Патент на изобретение №2347150

(54) ТЕПЛООБМЕННИК (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для нагрева жидкой или газообразной среды при помощи источника инфракрасного излучения. Задачей изобретения является повышение эффективности нагрева. Для решения поставленной задачи теплообменник содержит, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости его корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения, аксиально этому каналу выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения. По второму варианту аксиально каналу для нагреваемой среды в теплообменнике выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения, причем упомянутый канал образован пластинами с образованием пластинчатого теплообменника. По третьему варианту в теплообменнике канал для нагреваемой среды выполнен в виде, по меньшей мере одной плоской спирали, которая может быть выполнена змеевидной. По четвертому варианту теплообменник выполнен с каналом для нагреваемой среды в виде коллекторов, соединенных между собой трубками. Во всех вариантах канал для нагреваемой среды может быть выполнен из прозрачных для инфракрасного излучения материалов. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Заявленное устройство относится к нагревателям жидкой или газовой среды, например воды или воздуха, при помощи источника инфракрасного излучения и может найти широкое применение в различных отраслях промышленности.

Известны теплообменники, в которых имеются раздельные каналы для носителей тепла и подогреваемой среды, например широко применяемые в промышленности теплообменники типа «труба в трубе», трубчатые и пластинчатые теплообменники.

Наиболее близким к предложенному теплообменнику является теплообменник, содержащий, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости его корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения и отражатель (см., например, а.с. СССР 273171).

Задачей изобретения является создание теплообменника удобного для эксплуатации и повышение техники безопасности.

Эта задача достигается в теплообменнике по первому варианту тем, что он содержит, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости его корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения, причем аксиально этому каналу для нагреваемой среды выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения.

В этом варианте теплообменника отражатель инфракрасных излучений и канал для нагреваемой среды могут быть выполнены в виде спирали, охватывающей источник инфракрасного излучения, индивидуальный отражатель инфракрасных излучений может быть расположен с противоположной стороны канала для нагреваемой среды по отношению к источнику инфракрасного излучения, а каналы для нагреваемой среды выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения материалов.

В теплообменнике по второму варианту, содержащем, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения, поставленная задача выполняется тем, что аксиально этому каналу для нагреваемой среды выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения, причем упомянутый канал образован пластинами с образованием пластинчатого теплообменника. При этом канал может быть снабжен перегородками, а пластины могут быть выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения материалов.

По третьему варианту теплообменник содержит, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения, аксиально этому каналу для нагреваемой среды выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения, причем канал для нагреваемой среды выполнен в виде, по меньшей мере, одной плоской спирали, которая может быть змеевидной. Каналы для нагреваемой среды в этом варианте теплообменника так же могут быть выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения материалов.

По четвертому варианту теплообменник содержит, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости его корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения. Аксиально этому каналу для нагреваемой среды выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения, причем канал для нагреваемой среды выполнен в виде коллекторов, соединенных между собой трубками, причем каналы для нагреваемой среды выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения материалов.

Теплообменник поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 – принципиальная схема теплообменника в аксонометрии (вариант 1).

Фиг.2 – разрез А-А на фиг.1.

Фиг.3 – вид теплообменника, образованного пластинами (продольный разрез, вариант 2).

Фиг.4 – вид сверху на фиг.3.

Фиг.5 – разрез Б-Б на фиг.3.

Фиг.6 – вид теплообменника с каналами в виде плоской спирали (вид сверху, вариант 3).

Фиг.7 – продольный разрез фиг.6.

Фиг.8 – теплообменник с каналами в виде змеевидной спирали (поперечный разрез).

Фиг.9 – теплообменник с каналами в виде коллекторов (вариант 4).

Фиг.10 – разрез А-А на фиг.9.

Теплообменник содержит, по меньшей мере, один канал 1 для нагреваемой среды, выполненный в полости 2 его корпуса, в которой установлен также по меньшей мере один источник 3 инфракрасного излучения. Аксиально этому каналу для нагреваемой среды выполнен индивидуальный отражатель 4 инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения. При выполнении каналов 1, образованных пластинами, в них могут быть установлены перегородки 5.

Теплообменник может состоять из нескольких секций, каждая из которых имеет, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, жидкой, например воды, спирта, пива, пивного сусла или кваса, или газовой, например воздуха, соединенный с входным и выходным патрубками 6 и 7 соответственно.

Секция теплообменника может быть выполнена в виде термоса, для этого она теплоизолирована или корпус выполнен двухстенным, а из зазора между стенками выкачен воздух (фиг.2).

Отражатели 4 инфракрасных лучей могут в поперечном сечении иметь форму кривой, например полуокружности или полуэлипса, а в продольном разрезе иметь прямолинейную форму.

Теплообменник работает следующим образом.

Нагреваемая среда, например вода или воздух, поступает в канал 1 по патрубку 6, движется внутри полости 2, и если включен источник инфракрасного излучения 3, то инфракрасными лучами прогревается через полость 2 корпуса и через стенки канала 1. В теплообменнике важную роль играют отражатели 4, так как позволяют, отражая проходящие мимо канала 1 инфракрасные лучи и концентрируя их на обратную относительно источника 3 сторону, нагревать канал со всех сторон одной лампой, установленной по центру полости 2

При использовании в качестве канала для нагреваемой среды трубок 9 сравнительно небольшого диаметра, эта среда поступает в кольцевой коллектор 8, а из него в трубки 9, которые равномерно прогреваются инфракрасными лучами лампы и обеспечивают равномерный нагрев среды.

Формула изобретения

1. Теплообменник, содержащий, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости его корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения, отличающийся тем, что аксиально этому каналу для нагреваемой среды выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения.

2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что отражатель инфракрасных излучений и канал для нагреваемой среды выполнены в виде спирали, охватывающей источник инфракрасного излучения.

3. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что отражатель инфракрасных излучений расположен с противоположной стороны канала для нагреваемой среды по отношению к источнику инфракрасного излучения.

4. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что каналы для нагреваемой среды выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения материалов.

5. Теплообменник, содержащий, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения, отличающийся тем, что аксиально этому каналу для нагреваемой среды выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения, причем упомянутый канал образован пластинами с образованием пластинчатого теплообменника.

6. Теплообменник по п.5, отличающийся тем, что канал, образованный пластинами, снабжен перегородками.

7. Теплообменник по п.5, отличающийся тем, что пластины выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения материалов.

8. Теплообменник, содержащий, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения, отличающийся тем, что аксиально этому каналу для нагреваемой среды выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения, причем канал для нагреваемой среды выполнен в виде, по меньшей мере, одной плоской спирали.

9. Теплообменник по п.8, отличающийся тем, что канал для нагреваемой среды выполнен в виде плоской змеевидной спирали.

10. Теплообменник по п.8, отличающийся тем, что каналы для нагреваемой среды выполнены из прозрачных для инфракрасного излучения материалов.

11. Теплообменник, содержащий, по меньшей мере, один канал для нагреваемой среды, выполненный в полости его корпуса, в которой установлен также, по меньшей мере, один источник инфракрасного излучения, отличающийся тем, что аксиально этому каналу для нагреваемой среды выполнен индивидуальный отражатель инфракрасных лучей, концентрирующий эти лучи на канал, включая недосягаемые его части для прямых лучей источника инфракрасного излучения, причем канал для нагреваемой среды выполнен в виде коллекторов, соединенных между собой трубками.

РИСУНКИ