РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F23L15/02 

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано для подогрева воздуха, поступающего на горении в печи и топочные устройства.

Известно регенеративное устройство для подогрева воздуха с движущейся камерой с теплообменной насадкой, которая подвергается периодическому нагреву и охлаждению [1]
Недостатком регенеративного воздухоподогревателя является высокое гидравлическое сопротивление из-за развитой теплообменной поверхности насадки при нестабильности температуры подогрева воздуха во времени.

Недостатком такого устройства является также низкая интенсивность теплообмена вследствие ограниченной скорости газовых потоков относительно вращающейся камеры с набивкой.

Наиболее близким решением технической задачи является регенеративный воздухоподогреватель, содержащий корпус, разделенный на газовый и воздушный отсеки-газоходы уплотнением с размещенным в нем ротором, снабженным приводом, причем ротор установлен в полости разделительного уплотнения горизонтально, а ось вращения размещена в вертикальной плоскости разделительного уплотнения корпуса [2]
Такое устройство обладает высоким гидравлическим сопротивлением проточного вращающегося ротора.

Область применения данного устройства ограничена случаем однородных теплообменивающихся сред при малом перепаде температур между этими средами, например, подогревом приточного воздуха за счет низкопотенциального тепла уходящего воздуха в системах вентиляции. Кроме того, эффективность данного устройства снижается при работе с теплообменивающимися средами, содержащими пыль или иные загрязнения, способные отлагаться на поверхностях теплообмена проточного ротора.

Цель изобретения снижение гидравлического сопротивления регенеративного воздухоподогревателя и расширение областей его применения.

Цель достигается тем, что в регенеративном воздухоподогревателе, содержащем корпус, разделенный на газовый и воздушный отсеки-газоходы уплотнением с размещенным в нем ротором, снабженным приводом, согласно изобретению ротор выполнен в виде непроточного полого цилиндра, а площадь зазоров между ротором и стенками корпуса составляет 0,2-0,5 площади поперечного сечения корпуса. Ось вращения ротора может быть смещена в сторону воздушного отсека-газохода на расстояние не более 0,15 диаметра ротора.

На фиг. 1 изображен общий вид регенеративного воздухоподогревателя спереди; на фиг. 2 регенеративный воздухоподогреватель, разрез А-А; на фиг.3 вариант исполнения регенеративного воздухоподогревателя, общий вид спереди, разрез.

Регенеративный воздухоподогреватель содержит корпус 1, разделенный на газовый и воздушный отсеки-газоходы 2 и 3 уплотнением 4, в полости которого размещен ротор 5 (привод ротора на фиг.1 не показан). Ротор 5 выполнен непроточным в виде полого цилиндра 6, укрепленного на оси вращения 7 ребрами 8 жесткости, и установлен осью вращения горизонтально с зазором относительно стенок корпуса 1.

Предлагаемый регенеративный воздухоподогреватель работает следующим образом.

Горячие отходящие дымовые газы поступают в отсек-газоход 2 корпуса 1 и нагревают внешнюю часть поверхности ротора 5, с которой контактируют.

Холодный воздух поступает в отсек-газоход 3, также проходя по касательной к внешней поверхности ротора 5.

Принудительное вращение ротора 5 приводом перемещает нагретую дымовыми газами поверхность непроточного ротора 5 в отсек 3, где поступающий холодный воздух нагревается от нее.

Выполнение вращающегося ротора 5 непроточным, и наличие зазоров в 0,2-0,5 площади поперечного сечения корпуса между ротором 5 и стенками корпуса 1 предлагаемого регенеративного воздухоподогревателя обеспечивает снижение гидравлического сопротивления в сравнении с прототипом, а предлагаемое размещение ротора 5 с горизонтально расположенной осью 7 вращения, лежащей в плоскости уплотнения 4 или смещенной в сторону воздушного отсека газохода 3 на расстояние не более 0,15 диаметра ротора, позволяет регулировать гидравлическое сопротивление в отсеках-газоходах.

По сравнению с прототипом, область применения предлагаемого регенеративного воздухоподогревателя расширяется, так как непроточный ротор исключает перетекание теплообменивающихся сред из воздушного отсека в газовый через полость ротора. Это делает возможным использование в качестве греющей среды, например, дымовых газов, без загрязнения подогреваемого воздуха продуктами сгорания топлива и т.п. Кроме того в предлагаемом регенеративном воздухоподогревателе могут использоваться запыленные теплообменивающиеся среды без заметного роста гидравлического сопротивления из-за загрязнения теплообменных поверхностей ротора и сужения проходного сечения по газу (воздуху).

Предлагаемое техническое решение применимо для случая теплообменивающихся сред с более высоким, по сравнению с прототипом, перепадом температур, так как интенсивность теплообмена в предлагаемом техническом решении выше за счет меньшего загрязнения поверхностей теплообмена и за счет более высокой скорости движения теплообменивающихся сред относительно теплообменных поверхностей (в прототипе эта скорость не может быть больше скорости одной из теплообменивающихся сред).

Таким образом, предлагаемый регенеративный воздухоподогреватель обеспечивает достижение поставленной цели снижение гидравлического сопротивления и расширение областей его применения.

Экономический эффект предлагаемого регенеративного воздухоподогревателя складывается из сокращения затрат энергии на приводы дымососа, вентилятора и привод ротора за счет снижения гидравлического сопротивления предлагаемого устройства. Кроме того снижаются расходы на эксплуатацию предлагаемого регенеративного воздухоподогревателя его легче очищать от загрязнений, чем регенеративные воздухоподогреватели известных ранее типов.

Использование: для подогрева воздуха, поступающего на горение в печи и топочные устройства. Сущность изобретения: ротор выполнен непроточным полым цилиндрическим и установлен в полости разделительного уплотнения регенеративного воздухоподогревателя горизонтально с зазором в 0,2-0,5 площади поперечного сечения корпуса между ротором и стенками корпуса, при этом горизонтальная ось вращения ротора может быть размещена как в вертикальной плоскости разделительного уплотнения, так и смещена в сторону воздушного отсека-газохода на 0,15 диаметра ротора. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ, содержащий корпус, разделенный на газовый и воздушный отсеки-газоходы уплотнением с размещенным в нем ротором, снабженным приводом, причем ротор установлен в полости разделительного уплотнения горизонтально с зазором относительно стенок корпуса, а ось вращения размещена в вертикальной плоскости разделительного уплотнения корпуса, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде полого непроточного цилиндра, а площадь зазоров между ротором и стенками корпуса составляет 0,2 0,5 площади поперечного сечения корпуса. 2. Воздухоподогреватель по п. 1, отличающийся тем, что ось вращения ротора смещена в сторону воздушного отсека-газохода на расстояние не более 0,15 диаметра ротора.