Дата публикации: 10.05.2001

Заявитель(и): Брянская государственная инженерно-технологическая академия

Автор(ы): Чумаченко А.Д.

Патентообладатель(и): Брянская государственная инженерно-технологическая академия

Суть изобретения: Теплообменник предназначен для охлаждения жидкости с использованием искусственного и естественного холода и может быть использован в хладотехнике. Теплообменник содержит корпус с патрубками ввода и вывода охлаждающей газообразной среды и охлаждаемой жидкости, в котором на валу закреплены пленкообразующие поверхности в виде разомкнутых герметичных тепловых труб с оребрением, размещенных по длине вала с последовательным угловым смещением в плоскости, перпендикулярной его оси, при этом патрубок ввода охлаждаемой жидкости введен в полость вала. Конструкция теплообменника обеспечивает повышение эффективности теплообмена.

Описание изобретения: Изобретение относится к теплохладотехнике, конкретно к устройствам для охлаждения жидкости с использованием искусственного и естественного холода /например, воды с последующим охлаждением ею продукции пищевой промышленности/.

Известен теплообменник пленочного типа, содержащий корпус с верхней и нижней коллекторными камерами и подключенным к ним трубным пучком (SU 851078, F 28 D 3/04, 1981).

Недостаток этого пленочного тебплообменника - ненадежность в обеспечении образования жидкостной пленки на теплообменных трубах, так как даже небольшое отклонение труб от вертикального положения приводит к срыву пленки с их поверхности и снижению эффективности работы теплообменника.

Известен также теплообменник пленочного типа, содержащий корпус, в котором размещены частично погруженные в жидкость цилиндры /пленкообразующие поверхности/, расположенные один в другом, корпус в верхней части снабжен патрубками для ввода и вывода холодной газообразной среды, циркулирующей над жидкостью и вдоль поверхностей, причем внешним приводом осуществляется вращение вала, которым соединены пленкообразующие поверхности (SU 428187, F 28 C 3/06, 1974 г.).

Недостаток этого теплообменника - низкая эффективность теплообмена, так как при движении газообразного потока вдоль пленкообразующей поверхности отсутствует турбулизация газового потока, в пристенной зоне режим течения газового потока будет ламинарным, с точки зрения теплообмена малоэффективным.

Наиболее близким аналогом является теплообменник по SU 794353, F 28 D 15/02, который содержит корпус с патрубками ввода и вывода охлаждающей газообразной среды и охлаждаемой жидкости, в котором на валу закреплены частично погруженные в жидкость пленкообразующие поверхности, выполненные в виде герметичных тепловых труб с оребрением, заполненных рабочим веществом.

Недостаток этого теплообменника - низкая эффективность теплообмена.

Задача изобретения - интенсификация процесса теплообмена между холодной газообразной средой и охлаждаемой в теплообменнике жидкостью.

Технический результат - уменьшение необходимой для выполнения поставленной задачи поверхности теплообмена /т.е. создание более компактного и, следовательно, более дешевого теплообменника/.

Для этого в теплообменнике пленочного типа, содержащем корпус с патрубками ввода и вывода теплообменивающихся сред, в котором на валу закреплены частично погруженные в жидкость пленкообразующие поверхности, вал выполнен полым с заглушенными торцами и перфорированными стенками, а пленкообразующие поверхности - в виде герметичных разомкнутых тепловых труб с оребрением, заполненных рабочим веществом и размещенных по длине вала с последовательным угловым смещением в плоскости, перпендикулярной его оси, при этом патрубок ввода жидкости введен в полость вала. Кроме того, оребрение выполнено в виде пар пластин, между пластинами размещен пористый материал с высокой теплопроводностью, а оптимальное угловое смещение α тепловых труб составляет 5-10o.

В таком теплообменнике улучшается теплообмен между газообразной и жидкой средами, так как указанное закрепление тепловых труб на валу усиливает турбулизацию газового потока. Усилению турбулентности газового потока и увеличению теплосъема способствует также оребрение тепловых труб /для еще большего усиления этого эффекта пластины оребрения на соседних тепловых трубах можно расположить в шахматном порядке/. Кроме того, при прохождении через жидкость пористого материала происходит его насыщение охлаждаемой жидкостью.

При контакте этого материала с газовым потоком происходит интенсивное охлаждение жидкости, находящейся в пористом материале, за счет конвективного теплообмена и за счет испарения части этой жидкости. При подаче отепленной жидкости внутрь полости вала в теплообмене участвует и внутренняя поверхность вала, что тоже способствует увеличению теплосъема.

Формула изобретения: 1. Теплообменник пленочного типа, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода охлаждающей газообразной среды и охлаждаемой жидкости, в котором на валу закреплены частично погруженные в жидкость пленкообразующие поверхности, выполненные в виде герметичных тепловых труб с оребрением, заполненных рабочим веществом, отличающийся тем, что вал выполнен полым с заглушенными торцами и перфорированными стенками, а тепловые трубы выполнены разомкнутыми и размещены по длине вала с последовательным угловым смещением в плоскости, перпендикулярной его оси, при этом патрубок ввода охлаждаемой жидкости введен в полость вала.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что оребрение выполнено в виде пар пластин.

3. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что между пластинами размещен пористый материал с высокой теплопроводностью.

4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что оптимальное угловое смещение α тепловых труб равно 5 - 10o.