×
10.11.2013
216.012.7efe

Результат интеллектуальной деятельности: ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Вид РИД

Изобретение

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.

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

Показаны записи 91-100 из 731.
27.02.2015
№216.013.2d88

Устройство закрывания и фиксации крышки люкового устройства

Изобретение относится к устройствам закрывания и фиксации крышек люковых устройств и касается устройств закрывания и герметизации люков на сборочно-защитных блоках и блоках ракет-носителей. Устройство содержит узлы вращения, уплотнитель, седло, защелку закрытия крышки. Узлы вращения содержат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543124
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2ebd

Космический аппарат

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в космических аппаратах (КА). КА содержит модуль целевой аппаратуры, модуль служебных систем с системой электропитания с солнечными батареями, комплексом автоматики, аккумуляторными батареями, систему терморегулирования,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543433
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2ec5

Способ обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения и устройства для его реализации (варианты)

Группа изобретений относится к методам и средствам управления параметрами среды в изделиях ракетно-космической техники, в частнОСТИ, при предстартовой подготовке современных ракет-носителей (РН) полезной нагрузки (ПН). Данные РН оснащены наземными системами подготовки и подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543441
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.03.2015
№216.013.2ef3

Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543487
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.03.2015
№216.013.328e

Парогенератор

Изобретение предназначено для выработки высокотемпературного водяного пара и может быть использовано в силовых установках. Парогенератор содержит запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя, горючего и воды на завесное охлаждение, камеру сгорания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544417
Дата охранного документа: 20.03.2015
20.03.2015
№216.013.3399

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к ракетному двигателестроению и может быть использовано при проектировании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). ЖРД, содержащий камеру, газогенератор, топливные насосы и двухступенчатую турбину, питаемую генераторным газом, выход из первой ступени которой соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544684
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.36b2

Комплексная аппаратура счисления координат

Изобретение относится к области техники навигации наземных транспортных средств и представляет собой объединение аппаратуры счисления координат (АСК) и спутниковой навигационной аппаратуры (СНА). Технический результат - повышение точности комплексной аппаратуры счисления координат (КАСК) в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545490
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3b86

Противолодочная крылатая ракета и способ ее применения

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в крылатых противолодочных ракетах. Противолодочная крылатая ракета (ПЛР) содержит корпус с крылом и органами управления, двигательную установку, бортовую систему управления (БСУ), устройство взаимного обмена информацией (ВЗОИ),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546726
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3bc8

Блок рулевого привода ракеты

Изобретение относится к устройствам управления аэродинамическими поверхностями сверхзвуковой ракеты. Блок рулевого привода состоит из вала, установленного в корпус с возможностью поворота, аэродинамической поверхности, жестко закрепленной на валу, рулевого агрегата, колец, жестко скрепляемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546792
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3d73

Способ управления и система управления для его осуществления (варианты)

Группа изобретений относится к управлению техническими средствами (ТС). Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа и системы управления за счет выполнения на пункте управления (ПУ) второго уровня таких функций управления, как сбор, обработка, анализ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547219
Дата охранного документа: 10.04.2015
Показаны записи 91-100 из 480.
27.02.2015
№216.013.2c93

Ключевой усилитель мощности

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к ключевым усилителям высокой частоты, и может быть использовано в радиопередатчиках. Технический результат изобретения заключается в улучшении линейности усиления ключевых усилителей мощности за счет существенного снижения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542879
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d88

Устройство закрывания и фиксации крышки люкового устройства

Изобретение относится к устройствам закрывания и фиксации крышек люковых устройств и касается устройств закрывания и герметизации люков на сборочно-защитных блоках и блоках ракет-носителей. Устройство содержит узлы вращения, уплотнитель, седло, защелку закрытия крышки. Узлы вращения содержат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543124
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2ebd

Космический аппарат

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в космических аппаратах (КА). КА содержит модуль целевой аппаратуры, модуль служебных систем с системой электропитания с солнечными батареями, комплексом автоматики, аккумуляторными батареями, систему терморегулирования,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543433
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2ec5

Способ обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения и устройства для его реализации (варианты)

Группа изобретений относится к методам и средствам управления параметрами среды в изделиях ракетно-космической техники, в частнОСТИ, при предстартовой подготовке современных ракет-носителей (РН) полезной нагрузки (ПН). Данные РН оснащены наземными системами подготовки и подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543441
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.03.2015
№216.013.2ef3

Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543487
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.03.2015
№216.013.328e

Парогенератор

Изобретение предназначено для выработки высокотемпературного водяного пара и может быть использовано в силовых установках. Парогенератор содержит запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя, горючего и воды на завесное охлаждение, камеру сгорания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544417
Дата охранного документа: 20.03.2015
20.03.2015
№216.013.3399

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к ракетному двигателестроению и может быть использовано при проектировании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). ЖРД, содержащий камеру, газогенератор, топливные насосы и двухступенчатую турбину, питаемую генераторным газом, выход из первой ступени которой соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544684
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.36b2

Комплексная аппаратура счисления координат

Изобретение относится к области техники навигации наземных транспортных средств и представляет собой объединение аппаратуры счисления координат (АСК) и спутниковой навигационной аппаратуры (СНА). Технический результат - повышение точности комплексной аппаратуры счисления координат (КАСК) в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545490
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3b86

Противолодочная крылатая ракета и способ ее применения

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в крылатых противолодочных ракетах. Противолодочная крылатая ракета (ПЛР) содержит корпус с крылом и органами управления, двигательную установку, бортовую систему управления (БСУ), устройство взаимного обмена информацией (ВЗОИ),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546726
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3bc8

Блок рулевого привода ракеты

Изобретение относится к устройствам управления аэродинамическими поверхностями сверхзвуковой ракеты. Блок рулевого привода состоит из вала, установленного в корпус с возможностью поворота, аэродинамической поверхности, жестко закрепленной на валу, рулевого агрегата, колец, жестко скрепляемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546792
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД