×
10.11.2013
216.012.7efe

ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к энергетике. Теплообменный аппарат содержит теплообменник с корпусом и цилиндрической оболочкой, образующими каналы, входной и выходной коллекторы, дополнительный теплообменник, расположенный последовательно с первым, содержащий входной и выходной коллекторы. Кроме того, внутри теплообменников расположен трубчатый теплообменник, содержащий входной и выходной коллекторы, расположенные между двумя первыми теплообменниками, кроме того, трубчатый теплообменник имеет обобщающие входной и выходной коллекторы, соединенные трубопроводами между собой и с входным и выходным коллекторами, кроме того, внутри трубчатого теплообменника установлен цилиндрический экран с обтекателем, а выходной обобщающий коллектор соединен с корпусом первого теплообменника пилонами, расположенными под углом α к оси теплообменного аппарата. Трубчатый теплообменник содержит также бандаж, установленный между обобщающими коллекторами, а дополнительный теплообменник снабжен соплом. Изобретение позволяет повысить производительность теплообменного аппарата без увеличения его габаритов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к теплообменным аппаратам (ТА) и может быть использовано в энергетической промышленности, в частности в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД).

Известен ТА типа «труба в трубе», содержащий корпус с патрубками подвода и отвода рабочих сред и каналами для теплоносителей, образованными кольцевыми зазорами между концентрично расположенными цилиндрическими оболочками, в которых размещены ребра, примыкающие к поверхности оболочек (RU 2088873 C1, F28D 7/10, 1997).

Основными недостатками данного ТА являются невысокая интенсивность теплообмена, так как поверхностями теплосъема являются только боковые стенки каналов, а при повышении производительности ТА с увеличением поверхности теплосъема растут его габариты и масса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является ТА типа «труба в трубе», содержащий внутреннюю и наружную цилиндрические оболочки, установленные коаксильно с кольцевым зазором и образующие полость для рабочего тела, подводящие и отводящие коллекторы с патрубками и дополнительные оболочки, установленные в ТА на пилонах, в которых выполнены каналы подвода и отвода рабочего тела (RU 2204773 С2, F28D 7/10, 2003, прототип).

Основными недостатками данного ТА являются невысокая интенсивность теплообмена, так как поверхностями теплосъема являются только боковые стенки каналов и теплообмен осуществляется в пристеночном слое теплоносителя, а его центральная часть в теплообмене не участвует.

При повышении производительности ТА путем увеличения поверхности теплосъема растут его габариты и масса. Это неприемлемо для ТА, используемых в конструкциях ЖРД, так как увеличиваются массогабаритные характеристики двигателя.

Задачей изобретения является повышение производительности ТА без увеличения его габаритов.

Поставленная задача достигается тем, что ТА, содержащий теплообменник (ТО) с корпусом и цилиндрической оболочкой, образующими каналы, входной и выходной коллекторы, имеет дополнительный ТО, расположенный последовательно с первым, содержащий корпус и цилиндрическую оболочку, образующие каналы, входной и выходной коллекторы, кроме того, внутри теплообменников расположен трубчатый теплообменник, содержащий входной и выходной коллекторы, расположенные между двумя первыми теплообменниками, кроме того, трубчатый теплообменник имеет обобщающие входной и выходной коллекторы, соединенные трубопроводами между собой и с входным и выходным коллекторами, кроме того, внутри трубчатого теплообменника установлен цилиндрический экран с обтекателем, а выходной обобщающий коллектор соединен с корпусом первого теплообменника пилонами, расположенными под углом α к оси теплообменного аппарата. Кроме этого трубчатый теплообменник снабжен бандажом, установленным между обобщающими коллекторами, а дополнительный теплообменник снабжен соплом.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показан продольный разрез ТА. Основными элементами ТА являются:

1 - ТО;

2 - корпус;

3 - цилиндрическая оболочка;

4 - входной коллектор;

5 - выходной коллектор;

6 - дополнительный ТО;

7 - корпус дополнительного ТО;

8 - цилиндрическая оболочка дополнительного ТО;

9 - входной коллектор дополнительного ТО;

10 - выходной коллектор дополнительного ТО;

11 - трубчатый ТО;

12 - входной коллектор трубчатого ТО;

13 - выходной коллектор трубчатого ТО;

14 - входной обобщающий коллектор;

15 - выходной обобщающий коллектор;

16 - входной трубопровод;

17 - трубопровод;

18 - выходной трубопровод;

19 - бандаж;

20 - цилиндрический экран;

21 - обтекатель;

22 - пилон;

23 - сопло.

ТА состоит из ТО 1, который содержит корпус 2, цилиндрическую оболочку 3, входной 4 и выходной 5 коллекторы, и дополнительного ТО 6, который содержит корпус 7 и цилиндрическую оболочку 8, входной 9 и выходной 10 коллекторы. Внутри ТО 1 и 6 установлен трубчатый ТО 11, который имеет входной 12 и выходной 13 коллекторы, обобщающие входной 14 и выходной 15 коллекторы, входные трубопроводы 16, трубопроводы 17, выходные трубопроводы 18, бандаж 19. Внутри трубчатого ТО 11 установлен цилиндрический экран 20 с отсекателем 21. Выходной обобщающий коллектор 15 соединен с корпусом 2 ТО 1 пилонами 22, установленными под углом α к оси ТА. Дополнительный ТО 6 снабжен соплом 23.

ТА работает следующим образом.

Теплоноситель подается в кольцевую полость ТА, образованную ТО 1, 6 и цилиндрическим экраном 20 с обтекателем 21 и омывает оболочки 3, 8 и трубопроводы 16, 17, 18 трубчатого ТО 11, которые являются теплообменными элементами. Проходя пилоны 22, установленные под углом α к оси ТА теплоноситель завихряется, благодаря чему усиливается турбулизация потока, что обеспечивает увеличение теплообмена.

Проходя через сопло 23 теплоноситель создает дополнительную тягу, что особенно важно при использовании ТА в конструкциях ЖРД, так как повышает эффективность использования горючего и окислителя.

Рабочее тело разделяется на три потока.

Первый поток поступает во входной коллектор 4 ТО 1, далее в каналы, образованные корпусом 2 и цилиндрической оболочкой 3. Проходя по каналам, рабочее тело нагревается и через выходной коллектор 5 выходит из ТО 1.

Второй поток рабочего тела через входной коллектор 9 дополнительного ТО 6 поступает в каналы, образованные корпусом дополнительного ТО 7 и его цилиндрической оболочкой 8. Проходя по каналам, рабочее тело нагревается и через выходной коллектор дополнительного ТО 10 выходит из дополнительного ТО 6.

Третий поток рабочего тела через входной коллектор 12 трубчатого ТО 11 поступает во входные трубопроводы 16 и входной обобщающий коллектор 14. Далее по трубопроводам 17 рабочее тело поступает в выходной обобщающий коллектор 15 и выходные трубопроводы 18.

Проходя по трубопроводам 16, 17 и 18, рабочее тело нагревается и через выходной коллектор трубчатого ТО 13 выходит из трубчатого ТО 11. При этом бандаж 19 является гасителем возможных колебаний трубопроводов 17, возникающих при прохождении рабочего тела. Использование изобретения позволит интенсифицировать процесс теплообмена за счет более развитой поверхности теплообменных элементов, турбулизации потока теплоносителя и повысить производительность ТО без увеличения его габаритов. Установка дополнительного и трубчатого ТО расширяет функциональные возможности ТО, так как позволяет использовать три потока рабочего тела разной интенсивности нагрева в одном, двух или трех направлениях, например: в качестве рабочего тела может быть использован нейтральный газ для наддува баков горючего, окислителя и других внутренних нужд в ракетоносителе.


ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 731 items.
20.01.2013
№216.012.1d2c

Жидкостный ракетный двигатель и способ охлаждения теплонапряженных участков его камеры

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД), преимущественно кислородно-керосиновым. Жидкостный ракетный двигатель содержит как минимум одну регенеративно охлаждаемую камеру, устройство для подачи рабочего тела на турбину турбонасосного агрегата, турбонасосный агрегат, агрегаты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472962
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e70

Комбинированный материал - ламинат

Изобретение относится к легкой промышленности и касается разработки комбинированного материала - ламината. Предложен комбинированный материал - ламинат, включающий текстильное полотно и полиэфируретановую мембрану, сформированную на изнаночной стороне текстильного полотна коагуляцией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473293
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2338

Приборная панель космического аппарата

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для космических конструкций, например, каркасов приборных панелей. Приборная панель космического аппарата содержит несущие верхнее и нижнее основания, между которыми установлен заполнитель в виде сот, и закладные элементы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474518
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.27bf

Кассетный боеприпас

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к кассетным боеприпасам. Кассетный боеприпас содержит корпус, в кормовой части которого расположен отсек с парашютной системой и срезаемым элементом. Парашютная система помещена в чехол. Парашютный отсек выполнен в виде тонкостенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475695
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b99

Энергоустановка

Энергетическая установка содержит паровую машину с системой подачи компонентов топлива, кинематически связанную с электрогенератором. Паровая машина выполнена в виде высокотемпературного парогазогенератора, например кислородно-водородного. На выходе паровой машины установлен турбонасосный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476688
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.03.2013
№216.012.3008

