ВОЗДУШНЫЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК F02N17/02 

Изобретение относится к воздухонагревателям с принудительной циркуляцией воздуха, предназначенным для предпускового подогрева двигателей внутреннего сгорания с целью облегчения пуска их при низких температурах.

Известен воздушный подогреватель с принудительной циркуляцией воздуха, содержащий вентилятор, горелку и теплообменник, включающий корпус, установленный в нем газоход, сообщающийся с одной стороны с горелкой и состоящий из внутреннего и наружного каналов и патрубка отвода газов, воздушные каналы, соединенные последовательно по ходу движения воздуха и сообщающиеся с патрубками подвода и отвода воздуха [1]
При работе этого воздушного подогревателя необходимо наличие как минимум двух вентиляторов, что усложняет конструкцию и стоимость подогревателя, имеется неравномерность воздушного потока, подаваемого в горелку, не исключен выброс пламени из горелки в сторону, обратную по отношению к направлению подачи воздуха в горелку.

Наиболее близким к заявленному устройству по технической сущности является воздушный подогреватель, содержащий вентилятор, горелку и теплообменник, включающий корпус, установленный в нем газоход, сообщающийся с одной стороны с горелкой и состоящий из внутреннего и наружного каналов и патрубка отвода газов, воздушную полость, сообщающуюся с горелкой и внутренним и наружным воздушными каналами, расположенными, соответственно, между внутренним и наружным каналами газохода и наружным каналом газохода и корпусом, патрубок подвода воздуха, соединенный с вентилятором и расположенный со стороны горелки, и патрубок отвода воздуха, расположенный с противоположной от горелки стороны подогревателя, при этом и патрубок подвода воздуха, и патрубок отвода соединены с обоими воздушными каналами теплообменника [2]
Недостатками известного подогревателя является следующее.

Когда патрубки подвода и отвода воздуха (боковые) для оптимальной компоновки на двигателе выполнены не соосно с горелкой, возникает большая неравномерность воздушного потока внутри горелки, ухудшающая однородность топливовоздушной смеси, что затрудняет запуск подогревателя.

Наличие в зоне горелки воздушного патрубка может приводить к выбросу из горелки и теплообменника искр и отдельных языков пламени на неустановившихся режимах, что снижает пожаробезопасность подогревателя.

Самая нагреваемая продуктами сгорания часть газохода (противоположные от горелки стенки газохода, выходящие во внутренний воздушный канал теплообменника) контактирует только с частью воздуха, прошедшей через весь (по длине) внутренний воздушный канал теплообменника и, следовательно, достаточно горячий, что ограничивает долговечность теплообменика и количество снимаемого воздухом тепла.

Целью изобретения является повышение пусковых качеств за счет подвода к горелке равномерного потока воздуха, обеспечение пожаробезопасности и повышение теплопроизводительности за счет последовательного прохождения воздуха через оба воздушных канала теплообменника, а также повышение долговечности путем лучшего охлаждения самых горячих стенок газохода.

Это достигается тем, что в воздушном подогревателе, содержащем вентилятор, горелку и теплообменник, включающий корпус, установленный в нем газоход, сообщающийся с одной стороны с горелкой и состоящий из внутреннего и наружного каналов и патрубка отвода газов, воздушную полость, сообщающуюся с горелкой и внутренним и наружным воздушными каналами, расположенными, соответственно, между внутренним и наружным каналами газохода и наружным каналом газохода и корпусом, патрубок подвода воздуха, соединенный с вентилятором, и патрубок отвода воздуха, расположенный с противоположной от горелки стороны подогревателя, патрубок подвода воздуха расположен со стороны, противоположной от горелки, воздушные каналы соединены с одной стороны между собой последовательно по ходу движения воздуха воздушной полостью, а с другой сообщаются непосредственно каждый только с патрубком подвода или отвода воздуха. Наибольший эффект по теплосъему достигается, когда патрубок подвода воздуха соединен с внутренним воздушным каналом, а патрубок отвода воздуха с наружным воздушным каналом.

Расположение патрубка подвода воздуха со стороны, противоположной от горелки, позволяет повысить пусковые качества за счет подачи к горелке равномерного воздушного потока, предварительно прошедшего по воздушному каналу, с выравненными по сечению канала скоростями и давлениями, что способствует образованию однородной топливовоздушной смеси, а также обеспечивает повышение долговечности из-за обдува наиболее холодным воздухом самых горячих частей газохода.

Соединение воздушных каналов между собой последовательно по ходу движения воздуха воздушной полостью, а с другой сообщение каждого из них непосредственно только с патрубком подвода или отвода воздуха обеспечивает повышение теплопроизводительности воздухонагревателя за счет теплообмена между потоками горячих газов и воздуха, каждый из которых протекает последовательно по внутренним и наружным каналам, соответственно, газохода и воздушным каналам.

На чертеже приведена схема предлагаемого воздушного подогревателя.

