ТЕПЛООБМЕННИК
HEAT EXCHANGER

Изобретение относится к области машин типа теплообменников, предназначенных для использования в снеготаялках с плавильной камерой.
Известен погружной трубчатый теплообменник для снеготаялки с плавильной ванной, включающий связанную с нагревательным устройством центральную трубу с тепловыми каналами, соединенную со стороны свободного конца с боковыми ответвлениями, имеющими выходные патрубки [1].
Данный теплообменник по своей технической сущности и достигаемому результату является наиболее близким к предложению заявителя и поэтому принят за прототип.
Однако прототип обладает недостатками, основным из которых является следующий.
Заниженный конвективный эффект теплообмена в связи с нагревом отдельно расположенных труб боковых ответвлений, производящих каждая в отдельности работу по теплообмену как от поверхности трубы, так и посредством отдельных врезных тепловых каналов, что отрицательно сказывается на производительности снеготаялки с данным теплообменником.
Кроме того, недостатком является сложность изготовления бокового ответвления, связанная со сверлением многочисленных отверстий в трубе, а также заготовкой и вставкой в отверстия отрезков труб с проведением сварки плотным швом.
Следовательно, задачей, решаемой в предложении заявителя, является повышение производительности и упрощение конструкции.
Поставленная цель достигается тем, что в погружном трубчатом теплообменнике, включающем связанную с нагревательным устройством центральную трубу с тепловыми каналами, соединенную со стороны свободного конца с боковыми ответвлениями, имеющими выходные патрубки, боковые ответвления центральной трубы выполнены каждое в виде удлиненных коробов прямоугольного сечения с большей вертикальной стороной, смонтированных в виде единого бруса, в котором коробы установлены с равными свободными продольными промежутками и по концам скреплены обвязкой, при этом в каждом коробе установлены диафрагмы с отверстиями, а со стороны центральной трубы промежутки между коробами закрыты выполненными в виде воздушных рассекателей вертикальными стенками, и с противоположной стороны брус, выполненный из коробов, переходит в выходной патрубок.
На фиг.1 изображен общий вид погружного теплообменника, погруженного в плавильную ванну, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид в плане; на фиг.3 - то же, сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - то же, разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг.5 - то же, теплообменник в изометрической проекции; на фиг.6 - то же, брус теплообменника в изометрической проекции.
Погружной трубчатый теплообменник для снеготаялки с плавильной ванной включает соединенную с нагревательным устройством 1 центральную трубу 2 с тепловыми каналами 3, соединенную со стороны свободного конца 4 с боковыми ответвлениями 5, имеющими выходные патрубки 6.
Каждое боковое ответвление 5 выполнено в виде удлиненных коробов 7 прямоугольного сечения, у которого вертикальная сторона 8 длиннее горизонтальной 9. Коробы 7 смонтированы в виде единого бруса 10, в котором коробы установлены с равными свободными продольными промежутками 11. По концам бруса коробы скреплены обвязками 12 и в средней части соединены связями 13. В каждом коробе установлены диафрагмы 14 с отверстиями 15 для преобразования ломинарного теплового потока в турбулентный. Со стороны центральной трубы 2 промежутки 11 закрыты воздушными рассекателями 16.
Работа теплообменника для осуществления процесса снеготаяния производится следующим образом.
Предварительно плавильную ванну наполняют холодной водой.
Включается нагревательное устройство 1 и теплообменник, центральная труба 2 и боковые ответвления 5 нагреваются и передают тепло воде. В нагретую воду ссыпается снежная масса, которая под воздействием теплового потока, идущего от теплообменника, превращается в талую нагретую воду, в которую, по мере ее вытекания из плавильной ванны, при освобождении части объема ванны подается новая партия снежной массы. Далее, по мере вытекания талой воды подается вновь порция снега и т.д.
По сравнению с прототипом работа по отдаче тепла боковыми ответвлениями теплообменника происходит значительно эффективнее, т.к. применение плоских полых коробов, установленных с промежутками между собой, позволяет отдавать тепло не только от своих боковых поверхностей, но и сконцентрированный тепловой поток от нагрева двух поверхностей расположенных рядом коробов в брусе 10, что ведет к повышению производительности процесса снеготаяния. Кроме того, следует отметить, что выполнение боковых ответвлений в виде коробов без дополнительных отверстий является более технологичным в изготовлении, что упрощает конструкцию.
Источники информации
1. Международная заявка PCT/US 2005/027939, 5.08.2005 - прототип.