Артиллерийский осколочно-фугасный снаряд

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к осколочно-фугасным снарядам, которые применяются при стрельбе из артиллерийских орудий. Артиллерийский осколочно-фугасный снаряд содержит корпус с ведущим пояском, взрыватель и взрывчатое вещество. Корпус состоит из соединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477831
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.32c0

Донная защита хвостового отсека ракеты-носителя

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в конструкциях хвостовых отсеков блоков ракет-носителей для их защиты от газодинамического воздействия работающего двигателя. Донная защита хвостового отсека блока ракеты-носителя содержит четыре подвижных сферических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478535
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.33da

Сопло летательного аппарата

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям сопел летательных аппаратов, и может быть использовано для сопловых блоков летательных аппаратов, в которых устанавливаются заглушки, служащие для защиты внутренней полости летательного аппарата. Сопло содержит раструб,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478817
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.3af9

Кран шаровой

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено, в частности, для использования в трубопроводной запорной арматуре пневмогидросистем ракет-носителей космического назначения, а также в любой отрасли промышленности, использующей гидравлическую технику, где необходимо периодически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480658
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e54

Тренога

Изобретение относится к треногам для установки приборов. Тренога содержит основание (1) с центральным отверстием (2) и тремя кронштейнами (3) у основания с выполненными в них проушинами (4). Между проушинами (4) на конической поверхности основания (1) содержатся проточки (5), обеспечивающие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481523
Дата охранного документа: 10.05.2013
Showing 1-10 of 480 items.
20.01.2013
№216.012.1d2c

Жидкостный ракетный двигатель и способ охлаждения теплонапряженных участков его камеры

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД), преимущественно кислородно-керосиновым. Жидкостный ракетный двигатель содержит как минимум одну регенеративно охлаждаемую камеру, устройство для подачи рабочего тела на турбину турбонасосного агрегата, турбонасосный агрегат, агрегаты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472962
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e70

Комбинированный материал - ламинат

Изобретение относится к легкой промышленности и касается разработки комбинированного материала - ламината. Предложен комбинированный материал - ламинат, включающий текстильное полотно и полиэфируретановую мембрану, сформированную на изнаночной стороне текстильного полотна коагуляцией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473293
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2338

Приборная панель космического аппарата

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для космических конструкций, например, каркасов приборных панелей. Приборная панель космического аппарата содержит несущие верхнее и нижнее основания, между которыми установлен заполнитель в виде сот, и закладные элементы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474518
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.27bf

Кассетный боеприпас

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к кассетным боеприпасам. Кассетный боеприпас содержит корпус, в кормовой части которого расположен отсек с парашютной системой и срезаемым элементом. Парашютная система помещена в чехол. Парашютный отсек выполнен в виде тонкостенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475695
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b99

Энергоустановка

Энергетическая установка содержит паровую машину с системой подачи компонентов топлива, кинематически связанную с электрогенератором. Паровая машина выполнена в виде высокотемпературного парогазогенератора, например кислородно-водородного. На выходе паровой машины установлен турбонасосный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476688
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.03.2013
№216.012.3008

Артиллерийский осколочно-фугасный снаряд

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к осколочно-фугасным снарядам, которые применяются при стрельбе из артиллерийских орудий. Артиллерийский осколочно-фугасный снаряд содержит корпус с ведущим пояском, взрыватель и взрывчатое вещество. Корпус состоит из соединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477831
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.32c0

Донная защита хвостового отсека ракеты-носителя

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в конструкциях хвостовых отсеков блоков ракет-носителей для их защиты от газодинамического воздействия работающего двигателя. Донная защита хвостового отсека блока ракеты-носителя содержит четыре подвижных сферических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478535
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.33da

Сопло летательного аппарата

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям сопел летательных аппаратов, и может быть использовано для сопловых блоков летательных аппаратов, в которых устанавливаются заглушки, служащие для защиты внутренней полости летательного аппарата. Сопло содержит раструб,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478817
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.3af9

Кран шаровой

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено, в частности, для использования в трубопроводной запорной арматуре пневмогидросистем ракет-носителей космического назначения, а также в любой отрасли промышленности, использующей гидравлическую технику, где необходимо периодически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480658
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e54

Тренога

Изобретение относится к треногам для установки приборов. Тренога содержит основание (1) с центральным отверстием (2) и тремя кронштейнами (3) у основания с выполненными в них проушинами (4). Между проушинами (4) на конической поверхности основания (1) содержатся проточки (5), обеспечивающие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481523
Дата охранного документа: 10.05.2013
+ добавить свой РИД