Теплообменник

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(57) 1. Теплообменник, содержащий трубчатый каркас с элементами передачи тепла, отличающийся тем, что элемент передачи тепла выполнен в виде гофрированной оболочки, причем, последняя уложена в трубчатый каркас в два и более заходов. 2. Теплообменник по пункту 1, отличающийся тем, что трубы трубчатого каркаса вскрыты со стороны теплового потока не более чем на одну треть диаметра. Полезная модель относится к конструкции теплообменников и может найти широкое применение в отопительных агрегатах, водогрейных аппаратах, автомобильных радиаторах и во многих других вариантах теплообменников. Наиболее близким аналогом предлагаемой конструкции теплообменника являются классические варианты теплообменников, состоящие из труб и ребер (трубчатый каркас) и элементов передачи тепла, описанные в книге 1. Низкая технологичность изготовления таких теплообменников связана с необходимостью индивидуальной подгонки и пайки значительного количества соединений ребер и труб, а также покрытия теплообменни 179 ков в целом, слоем припоя на основе свинца для защиты поверхности медных деталей от интенсивного окисления в процессе нагрева. Существенным недостатком данной конструкции является ее склонность к разрушению вследствие перегрева. Задачей полезной модели является создание теплообменника, позволяющего при высоких теплотехнических характеристиках обеспечить технологичность конструкции, надежные эксплуатационные характеристики, а также значительно снизить его себестоимость. Поставленная задача решается следующим образом в теплообменнике, содержащем трубчатый каркас с элементами передачи тепла, согласно полезной модели, элемент передачи тепла выполнен в виде гофрированной оболочки, причем последняя уложена в трубчатый каркас в два и более заходов. Гофрированная оболочка выполнена из тонкостенной нержавеющей стали, которая уложена внутри трубчатого каркаса. Трубчатый каркас представляет собой систему труб, зафиксированных с помощью боковых ребер и вскрыт не более, чем на одну треть диаметра со стороны теплового потока, что обеспечивает эффективный доступ тепла к гофрированной оболочке. Для снижения гидросопротивления теплообменник в целом может быть выполнен двухзаходным, а в зависимости от требований внешних магистралей и многозаходным. На фиг. 1 показан общий вид теплообменника. На фиг. 2 показан вид теплообменника по стрелке А, где показано поярусное расположение труб каркаса. Теплообменник состоит из гофрированной оболочки 1 и трубчатого каркаса, который в свою очередь состоит из труб 2 и ребер 3. Ребра 3 обеспечивают фиксацию труб 2 трубчатого каркаса. Накидные гайки 4 обеспечивают соединение теплообменника с внешними магистралями. Теплообменник работает следующим образом основной теплоноситель поступает в гофрированную оболочку 1 теплообменника, подсоединенного к внешним магистралям гайками 4. Наличие гофрированной оболочки обеспечивает увеличенную площадь контакта с тепловым потоком. Кроме того, за счет вскрытия труб 2 трубчатого каркаса на одну треть диаметра, обеспечивается непосредственный контакт теплового потока с гофрированной оболочкой 1. Для исключения образования холодной зоны на гофрированной оболочке 1 с противоположной стороны потока теплопередача осуществляется от труб 2 трубчатого каркаса к гофрированной оболочке 1. Эффективный нагрев основного теплоносителя гофрированной оболочки обеспечивается наличием гофр в оболочке, а следовательно увеличенной площадью контакта с внешней стороны, как с горячим потоком за счет вскрытия труб трубчатого каркаса на одну треть диаметра, так и с трубами трубчатого каркаса путем теплопередачи. В процессе работы происходит перемешивание слоев воды, которая двигается винтообразно по оболочке. Поярусная укладка гофрированной оболочки в трубчатом каркасе позволяет компактно разместить теплообменник в определенной локальной зоне нагрева, наличие которых приводит к образованию конденсата, особенно в начальных стадиях работы теплообменника. Таким образом, предложенная конструкция теплообменника позволяет решить поставленную техническую задачу и может характеризоваться как высокоэффективная надежная и технологичная. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.