CS271159B1 - Graduated spiral heat exchanger - Google Patents

Description

(57) pálený spirálový výměník tepla sestává z průtočných kanálů (1, 2, 3, 4) 'jejichž teplo směnné plochy mají tvar Archimedovy spirály nebo podobné křivky, oddělených střední přepážkou (26) s přepouětěčími otvory (20, 21) a sériově propojených, kde průtočné kanály (1, 2, 3, 4) j sou θ’patřeny hrdly (9, Ю, 11, 12) a z vnějších čelních stran uzavřeny čely (13, 14)· Průtočné kanály (1. 2, 3. 4) jsou vytvořeny ve dvou samostatných tělesech (24, 25), kde čela (13, 14) jsou pevně spojena 3 vnějšími boky průtočných kanálů (1,2, 3» 4) a obě tělesa (24, 25) jsou vnitřními stranami, tvořeními volnými hranami boků (5, 6, 7, 8) průtočných kanálů (1. 2, 3, 4), přiložena z obou stran střední přepážky (26), obsahující nosné těleso (15) 0patřené po obou stranách těsněními (16, 17), přičemž tělesa (24, 25, 26) jsou dohromady stažena svorníky (19)· Jedno z těles (25), obsahující dvojici průtočných kanálů (5, 4), je zakotveno na podstavcích (22, 23) a opatřeno kloubovým závěsem (28), na němž je otočné uložena střední přepážka (26) a zavěšeno druhé těleso (24), obsahující dvojici průtočných kanálů (1, 2), které je odklopné, kolem svislé osy, uchyceno na zakotveném tělese (25)· Hrdla (9, 10) druhého tělesa (24) Jsou připojena na pružné potrubí.

CS 271 159 Bl

Vynález ee týká děleného spirálového výměníku tepla, určeného pro ohřev kalu v čistírnách odpadních vod·

U těchto výměníků tepla jsou teplosměnné plochy uspořádány do tvaru Archímedovy spirály nebo mohou být pro zjednodušení výroby nahrazeny podobnou křivkou, složenou z půlkruhových úseků. Spirálových výměníků tepla se s výhodou používá к ohřevu vyhnívajícího kalu v čistírnách odpadních vod. Mohou být typu kal-kal s možností čistění obou prostorů nebo typu voda-kal, s možností čistění pouze kalového prostoru. Je známé řešení spirálového výměníku, u něhož jsou dva sousedící kanály, kterými proudí ohřívané médium, vytvořeny dvěma pásy plechu, svinutými do spirál. Kanály jsou z obou bočních stran uzavřeny víky. Nevýhodou těchto spirálových výměníků je, že v důsledku tlaku protékaného média se zvětšuje síla působící na víka s kvadrátem průměru, což brání dosahovat potřebné teplosměnné plochy neomezeným zvětšováním průměru, tedy počtem závitů spirály, protože by víka vycházela příliš mohutná, vyžadující zvýšenou spotřebu materiálu, čímž by se nadměrně zvýšila i hmotnost výměníku. Dále je též známo řeSení spirálového výměníku tepla, uvedené v přihlášce PCT WO 86/05579, jehož průtočné kanály jsou podélně rozděleny střední přepážkou, opatřenou dvěma přepouštěcími otvory, na dvě části, jejichž průtočné kanály Jsou sériově propojeny. Nevýhodou řešení Je, že víka uzavírající kanály spirálového výměníku jsou robustní a jejich značná hmotnost se podílí velkou měrou na celkové hmotnosti výměníku, tedy i na celkově vysoké výrobní spotřebě materiálu. Další nevýhodou je nutnost demontovat při čištění spirálního výměníku obě víka.

Uvedené nevýhody odstraňuje dělený spirálový výměník tepla podle vynálezu, složený z průtočných kanálů, Jejichž teplosměnné plochy mají tvar Archimedovy spirály nebo podobné křivky, oddělených střední přepážkou a přepouštěoími otvory a sériové propojených, kde průtočné kanály jsou opatřeny hrdly a z vnějších čelních stran uzavřeny čely, přičemž podstata řešení spočívá v tom, že průtočné kanály jsou vytvořeny ve dyou samostatných tělesech. Každé z těles je z vnější čelní strany uzavřeno čelem, které tvoří jeden celek s boky průtočných kanálů. Obě tělesa jsou vnitřními stranami, tvořenými volnými hranami boků průtočných kanálů bez čel, přiložena proti sobě na těsnění z obou stran střední přepážky. Tělesa se střední přepážkou uprostřed jsou dohromady stažena svorníky. Dále je podstatou řešení, že jedno těleso, obsahující dvojici průtočných kanálů, je upevněno na podstavcích, přičemž je opatřeno kloubovým závěsem. Na kloubovém závěsu je pohyblivě upevněna střední přepážka a zavěšeno druhé těleso, obsahující druhou dvojici průtočných kanálů. Druhé těleso je odklopně, kolem svislé osy, uchyceno na zakotveném tělese. Je výhodné hrdla průtočných kanálů druhého tělesa připojit na pružné potrubí.

Vyšší účinek děleného spirálového výměníku tepla podle vynálezu spočívá zejména v podstatném snížení hmotnosti oproti jiným konstrukcím, tfspora materiálu vyplývá ze skutečnosti, že čela výměníku tvořící jeden celek se spirálovými kanály pevnostně spolupůsobí. Proto lze konstruovat čela o menší tloušťce. Další velkou výhodou je jednodušší manipulace při otevírání spirálového výměníku za účelem čistění. Jednoduchost nanipulace spočívá v tom, že zatímco u známé konstrukce je nutno při čištění demontovat obě víka, v konstrukci podle vynálezu Jsou spirálové kanály obou těles přípustné ihned po odklopení pohyblivého tělesa a pootočení přepážky.

Příklad konkrétního provedení děleného spirálového výměníku tepla podje vynálezu je znázorněn pomocí výkresů, kde na obr. 1 je bokorys děleného spirálového výměníku, částečně v osovém řezu, na obr. 2 je řez spirálovými průtočnými kanály výměníku tep3a vedený rovinou A - A z obr. 1 a na obr. 3 je řez, vedený rovinou В - В z obr. 1.

Dělený spirálový výměník tepla podle obr. 1 až 3 je tvořen dvěma samostatnými tělesy 24, 25, oddělenými střední přepážkou 26 s přepouštěcími otvory 20, 21,. Střelní přepážka 26 obsahuje střední nosné těleso např. plech, opatřené na obou stranách těsněními 16, 17? Tělesa 24, 2£ složená z průtočných kanálů 2 a], 4 vytvořených například ze spirálově stočených plechů tvořících teplosměnné plochy, které Jsou z vnějších čelnídli stran uzavřeny Sely J.3, 14 nerozebíratelně těsně spojenými s boky průtočných kanálů 2 β 3, 4. Těleso 25, os 271 159 B1 tvořené dvojicí průtočných kanálů J, e čelen 1£, je zakotveno na podstavcích 22, 23 а к němu je odklopné bočním závěsem 28 připevněno druhé těleso 24, obsahující dvojici průtočných kanálů Д, 2 s čelem Tělesa 24, 2g a mezi nimi umístěnou střední přepážkou 26 jsou dohromady stažena svorníky 1.9, přičemž vnitřní strany obou těles 24, 2§, tvořené volnými hranami boků 5, 6 a J, 8 průtočných kanálů J., 2 a 3, 4, jsou přiloženy z obou stran střední přepážky 26· Průtočné kanály £, 2 a J, 4, mající tvar Archimedovy spirály nebo jiné podobné křivky, jsou vnitřními vyústěními přes přepouštěoí otvory 20, 2J. ve střední přepážce 26 sériově propojeny; kanály 1. a 3 přes přepouětěcí otvor 20 a kanály 2 a 4 přes přepouětěcí otvor 21,. Utěsnění Je zabezpečeno namáčknutím volhých hran boků 5, 6, r 7, 8 a Okrajů vnitřních vyústění kanálů j., 2 a], 4 na těsnění .[б, Ц střední přepážky 26.

