Шахтный воздухоохладитель
Патент 900020
Авторы
Шахтный воздухоохладитель
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()900020 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04. 02. 80 (21) 2880636/22-03 (5l)NL. Кл. с присоединением заявки М
Е 21 F 3/00
F 28 0 7/04
9кударотвкииыИ комитет
СССР ао делам иаворетекий и открытий (2З) Приоритет
Опубликовано 23.01.82, Бюллетень М 3
Дата опубликования описания 23.0 1. 82 (53) УДК 621.565. .94 (088. 8) В.Я.Журавленко, А.А.Хавин, Л.В.Дорощук и В.П.Боровков (72) Авторы изобретения
Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации тепломассообменнйх процессов:.
Института технической теплофизики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) ШАХТНЫЙ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЬ
Изобретение относится к горному делу и в частности к поверхностным воздухоохладителям, Известно устройство, включающее секции, выполненные из трубок,оребренных пластинами, трубных решеток, коллекторных коробок и патрубков хладоносителя, соединяющих секции между собой и установленных на боковых поверхностях коллекторных коробок С13.
Недостатком этого устройства является небольшая тепловая эффективность °
Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство, включающее кожух с поярусно размещенными внутри секциями труб. чатых спиралей, подключенных к коллекторам подвода и отвода теплоноси- о теля, причем коллекторы выполнены в виде размещенной по оси кожуха трубы, разделенной продольной перегородкой на две полости, одна из
Ф 2 которых подключена к входным участкам спиралей первой секции, а другая - к выходным участкам спиралей последней секции, Секции соединены между собой с помощью промежуточных цилиндрических переходников, размещенных вне кожуха и снабженных входными и выходными патрубками 22l.
Недостатком известной конструкции является низкая тепловая эффективность, повышенные габариты и вес установки, связанные с выводом труб теплообменника на промежуточные цилиндрические коллектора, выходящие за пределы кожуха теплообменника.
При такой конструкции аппарата его кожух для вывода труб на промежуточные коллекторы необходимо выполнять разъемным в трех сечениях;., Не менее важной характеристикой теплообменной аппаратуры является надежная их работа, зависящая от многих факторов, в том числе и от
900020 ксяичества соединений (стыков) труб ,а -,еплообменнике.
В известной конструкции каждая .труба спирали теплообменника четырежды крепится в коллекторах, в том 5 числе дважды в промежуточные коллектора. Тем самым снижается надежность теплообменника и повышается трудоемкость, составляющая значительную часть от изготовления всего устройст ва, так как необходимо кроме двукратного увеличения соединений труб изготовить дополнительно еще шесть коллекторов, а кожух выполнить разьемным, из трех частей. !5
Цель изобретения — повышение эффективности работы воздухоохладителя.
Указанная цель достигается тем, что каждая теплообменная секция выполнена в виде двухрядной плоской 20 спирали из поперечно оребренной трубы, причем входной и выходной концы каждой спирали расположены в диаметрально противоположных частях коллекторов, при этом входы и выходы сосед- 25 них теплообменных секций подключены к коллекторам со смещением на 90
Кроме того, между витками спирали воздухоохладителя расположена перфорированная лента, ЗО
На фи г. 1 изображен воздухоохладитель, продольный разрез; на фиг.2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез
Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 - схема подключения секций к коллекторам.
Воздухоохладитель содержит кожух
1, соединенный с вентилятором 2.Внутри кожуха размещены теплообменные секции 3, каждая из которых выполнена в виде двухрядной плоской спира- 4g ли иэ поперечно оребренной трубы.
Концы спирали подключены к коллекторам подвода 4 и отвода 5 теплоносителя, имеющих входной б и выходной 7 штуцеры. Между витками спирали прок- 45 ладывается тонкая перфорированная лента 8, обеспечивающая постоянный шаг навивки спирали. Каждая секция имеет свой входной 9 и выходной 10 патрубки °
Воздухоохладитель работает следующим образом.
Охлажденный воздух вентилятором 2 подается в кожух 1 теплообменника, .где он последовательно проходит через секции 3 и охлаждается до заданной температуры.
Хладагент (холодная вода) через штуцер б, коллектор 4, патрубок 9 поступает в оребренные трубы и проходит снизу вверх первый ряд спирали, затем движется сверху вниз по второму ряду спирали и сливается через патрубок 10 и штуцер 7 коллектора 5.
