Пластинчатый теплообменник

Пластинчатый теплообменник
Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к пластинчатым теплообменным аппаратам.
Известен пластинчатый теплообменник, содержащий пакет пластин, в каждой из которых выполнен по меньшей мере один ряд эллиптических отверстий с отбортовками, входящими в соответствующее отверстие смежных пластин с формированием таким образом канала для пропуска через теплообменник одной из сред, (см., авторское свидетельство СССР 1740946, кл. F 28 D 9/00, опубл. 15.06.1992).
Выполнение теплообменника из пакета пластин, в которых выполнены отверстия с отбортовками позволяет повысить технологичность изготовления и эксплуатационную надежность теплообменника. Однако эффективность изготовления пластинчатого теплообменника может быть повышена за счет оптимизации размеров пластин, из которых изготавливают и собирают пластинчатый теплообменник.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение эффективности изготовления пластинчатого теплообменника за счет оптимизации размеров пластин, а более точно относительных размеров отверстий с отбортовками, которые выполнены в пластинах теплообменника.
Указанная задача решается за счет того, что пластинчатый теплообменник содержит пакет пластин, в каждой из которых выполнен, по меньшей мере, один ряд эллиптических отверстий с отбортовками, входящими в соответствующее отверстие смежных пластин с формированием таким образом канала для пропуска через теплообменник одной из сред, при этом высота отбортовки эллиптических отверстий составляет от 5 до 15 толщин пластины, отбортовки вставлены в
МПК 7 F 28 F 3/08
эллиптические отверстия смежных пластин на глубину, составляющую не более 0,3 высоты отбортовки, длина большой оси эллиптического отверстия составляет 2-4 длины малой оси отверстия, расстояние между осями каналов, образованных отбортовками, составляет от 3 до 8 длин малой оси эллиптического отверстия при расположении эллиптических отверстий вдоль их малой оси и расстояние между осями каналов, образованных отбортовками, составляет от 5 до 10 длин малой оси эллиптического отверстия при расположении эллиптических отверстий вдоль их большой оси.
В ходе исследования процесса изготовления пластинчатого теплообменника с эллиптическими в поперечном сечении отверстиями с отбортовками выявлено, что выполнение расстояния между осями каналов, образованных отбортовками, составляющим от 3 до 8 длин малой оси эллиптического отверстия при расположении эллиптических отверстий вдоль их малой оси и расстояния между осями каналов, образованных отбортовками, составляющем от 5 до 10 длин малой оси эллиптического отверстия при расположении эллиптических отверстий вдоль их большой оси позволяет избежать возникновения трещин или порывов материала в процессе изготовления пластин. На это же направлено выполнение эллиптических отверстий, у которых длина большой оси эллиптического отверстия составляет 2-4 длины малой оси отверстия. Кроме того, при изготовлении пластин выполняют отверстия с отбортовками требуемой высоты. Исследование процесса эксплуатации и сборки пластинчатого теплообменника показало, что достаточной герметичности соединения отбортовок со стенками отверстий смежной пластины удается добиться при размещении в отверстии смежной пластины не более 0,3 высоты отбортовки. В результате, в сравнении с прототипом удалось снизить материалоемкость пластинчатого теплообменника.
Таким образом, достигнуто выполнение поставленной задачи повышена эффективность изготовления пластинчатого теплообменника.
На фиг.1 представлен продольный разрез пластинчатого теплообменника, на фиг.2 - вид сверху на пластину теплообменника, на фиг.З - сечение А-А на фиг.2, на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг. 2.
Пластинчатый теплообменник содержит коллекторы 1, 2 соответственно подвода и отвода теплоносителя, пакет пластин 3 с рядом отверстий 4, имеющих отбортовки 5, входящие в отверстия 4 смежных пластин 3 с образованием каналов, например, для жидкого теплоносителя. Отверстия 4 выполнены эллиптическими в поперечном сечении, а канал, образованный отбортовкой 5, выполняют, как правило, сужающимся по направлению от пластины 3. Каналы 6 образованы вставленными друг в друга отбортовками 5 смежных пластин 3. Предпочтительно, чтобы угол раскрытия между образующими отбортовки 5 в сечении А-А по малой оси эллипса составлял 6-8°, а в сечении Б-Б по большой оси эллипса 3-4°.
Теплообменник работает следующим образом.
Жидкий теплоноситель поступает через коллектор 1 в каналы 6, образованные отбортовками 5, обменивается теплом с газообразной средой, продуваемой между пластинами 3, и отводится через коллектор 2 за пределы теплообменника.
Благодаря тому, что отбортовки 5 выполнены сужающимися при механической сборке пакета пластин 3 с одной стороны обеспечивается самоторможение конуса в конусе, а с другой стороны образуется герметичное плотное соединение отбортовок 5 между собой за счет диффузии поверхностных слоев этих отбортовок 5. При этом отпадает необходимость соединять отбортовки с помощью пайки, сварки и других видов соединения, хотя, при необходимости оно может быть выполнено, например, для повышения жесткости конструкции. Изготовление концевых пластин 7 профилированными по краям (с отбортовками по краям)
позволяет упростить конструкцию пластинчатого теплообменника при формировании коллекторов 1 и 2.
Настоящая полезная модель может быть использована везде, где возможно использование теплообменников, изготовленных из тонколистового материала, например, используемых в качестве автотракторных радиаторов, водомасляных охладителей, теплообменников холодильных машин и т.д.
Формула полезной модели
Пластинчатый теплообменник, содержащий пакет пластин, в каждой из которых выполнен по меньшей мере один ряд эллиптических отверстий с отбортовками, входящими в соответствующее отверстие смежных пластин с формированием таким образом канала для пропуска через теплообменник одной из сред, отличающийся тем, что высота отбортовки эллиптических отверстий составляет от 5 до 15 толщин пластины, отбортовки вставлены в эллиптические отверстия смежных пластин на глубину, составляющую не более 0,3 высоты отбортовки, длина большой оси эллиптического отверстия составляет 2-4 длины малой оси отверстия, расстояние между осями каналов, образованных отбортовками, составляет от 3 до 8 длин малой оси эллиптического отверстия при расположении эллиптических отверстий вдоль их малой оси и расстояние между осями каналов, образованных отбортовками, составляет от 5 до 10 длин малой оси эллиптического отверстия при расположении эллиптических отверстий вдоль их большой оси.