Ka vnějěím obvodu jsou kanály j., 2 a J, 4 zakončeny dvěma dvojicemi hrdel 9, J.0 а Ц, J.2. Těleso 25 je opatřeno kloubovým závěsem 28. Kloubový závěs 28 slouží к odklopení tělesa * ?4 ^a P^péžky 26, čímž dojde po sejmutí svorníků J.2» ^k rozevření celého děleného spirálového výměníku tepla a ke zpřístupnění jeho průtočných kanálů 1., 2 a J, 4 za účelem jejich čištění· Vzhledem к možnosti odklopení tělesa 2£ bez další demontáže je výhodné připojit hrdla 9, J.0 tohoto tělesa 24 na pružné potrubí, čímž se též usnadní manipulace při čištění.

Dělený spirálový výměník tepla pracuje například následujícím způsobem. V tělese 25 jsou vytvořeny třetí a čtvrtý průtočný kanál J, 4 pro výstup ohřívacího a ohřívaného média. Ve druhém tělese 24 výměníku jsou vytvořeny první a druhý průtočný kanál j.> 2 P^{ro vstu}P ohřívaného a ohřívacího média. Ohřívaoí médium vtéká dó výměníku hrdlem j.0 tělesa 24 výměníku, proudí průtočným kanálem 2 přes přepouštěoí otvor 21. ve střední přepážce 26 do průtočného kanálu 4 tělesa výměníku, protéká zde od středu к obvodu a vytéká hrdlem z výměníku. Obdobně protéká výměníkem i ohřívané médium, tj. ohřívané médium vstupuje do výměníku hrdlem J.1 tělesa ££ výměníku, protéká průtočným kanálem Д do středu a přes přopouštěcí otvor 20 ve střední přepážce 26 do průtočného kanálu d tělesa 24 výměníku, proudí zde od středu к obvodu a vytéká hrdlem 2 z výměníku ven· Přitom dochází к výměně tepla na teplosměnných plochách obou těles 24, 2£ výměníku.

Výměník může pracovat jako souproudý nebo i jako protiproudý. Řešení podle vynálezu je možno využít pro konstrukci výměníků systému voda-kal, kal-kal a všude tam, kde je zapotřebí provést výměnu tepla o nízkém potenciálu mezi kapalinami.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (3)

1. Dělený spirálový výměník tepla složený z průtočných kanálů, Jejichž teplosměnné plochy mají tvar Archimedovy spirály nebo podobné křivky, oddělených střední přepážkou s přepouštěcími otvory a sériově propojených, kde průtočné kanály jsou opatřeny hrdly a z vnějších čelních stran uzavřeny čely, vyznačující se tím, že průtočné kanály (1, 2, 3, 4) jsou vytvořeny ve dvou samostatných tělesech (24, 25), kde čela (13, 14) jsou pevně spojena s boky průtočných kanálů (í, 2, 3, 4) a obě tělesa (24, 25) jsou vnitřními stranami, tvořenými volnými hranami boků (5, 6, 7, 8) průtočných kanálů (1, 2, 3, 4), přiložena z obou stran střední přepážky (26), obsahující nosné těleso (15) opatřené po obou stranách těsněními (16, 17), přičemž tělesa (24, 25, 26) jsou dohromady stažena svorníky (19).

2. Dělený spirálový výměník tepla podle bodu 1, vyznačující se tím, že jedno z těles (25), obsahující dvojici průtočných kanálů (3, 4), je zakotveno na podstavcích (22, 23) a opatřeno kloubovým závěsem (28), na němž je otočně uložena střední přepážka (26) a zavěšeno druhé těleso (24), obsahující dvojici průtočných kanálů (1, 2), které je odklopně, kolem svislé osy, uchyceno na zakotveném tělese (25).

3. Dělený spirálový výměník tepla podle bodu 1, vyznačující se tím, že hrdla (9, 10) druhého tělesa (24) jsou připojena na pružné potrubí.

2 výkresy

Й-fí

OS 171 159 B1