Наибольший и наименьший диаметры витков спирали оребренных труб соответствуют внутреннему диаметру кожуха и наружному диаметру коллекторов.
Первый ряд плоской спирали из оребренной трубы (по ходу воздуха) навивается слева направо от минимального до максимального диаметра (диаме! ра кожуха). Для получения второго ряда плоской спирали поперечно оребренную трубу продолжают навивать в том же направлении (слева направо),но с уменьшением диаметра витков спирали с максимального до минимального. Таким образом, получается секция поверхности, состоящая из однозаходной двухрядной плоской спирали.
В процессе теплообмена важную роль играет равномерное расположение поверхности по сечению и равные гидравлические радиусы каналов для прохода воздуха.
Прокладываемая в процессе изготовления секций тонкая дистанционная лента между витками спирали обеспечивает постоянный шаг навивки спирали, который для данного типоразмера оребренных труб зависит от толщины ленты, кроме того, создает замкнутые межреберные каналы, что позволяет получить поверхность равного сопротивления со стороны воздуха.
При такой конструкции секции отсутствуют проскоки воздуха между вершинами ребер, которые по всей высоте омываются равномерным воздушным потоком.
Используемая для дистанционирова" ния витков спирали из оребренных труб лента имеет по длине перфорацию, выполненную в виде щелей. При этом перфорация ленты снижает ее вес, а сама лента является дополнительной теплообменной поверхностью, так как она с обоих сторон плотно обжата вершинами ребер. А продольные щели в ленте (относительно направления движения воздуха они являются поперечными) выполняют также роль турбулизаторов воздушного потока.
В качестве теплообменной поверхности воздухоохладителей используются трубы с накатанным спиральным оребрением, изготовленные иэ вязких
900020 металлов, например из меди и алюминия. Для передвижных воздухоохладителей, где вес играет решающую роль, применяется преимущественно алюминий. 5
Секции воздухоохладителя выполнены с односторонним входом и выходом хладагента.
На схеме подключения секций к коллекторам фиг. 4) I, II, III - патрубки подвода хладоносителя к первой, второй и третьей секциям от входного коллектора 4, à I, II, 111 - соответственно патрубки вывода хладоносителя из секций к выходному коллектору 5. Входы и выходы теплообменных секций подсоединяются к входному и выходному коллекторам со смещением на 90 таким образом, что на одной образующей коллектора крепят- 20 ся патрубки первой; четвертой и седьмой секций, на доугой - 2, 5 и 8 секций, а на третьей - 3,6 и 9 секций, в случае если воздухоохладитель набирается девятисекционным, Для удобства сборки секции входной и выходной концы каждой спирали расположены в диаметрально противоположных сторонах коллекторов, например, патрубок II ввода теплоносителя второй секции - в коллектор 4,а диаметрально т противоположный патрубок II вывода второй секции - в коллектор 5.
В предлагаемой конструкции используется высокоэффективная теплообмен- з5 ная поверхность, имеющая в два раза меньше соединений труб, отсутствуют промежуточные коллектора, что позволяет выполнить воздухоохладитель с высокой интенсивностью, компактностью и надежностью.
Формула изобретения
1. Шахтный воздухоохладитель,включающий вентилятор и кожух с размещенными внутри теплообменными секциями, подключенными к коллекторам входа и выхода теплоносителя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы воздухоохладителя, каждая теплообменная секция выполнена в виде двухрядной плоской спирали из поперечно оребренной трубы, причем входной и выходной концы каждой спирали расположены в диаметрально противоположных частях коллекторов, при этом входы и выходы соседних теплообменных секций подключены к коллекторам со смещением на
2. Воздухоохладитель по rl. 1, отличающийся тем, что он снабжен перфорированной лентой, расположенной между витками спирали.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
N 518570, кл. E 21 F 3/00, 1977)
2. Авторское свидетельство СССР
8 557251, кл. F 28 D 7/04, 1974 (прототип).
900020
Вид Д
Е щ фиг. 4 фиг. 3
Составитель Н.Иванова
Редактор Л.Гратилло Техред M.Tenep
Корректор Г. Назарова
Заказ 12144/53 Тираж 469 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4