Теплообмінний блок теплоутилізатора
Номер патенту: 34409
Опубліковано: 11.08.2008
Автори: Гершуні Олександр Наумович, Ніщик Олександр Павлович
Формула / Реферат
Теплообмінний блок теплоутилізатора, що містить пакет пластин з рядами круглих отворів з відбортуванням, що входять в отвори суміжних пластин з утворенням труб, який відрізняється тим, що кожна з утворених труб споряджена з однієї із сторін пакета глухим дном, з іншої сторони - пристроєм для заповнення теплоносієм, звільнена від повітря і частково заповнена теплоносієм та герметизована.
Текст
Теплообмінний блок теплоутилізатора, що містить пакет пластин з рядами круглих отворів з відбортуванням, що входять в отвори суміжних пластин з утворенням труб, який відрізняється тим, що кожна з утворених тр уб споряджена з однієї із сторін пакета глухим дном, з іншої сторони пристроєм для заповнення теплоносієм, звільнена від повітря і частково заповнена теплоносієм та герметизована. (19) (21) u200803177 (22) 12.03.2008 (24) 11.08.2008 (46) 11.08.2008, Бюл.№ 15, 2008 р. (72) НІЩИК ОЛЕКСАНДР П АВЛОВИЧ, U A, ГЕРШУНІ ОЛЕКСАНДР Н АУМОВИЧ, U A (73) НАЦІОН АЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ "КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ", U A 3 34409 пається найбільш ефективному протитечієвому режимові за показником підвищення температури холодного теплоносія при тій же відносній площі теплообміну. Надійність такого пластинчатотрубного блоку теплообмінника залишається невисокою, так як при розгерметизації хоча б однієї з труб блоку порушується щільність теплообмінника, з'являються перетікання теплоносіїв і він повинен ремонтуватися. В основу корисної моделі поставлено задачу створення теплообмінного блоку теплоутилізатора, в якому нова будова труб дозволила б забезпечити підвищення ефективності роботи та надійності. Поставлена задача вирішується тим, що в пластинчато-трубному блокові теплообмінника, який містить пакет пластин з рядами круглих отворів з відбортуванням, що входять в отвори суміжних пластин з утворенням труб, згідно з корисною моделлю, кожна з утворених тр уб споряджена з однієї із сторін пакета глухим дном, з іншої сторони пристроєм для заповнення теплоносієм, звільнена від повітря і частково заповнена теплоносієм та герметизована. Спорядження кожної з утворених труб з однієї із сторін пакета пластин глухим дном, з іншої сторони пристроєм для заповнення теплоносієм, звільнення цих труб від повітря і часткове заповнення їх теплоносієм з наступною герметизацією дозволяє забезпечити підвищення ефективності роботи в порівнянні з найближчим аналогом за рахунок реалізації в кожній з утворених труб при функціонуванні теплоутилізатора з пропонованим теплообмінним блоком випаровувальноконденсаційного контуру. При монтуванні теплообмінного блоку в теплоутилізаторі випаровувальні частини контурів знаходяться у камері для гарячого теплоносія, наприклад, в потоці відхідних димових газів, а конденсаційні - у камері для холодного теплоносія, наприклад, в потоці повітря. Багаторазове збільшення поверхні теплообміну з боку теплоносія, для руху якого в технічному рішенні-прототипові були призначені труби, досягається тим, що поверхню труб замінено на розгалужену поверхню теплообміну, набрану з пластин, а зв'язок між потоками теплоносіїв ефективно здійснюється за допомогою випаровувальноконденсаційних контурів в утворених трубах. При цьому температура по всій поверхні випаровувальних частин контурів, як і по всій поверхні конденсаційних частин контурів буде приблизно однаковою В теплоутилізаторі з пропонованим теплообмінним блоком реалізований також ефективний спосіб теплообміну як зі сторони гарячого, так і холодного середовищ, а саме шляхом поперечного обтікання гарячим і холодним потоками теплоносіїв зовнішніх поверхонь випаровувальноконденсаційних контурів, що являють собою пакет пластин. В теплоутилізаторі з пропонованим теплообмінним блоком можна використовувати як найбільш ефективний протитечієвий (зустрічний) режим руху теплоносієв, при якому забезпечується найкраще використання існуючої різниці температур між теплоносіями та найбільше змінювання температури кожного з теплоносіїв [див., напри 4 клад книгу Справочник по теплообмінникам: В 2 т. Т. 1. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 560с, с.7,8], так і, при необхідності, прямотечієвий (паралельний рух) теплоносіїв. Надійність забезпечується надійністю функціонування сукупності автономних випаровувально-конденсаційних контурів, так як при розгерметизації однієї або кількох труб суттєво не буде змінюватися теплопередаюча спроможність теплоутилізатора з пропонованим теплообмінним блоком. При розгерметизації якоїсь з труб з наявністю в кожній з них подвійного ізолюючого бар'єру у вигляді стінки труби в кожному з теплоносіїв буде збережена щільність її оболонки зі сторони іншого середовища. Тобто розгерметизація однієї чи навіть кількох тр уб, що є малоймовірним, не може бути причиною втрати щільності теплоутилізатора з пропонованим теплообмінним блоком та наступного перемішування холодного і гарячого теплоносіїв. Технічна суть та принцип дії запропонованого теплообмінного блоку теплоутилізатора пояснюється кресленням. На Фіг.1 зображений теплообмінний блок теплоутилізатора з коридорним розміщенням отворів, загальний вигляд; на Фіг.2 - окрема пластина теплообмінного блоку; на Фіг.3 - вид А на Фіг 2; на Фіг.4 - переріз Б-Б на Фіг.3; на Фіг.5 - теплообмінний блок теплоутилізатора з шахматним розміщенням отворів, загальний вигляд; на Фіг.6 - теплообмінний блок у корпусі теплоутилізатора. Теплообмінний блок теплоутилізатора містить пакет пластин 1 з рядами круглих отворів 2 з відбортуванням 3, яке входить в отвори суміжних пластин 1 з утворенням труб 4. Кожна з труб 4 споряджена з однієї із сторін пакета глухим дном 5, а з іншої - пристроєм для заповнення труб теплоносієм 6. В теплообмінному блокові отвори 2 можуть розміщуватися по-різному, може використовуватися коридорне розміщення (Фіг.1), шахматне (Фіг.5) або інше. При розміщенні теплообмінного блока в корпусі теплоутилізатора 7 одна з пластин 1 ущільнюється в корпусі 7, утворюючи камери: 8 - для гарячого і 9 - для холодного теплоносіїв. Теплообмінний блок теплоутилізатора працює наступним чином. Теплообмінний блок установлюється в корпусі теплоутилізатора 7 так, що утворені труби 4 займають вертикальну або близьку до вертикальної орієнтацію. Одна з пластин 1 ущільнюється в корпусі 7 з утворенням камер для гарячого 8 та холодного 9 середовища. Гаряче середовище, наприклад відхідні димові гази подається в камеру 8. Холодне середовище, яке повинно бути нагріте, наприклад повітря, подається у камеру для холодного середовища 9. Гаряче середовище рухається в камері 8, де нагріває нижні ділянки труб 4, охолоджується та виходить з іншої сторони утилізатора. Теплоносій в тр убах 4, кожна я яких являє собою випаровувально-конденсаційний контур, випаровується або кипить і переносить у вигляді пари за рахунок прихованої теплоти випаровування тепловий потік у камеру 9 для холодного середовища. У цій камері 9 теплоносій у вер хніх ділянках тр уб 4 конденсується при охолодженні холодним середовищем, 5 34409 яке при цьому нагрівається. Сконденсований теплоносій труб 4 повертається у вигляді рідини на нижні ділянки цих труб 4 у камеру 8 для гарячого середовища. Далі цикл повторюється. Виготовлена модель теплообмінного блока з п'яти пластин зі сталі товщиною 1мм розміром 158x100мм, кожна з яких мала по одному круглому отвору діаметром 31мм. Відбортування отворів кожної з пластин входило в отвір суміжної пластини з утворенням труби. Після збірки пакета для досягнення герметичності він покривався вуглекислою міддю, розведеною водою [див. а. с. СРСР №977130] та прогрівався при температурі 11001150°С [див. статтю С. Гопин. Изобретено в СССР//Изобретатель и рационализатор. - 1988. №10. - С.18-19]. В результаті проведених вимірювань і розра 6 хунків було з'ясовано наступне. 1. Виконана модель теплообмінного блока дозволила показати принципову можливість виробляти теплоутилізаційне обладнання з використанням ефективних випаровувально-конденсаційних контурів без застосування оребрених труб. 2. Як показали проведені вимірювання і розрахунки, дане технічне рішення дозволяє досягти високих значень показника конструктивної компактності F/V (порядку 700м поверхні теплообміну на 1м 3 габаритного об'єму теплообмінного блоку теплоутилізатора) та вагового показника або показника конструктивної матеріалоємності теплообмінного блоку (маса теплообмінного блоку порядку 2,5кг на 1м 2 поверхні теплообміну теплообмінного блоку теплоутилізатора). 7 34409 8 9 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 34409 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHeat exchanger block of heat utilizer
Автори англійськоюNischyk Oleksandr Pavlovych, Hershuni Oleksandr Naumovych
Назва патенту російськоюТеплообменный блок теплоутилизатора
Автори російськоюНищик Олександр Павлович, Гершуни Александр Наумович
МПК / Мітки
МПК: F28F 1/00, F28D 15/00, F28F 13/00, F28D 15/02
Мітки: теплообмінний, теплоутилізатора, блок
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-34409-teploobminnijj-blok-teploutilizatora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Теплообмінний блок теплоутилізатора</a>
Попередній патент: Поворотний цифровий привід
Наступний патент: Спосіб визначення напруг у різальному клині інструмента
Випадковий патент: Спосіб приготування в'язкопружної композиції