинного теплообмінника, його теплообмінний блок, без застосування в ньому контактного з'єднання, що знижує термічний опір на шляху розповсюдження теплоти від основи теплообмінника до теплоносія в щілинному каналі та у підсумку підвищує ефективність теплопередачі. Можливість автоматизації процесу виготовлення щілинних каналів в теплообмінному блоці та застосування відомих технологічних процесів для виготовлення інших деталей щілинного теплообмінника забезпечують підвищення технологічності способу у виробництві. Промислова придатність заявленого способу виготовлення щілинного теплообмінника підтверджується фотографіями виготовленого у цей спосіб експериментального зразка високоефективного щілинного рідинного теплообмінника з шириною 5 51057 щілинних каналів 0,25мм та висотою каналів 5мм, наведеними на Фіг.1 та Фіг.2. Таким чином, запропонований спосіб виготовлення щілинного теплообмінника є новим, промислово придатним, має винахідницький рівень і за Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 безпечує досягнення поставленої мети: виготовлення теплообмінника без контактного з'єднання в його теплообмінному блоці та підвищення технологічності його виготовлення у виробництві. Підписне 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