ТЕПЛООБМЕННИК
HEAT EXCHANGER

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в широком диапазоне как в стационарных, так и в транспортных энергетических установках.
Известны аналоги теплообменников, содержащие винтообразные элементы из труб, элементы смежно расположены и внедрены в зазоры между витками друг друга (см., например, а.с. СССР №254394; №290831; №312832).
Известен также теплообменник, содержащий винтообразные элементы из труб, установленные в зазорах между витками один другого и имеющие в каждом витке по два прямых и два скругленных участка с расположением одноименных участков напротив друг друга (см. а.с. СССР №278223).
Такой теплообменник характеризуется совокупностью признаков, наиболее сходных с совокупностью существенных признаков изобретения, и принимается за прототип.
Недостатком известного теплообменника являются его значительные габариты из-за невозможности размещения прямых участков у смежных винтообразных элементов компактно и эквидистантно относительно друг друга с расположением центров труб у прямых участков в поперечном сечении теплообменника на контуре многоугольника. Причем это невозможно из-за того, что у известного теплообменника оси смежных винтообразных элементов не пересекаются в одной точке, которая одновременно должна быть расположена и на оси теплообменника. При этом любая точка на оси у известного теплообменника не может быть и центром многоугольника, на контуре которого располагаются центры труб в любом поперечном сечении теплообменника в зоне прямых участков у смежных винтообразных элементов.
С целью устранения указанных недостатков и расширения компоновочных возможностей в теплообменнике, содержащем винтообразные элементы из труб, которые установлены с внедрением в зазоры между витками один другого и имеющие на каждом витке по два прямых и два скругленных участка, с расположением одноименных участков напротив друг друга, каждый винтообразный элемент выполнен, по меньшей мере, с тремя прямыми участками. Прямые участки у смежных винтообразных элементов эквидистантны относительно друг друга за счет расположения винтообразных элементов таким образом, что их оси пересекаются в одной точке. Одновременно эта точка расположена на оси теплообменника. Причем любая точка на оси теплообменника является и центром многоугольника, на контуре которого располагаются центры труб в любом поперечном сечении теплообменника через указанную точку в зоне прямых участков смежных винтообразных элементов.
Прямые участки у смежных винтообразных элементов могут иметь различную длину.
Радиусы противоположных скругленных участков у винтообразных элементов могут быть различными. Причем радиусы монотонно чередуются в витках винтообразных элементов, при этом у смежных винтообразных элементов монотонное чередование совпадает.
На фиг.1 изображен теплообменник (общий вид).
На фиг.2 - вид А с фиг.1.
На фиг.3 - разрез Б-Б с фиг.1.
На фиг.4 изображен одиночный винтообразный элемент из трубы с фиг.1 (общий вид).
На фиг.5 - вид В с фиг.4.
На фиг.6 изображен теплообменник с различными радиусами противоположных скругленных участков в винтообразных элементах (общий вид).
На фиг.7 изображен одиночный винтообразный элемент из трубы с фиг.6 (общий вид).
На фиг.8 - вид Г с фиг.7.
Теплообменник состоит из винтообразных элементов 1, содержащих прямые участки 2, скругленные участки 3 и ось винтообразного элемента 4, а также из оси 5 теплообменника, точки 6 пересечения осей 4 винтообразных элементов 1, из контура многоугольника 7, на котором расположены центры труб 8, из входных и выходных концов труб 9.
Одна из теплопередающих сред входит внутрь винтообразных элементов 1 и выходит из них через входные и выходные концы труб 9.
Другая теплопередающая среда движется снаружи винтообразных элементов 1 параллельно оси 5 теплообменника. Возможна поперечная оси 5 организация движения теплопередающей среды.
Предлагаемый теплообменник позволяет достичь следующих результатов:
- уменьшить габариты, так как прямые участки смежных винтообразных элементов могут располагаться с минимально возможными зазорами относительно друг друга, обеспечивая при этом значительную компактность теплообменника;
- расширить компоновочные возможности, так как теплообменник можно размещать в полости как с круглым, так и с многоугольным поперечным сечением, причем площадь такого сечения, по высоте полости, может иметь различную величину.