Воздушный подогреватель содержит вентилятор 1, горелку 2 с жаровой трубой 3, свечой 4 зажигания, форсункой 5, установленной в торцевой крышке 6, теплообменник, включающий корпус 7, установленный в нем газоход, сообщающийся с горелкой 2 и состоящий из внутреннего 8 и наружного 9 каналов и патрубка 10 отвода газов, воздушную полость 11, сообщающуюся с горелкой 2 и внутренним 12 и наружным 13 воздушными каналами, расположенными, соответственно, между внутренним 8 и наружным 9 каналами газохода и наружным каналом 9 газохода и корпусом 7, патрубок 14 подвода воздуха от вентилятора 1 и патрубок 15 отвода воздуха, расположенные с противоположной от горелки стороны подогревателя. Воздушные каналы 12 и 13 соединены с одной стороны между собой последовательно по ходу движения воздуха воздушной полостью 11, а с другой сообщаются непосредственно каждый только с патрубком 14 подвода или 15 отвода воздуха.

Воздушный подогреватель работает следующим образом.

При приведении подогревателя в действие в жаровой трубе 3 горелки 2 происходит смешивание топлива, подаваемого через форсунку 5, с воздухом и воспламенение образующейся топливовоздушной смеси свечой 4 зажигания, которая отключается на установившемся режиме горения.

Весь воздух от вентилятора 1 через патрубок 14 теплообменника поступает в один воздушный канал (12 или 13) теплообменника, в котором происходит выравнивание давлений и скоростей воздушного потока, частичный нагрев воздуха от стенок газохода, и затем в воздушную полость 11. Далее основная часть воздуха проходит в обратном направлении через другой воздушный канал теплообменника, нагревается дополнительно и поступает через патрубок 15 отвода воздуха на нагрев двигателя. Меньшая часть предварительно нагретого воздуха поступает равномерно со всех сторон в жаровую трубу 3 на горение. Требуемое распределение воздуха на нагрев и горение при этом осуществляется выбранными сечениями. Равномерная подача подогретого воздуха во внутреннюю полость жаровой трубы 3 горелки 2 способствует образованию однородной топливовоздушной смеси и тем самым повышению надежности пуска. Образовавшиеся в жаровой трубе продукты сгорания горячие газы проходят каналы 8 и 9 газохода, нагревая при этом воздух в воздушных каналах 12 и 13 теплообменника, и выходит через патрубок 10.

Благодаря тому, что весь воздух, идущий на нагрев в предлагаемой конструкции, проходит последовательно оба воздушных канала теплообменника, обеспечивается лучший теплосъем и, как следствие, повышается теплопроизводительность подогревателя и его долговечность.

При этом наибольший эффект по теплосъему обеспечивается при подаче воздуха от вентилятора во внутренний воздушный канал теплообменника благодаря обдуву холодным воздухом самых горячих частей газохода.

Подвод воздуха от вентилятора и отвод нагретого воздуха через патрубки, расположенные и подсоединенные к воздушной полости теплообменника с противоположной стороны от горелки обеспечивают гашение в воздушных каналах теплообменника возможных искр и отдельных выплесков пламени из жаровой трубы горелки, повышая пожаробезопасность подогревателя.

Изобретение относится к воздухонагревателям с принудительной циркуляцией воздуха, предназначенным для предпускового подогрева двигателей внутреннего сгорания с целью облегчения пуска их при низких температурах. Воздушный подогреватель содержит вентилятор 1, горелку 2 и теплообменник, включающий корпус 7, установленный в нем газоход, сообщающийся с одной стороны с горелкой 2 и состоящий из внутреннего 8 и наружного 9 каналов и патрубка 10 отвода газов, воздушную полость 11, сообщающуюся с горелкой 2 и внутренним 12 и наружным 13 воздушными каналами, расположенными, соответственно, между внутренним 8 и наружным 9 каналами газохода и наружным каналом 9 газохода и корпусом 7, патрубок 14 подвода воздуха, соединенный с вентилятором 1, и патрубок 15 отвода воздуха, расположенные с противоположной от горелки 2 стороны подогревателя. Весь воздух от вентилятора 1 через патрубок 14 поступает в один воздушный канал (12 или 13), в которых происходит выравнивание давлений и скоростей воздушного потока, частичный нагрев воздуха от стенок газохода, и затем в воздушную полость 11. Далее основная часть воздуха проходит в обратном направлении через другой воздушный канал теплообменника, нагревается дополнительно и поступает через патрубок 15 отвода воздуха на нагрев двигателя, а меньшая часть предварительно нагретого воздуха поступает равномерно со всех сторон в жаровую трубу 3 горелки 2 на горение. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Воздушный подогреватель, содержащий вентилятор, горелку и теплообменник, включающий корпус, установленный в нем газоход, сообщающийся с одной стороны с горелкой и состоящий из внутреннего и наружного каналов и патрубка отвода газов, воздушную полость, сообщающуюся с горелкой и внутренним и наружным воздушными каналами, расположенными соответственно между внутренним и наружными каналами газохода и наружным каналом газохода и корпусом, патрубок подвода воздуха, соединенный с вентилятором, и патрубок отвода воздуха, расположенный с противоположной от горелки стороны подогревателя, отличающийся тем, что патрубок подвода воздуха расположен со стороны, противоположной от горелки, воздушные каналы соединены с одной стороны между собой последовательно по ходу движения воздуха воздушной полостью, а с другой сообщаются непосредственно каждый только с патрубком подвода или отвода воздуха. 2. Воздухоподогреватель по п. 1, отличающийся тем, что патрубок подвода воздуха соединен с внутренним воздушным каналом, а патрубок отвода воздуха с наружным воздушным каналом.