УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ВОЗДУХА Российский патент 1996 года по МПК F24H3/02 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к аэродинамическим воздухонагревательным установкам, работающим на принципе нагрева без применения электрических, пламенных и других нагревателей, и может быть использовано для теплоснабжения объектов в различных отраслях промышленности.

Известен теплогенератор, в котором рециркуляционная камера нагрева размещена в корпусе с образованием периферийного зазора и снабжена на боковых стенках наружными и внутренними ребрами, а на наружной поверхности выходной торцевой стенки радиальными каналами, соединяющими периферийный зазор с приосевой зоной камеры нагрева.

Известная конструкция предусматривает разделение входящего холодного воздуха на два потока и обеспечивает его прохождение через ряд перфорированных стенок и ребер таким образом, что за счет трения происходит необходимый нагрев подаваемого потребителю воздуха. Однако необходимость наличия двух вентиляторов, периферийного зазора, радиальных каналов увеличивает габаритные размеры, усложняет установку и снижает ее эффективность.

Указанные недостатки частично устранены в устройстве для нагрева воздуха, в котором внутри корпуса размещено колесо центробежного вентилятора, по оси которого установлены цилиндрическая обечайка и заборный патрубок. Цилиндрическая обечайка имеет определенную (довольно значительную) длину, которая обусловлена необходимостью обеспечения торможения потока нагреваемого воздуха.

Это в свою очередь сказывается на габаритах самой установки и свидетельствует о недостаточной ее эффективности, а также снижает эксплуатационные возможности.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных возможностей установки и повышение эффективности нагрева, а также снижение шума.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для нагрева воздуха, содержащем корпус и размещенное внутри него рабочее колесо центробежного вентилятора, по оси которого установлены цилиндрическая обечайка и заборный патрубок (сходные признаки), в пространстве между корпусом и обечайкой радиально установлены под углом 30-45^о друг к другу продольные пластины и жестко прикреплены к цилиндрической обечайке и торцевой стенке корпуса с заборным патрубком, а отношение диаметра корпуса, длины корпуса и длины цилиндрической обечайки к диаметру рабочего колеса центробежного вентилятора составляет 1,3-1,55; 0,7-1,0 и 0,15-0,45 соответственно, при этом площадь входного проема, образованного внутренним диаметром корпуса и наружным диаметром рабочего колеса центробежного вентилятора, и площадь выходного проема, образованного торцевой стенкой корпуса с заборным патрубком и цилиндрической обечайкой, равны. Кроме того, кромки пластин со стороны рабочего колеса центробежного вентилятора отогнуты на угол 90^о по направлению вращения последнего.

Радиальное размещение пластин под углом 30-45^о друг к другу в пространстве между корпусом и цилиндрической обечайкой обеспечивает оптимальное положение и количество перегородок газового потока, в результате чего обеспечивается эффективный нагрев воздуха.

Данные испытаний подтверждают, что при отношении диаметра корпуса и его длины, а также длины цилиндрической обечайки к диаметру рабочего колеса центробежного вентилятора менее 1,3; 0,7 и 0,15 соответственно не обеспечивается достаточного торможения потока, необходимого для его нагрева, а превышение указанных соотношений величин 1,55, 1,0 и 0,45 соответственно приводит к неоправданному увеличению габаритов и массы установки, ухудшает ее эксплуатационные возможности.

Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет обеспечить оптимальные (равные) размеры проемов для перемещения воздушного потока внутри установки, когда соотношение площадей входного проема, образованного внутренним диаметром корпуса и наружным диаметром рабочего колеса центробежного вентилятора, и выходного проема, образованного торцевой стенкой корпуса с заборным патрубком и цилиндрической обечайкой, величина постоянная.

При таком соотношении площадей проемов воздух равномерно распределяется по всему объему установки и происходит его эффективный нагрев.

Кроме того, жесткое крепление пластин к цилиндрической обечайке и торцевой стенке корпуса образует целостную конструкцию, удобную в сборке-разборке при обслуживании устройства, а значит, и улучшает ее эксплуатационные возможности.

Снижение шума при работе установки достигается за счет выполнения пластин с отогнутыми на угол 90^о кромками со стороны рабочего колеса, т.е. создают обтекаемые формы элементов, работающих в потоке воздуха.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 то же, поперечный разрез.

Устройство содержит корпус 1, диаметр (D_к) которого составляет 1,3-1,55, а длина (L_к) 0,7-1,0 диаметра (D_р.к) рабочего колеса 2 центробежного вентилятора. Внутри корпуса 1 расположено рабочее колесо 2 центробежного вентилятора, по оси которого установлены цилиндрическая обечайка 3 длиной (L_o) 0,15-0,45 от диаметра (D_р.к) рабочего колеса 2 центробежного вентилятора и заборный патрубок 4, укрепленный с наружной стороны торцевой стенки 5 корпуса 1. В пространстве между корпусом 1 и цилиндрической обечайкой 3 радиально установлены под углом 30-45^о друг к другу продольные пластины 6 и жестко прикреплены к цилиндрической обечайке 3 и торцевой стенке 5 корпуса 1. Кромки пластин 6 со стороны рабочего колеса 2 центробежного вентилятора отогнуты на угол 90^о по направлению вращения последнего. Кроме того, площадь входного проема 7, образованного внутренним диаметром корпуса 1 и наружным диаметром рабочего колеса 2 центробежного вентилятора, и площадь выходного проема 8, образованного торцевой стенкой 5 корпуса 1 и цилиндрической обечайкой 3, равны.

Корпус 1 снабжен выходным патрубком 9, расположенным над рабочим колесом 2 центробежного вентилятора.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода рабочее колесо 2 центробежного вентилятора начинает вращаться, при этом воздух засасывается через цилиндрическую обечайку 3 из заборного патрубка 4 и из пространства между корпусом 1 и цилиндрической обечайкой 3, сжимается центробежными силами и при этом нагревается. Часть воздуха выбрасывается наружу через выходной патрубок 9, а часть воздуха через проемы 7 и 8 возвращается на вход в цилиндрическую обечайку 3.

Таким образом происходит постоянная циркуляция части воздуха внутри корпуса 1, в результате чего он нагревается.

Температура нагрева воздуха зависит от степени сжатия его в рабочем колесе 2 и от соотношения количества воздуха, выходящего из патрубка 9 и циркулирующего внутри корпуса 1.

Использование предлагаемой установки в производстве позволит сэкономить до 200 кг металла на каждом изделии.

Использование: в теплотехнике и аэродинамических воздухонагревательных установках, работающих на принципе нагрева без применения электрических, пламенных и других нагревателей, может быть использовано для теплоснабжения объектов в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: в корпусе для нагрева воздуха размещено рабочее колесо центробежного вентилятора, коаксиально которому установлена цилиндрическая обечайка с радиально укрепленными под углом 30 - 45^o друг к другу продольными пластинами, при этом отношение диаметра корпуса, длины корпуса и длины цилиндрической обечайки к диаметру рабочего колеса центробежного вентилятора составляет 1,3 - 1,55, 0,7 - 1,0 и 0,15 - 0,45 соответственно. Кроме того, кромки пластин со стороны рабочего колеса центробежного вентилятора отогнуты на угол 90^o по направлению вращения. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ВОЗДУХА, содержащее корпус и размещенное в нем рабочее колесо центробежного вентилятора, по оси которого установлены цилиндрическая обечайка и на одной из торцевых стенок корпуса заборный патрубок, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных возможностей и повышения эффективности нагрева, в пространстве между корпусом и цилиндрической обечайкой радиально установлены под углом 30 - 45^o одна к другой пластины, жестко прикрепленные к цилиндрической обечайке и торцевой стенке корпуса с заборным патрубком, а отношение диаметра корпуса, длины корпуса и длины цилиндрической обечайки к диаметру рабочего колеса центробежного вентилятора составляет 1,3 - 1,55; 0,7 - 1,0 и 0,15 - 0,45 соответственно, при этом площадь входного проема, образованного внутренним диаметром корпуса и наружным диаметром рабочего колеса центробежного вентилятора, и площадь выходного проема, образованного торцевой стенкой корпуса с завборным патрубком и цилиндрической обечайкой, равны. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью снижения шума, кромки пластин со стороны рабочего колеса центробежного вентилятора отогнуты на угол 90^o по направлению вращения последнего.