Аппарат теплообменный

Номер документа 2320170023

РУБРИКА:
6. Патентное дело, изобретательство, рационализаторство

РУБРИКА ГРНТИ:
44.31.35. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Теплоэнергетика
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2614304
Автор (принявший орган): ФГБОУ ВО "КГАУ" 350044 г. Краснодар, ул. Калинина,13 Тел. (861) 259 03 89
Дата: 24.03.2017
Регион: Краснодарский край
Источник информации: www.fips.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей и интенсификация теплообмена.
Поставленная задача достигается тем, что в аппарате теплообменном, содержащем кожух с подводящим и отводящим патрубками одной среды, размещенные в кожухе концентрично расположенные два пустотелых внутреннего и наружного ротора, подводящий коллектор и отводящий коллектор другой среды, выполненные в виде усеченных конусов, заглушенных с одного торца и снабженных отверстиями на боковой поверхности, внутренний ротор выполнен винтовым и смонтирован из направляющих элементов, изготовленных в виде трех прямоугольных расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом, полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70°, с образованием по внутреннему периметру трех ломаных винтовых канавок основного направления и одной ломаной винтовой канавки противоположного направления, а по наружному периметру трех ломаных винтовых линий основного направления и одной ломаной винтовой линии противоположного направления, в точках излома которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников, при этом, по периметру внутреннего винтового ротора образованы напуски прямоугольной формы расположенные последовательно с зазорами друг за другом по ломанным винтовым линиям основного направления, а наружный ротор выполнен винтовым в виде пустотелой цилиндрической винтовой поверхности с наружными напусками в виде винтовых лопастей по всей его длине и изготовлен из трех или более прямоугольных полос одинаковых по ширине и по длине вогнутой или выпуклой формы относительно оси винтовой поверхности, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке и соединенных между собой с образованием по периметру винтовой поверхности напусков в виде винтовых лопастей по всей длине, а также винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей относительно оси винтовой поверхности с центрами кривизны, расположенными полос с напусками, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненных под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников снаружи или внутри поперечного сечения винтовой поверхности и с винтовыми канавками, при этом, в пространстве между кожухом и наружным винтовым барабаном смонтирована цилиндрическая пружина с плоским сечением витков, выполненная с возможностью изменения шага витков за счет ее растяжения или сжатия.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение аналогичное заявляемому, что позволяет судить о изобретательском уровне предлагаемой конструкции аппарата теплообменного.
Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление внутреннего винтового ротора по периметру позволяет не только обеспечить плавное продольное перемещение потоков одной среды, например горячей среды, от входного коллектора до выходного, но и обеспечить интенсивное взаимодействие потоков среды, что расширяет технологические возможности аппарата теплообменного.
Новизна заключается также в том, что внутренний винтовой ротор выполнен из направляющих элементов, выполненных в виде трех прямоугольных полос с напусками прямоугольной формы расположенных по периметру внутреннего ротора последовательно друг за другом с зазорами по ломанным винтовым линиям основного направления, что обеспечивает увеличение интенсивности смешиваемости потоков среды, увеличивает интенсивность их взаимодействия, а значит, интенсифицирует теплообмен и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что по наружному периметру внутреннего винтового ротора выполнены напуски прямоугольной формы, что обеспечивает увеличение интенсивности смешиваемости потоков, например, горячей среды, увеличивает теплообмен и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что площадь и форма поперечного сечения внутреннего и наружного винтовых роторов изменяются по длине, что изменяет скорости и траектории перемещения потоков сред по мере их перемещений, интенсифицирует теплообменные процессы, увеличивает интенсивность, энергоемкость и частоту их взаимодействия, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что винтовые поверхности и винтовые канавки завихряют потоки горячей и холодной сред, что интенсифицирует процесс теплообмена, расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается в плавном увеличении проходного сечения наружного винтового ротора по длине, что увеличивает скорость перемещения частиц потоков сред, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что наружный винтовой ротор по периметру снабжен тремя, четырьмя, пяти, шести и т.д. винтовыми линиям, шаг которых изменяется по длине и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри наружного винтового ротора, что увеличивает скорость перемещений потоков сред, интенсифицирует теплообменные процессы, расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление внутреннего винтового ротора тремя ломанными винтовыми линиями основного направления обеспечивает транспортировку потоков сред, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также в том, что выполнение внутреннего винтового ротора с двумя ломанными винтовыми линиями противоположного направления обеспечивает возврат в обратном направлении части потоков сред, увеличивает интенсивность теплообменных процессов, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что форма поперечного сечения внутреннего винтового ротора неправильный четырехугольник, который по длине внутреннего ротора меняет не только форму и размеры сторон четырехугольника, но и их расположение относительно оси внутреннего винтового ротора, что нарушает стационарность движения потоков сред, увеличивает интенсивность теплообменных процессов, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что наружный винтовой ротор по всей длине выполнен в виде пустотелой цилиндрической винтовой поверхности с наружными напусками в виде винтовых лопастей по всей длине винтовой поверхности, снабженной многозаходными криволинейными винтовыми поверхностями в виде винтовых каналов, которые завихряют потоки сред и способствуют интенсификации теплообменных процессов.
Новизна заключается в том что винтовая цилиндрическая поверхность выполнена из трех и более винтовых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, что расширяет технологические возможности, и обеспечивает интенсификацию теплообмена.
Новизна усматривается так же в том, что наружный винтовой ротор выполнен многозаходным с каналами криволинейной формы, что расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что по всей длине снаружи наружного и внутреннего винтовых роторов образованы напуски в виде винтовых лопастей по всей их длине, что расширяет технологические возможности и повышает интенсивность теплообменных процессов.
Аппарат теплообменный (фиг. 1) относится к энергетическому машиностроению и может быть использован в теплообменных устройствах для газообразных и жидких сред. Аппарат теплообменный содержит кожух 1 с подводящим холодную среду патрубком 2 и отводящим холодную среду патрубком 3, например таз. Внутри кожуха 1 концентрично размещены полые винтовые роторы 4 и 5. Кольцевое пространство между роторами 4 и 5 сообщено с коллекторами 8 и 7 горячей среды, например сжатого воздуха, выполненными в виде усеченных конусов, заглушенных с одного торца и имеющих на боковой поверхности отверстия 8 для прохода горячей среды. Внутренний ротор 4 снабжен противонаправленными винтовыми поверхностями и винтовыми линиями по наружной поверхности различного шага и числа заходов. При этом наличие противонаправленных винтовых канавок и винтовых линий, противоположных друг другу, интенсифицирует процесс теплообмена. Наружный ротор 5 снабжен по наружной поверхности направленными в одну сторону винтовыми поверхностями и винтовыми линиями, а по внутренней поверхности винтовыми канавками.
Если в полости между винтовыми роторами 4, 5 и кожухом 1 подается одна и та же среда, например один и тот же газ, то в пространстве 9 устанавливают лабиринтное уплотнение 10.
В пространство между кожухом 1 и наружным винтовым барабаном 5 смонтирована цилиндрическая пружина 11 с плоским сечением витков.