ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1999 года по МПК F28D11/02 F24H3/02 

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано для отопления жилых помещений или для охлаждения, например, двигателей внутреннего сгорания.

Известен воздухонагреватель, содержащий вентилятор, размещенный в разделенном перегородкой на газовый и воздушный отсеки корпусе, к первому из которых подключены выхлопной газовый патрубок и камера пульсирующего горения [1].

Недостатком теплообменника является сложность конструкции и большая площадь теплообменной поверхности.

За прототип выбран теплообменник, содержащий корпус, в котором размещен ротор с дисками, установленными на валу и каналы подвода и отвода воздуха и тепла. Диски ротора являются теплообменной поверхностью [2].

Недостатком прототипа является низкий коэффициент теплосъема из-за конструктивных особенностей устройства.

Задачей изобретения является повышение тепловой мощности при малых габаритах теплообменника, а также простота регулирования теплосъема.

Поставленная задача решается благодаря тому, что теплообменник содержит корпус с воздуховодом, в котором размещен ротор в виде пакета дисков, установленных на валу, теплообменную поверхность, а также коллекторы подвода и отвода воздуха и тепла. При этом поверхность теплообмена является одной из сторон воздуховода, разделяет области охлаждения и нагрева, и выполнена в виде цилиндрической обечайки, частично охватывающей диски ротора, размещенного в коленообразной части воздуховода, причем ось ротора расположена перпендикулярно набегающему потоку воздуха.

Интенсификация теплообмена осуществляется за счет того, что на поверхности теплообмена формируют вихревое течение путем наложения радиального течения от вращающихся дисков на набегающий поток благодаря размещению дисков ротора вблизи поверхности теплообмена.

Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при излучении уровня данной области техники и, следовательно, решение является новым и имеет изобретательский уровень.

На чертеже изображена схема теплообменника.

Теплообменник содержит корпус с воздуховодом 1, в коленообразной части которого размещен ротор 2 в виде пакета дисков, установленных на валу 3 с зазором между собой. Ось ротора в канале воздуховода расположена перпендикулярно набегающему потоку воздуха. Одна из сторон воздуховода 1 является поверхностью теплообмена 4 и выполнена в виде цилиндрической обечайки, частично охватывающей диски ротора. Поверхность теплообмена 4 разделяет области охлаждения и нагрева, к которым относятся коллекторы подвода и отвода воздуха 5, 6 и тепла 7, 8.

Работает теплообменник следующим образом.

К поверхности теплообмена 4 со стороны области нагрева подводят тепло через коллектор 7. В качестве носителя тепла могут использоваться горячая жидкость, продукты сгорания углеводородного топлива, тепловое излучение. Холодный воздух через коллектор 5 поступает на вращающиеся диски ротора 2, создавая радиальные компоненты течения, возникающие вследствие действия центробежной силы, действующие на слои воздуха у поверхности вращающихся дисков, формирующие на поверхности теплообмена продольные (по отношению к направлению набегающего потока) вихри. На вогнутой стороне поверхности теплообмена 4 образуется устойчивый омывающий поток с рециркуляционным течением в продольных вихрях на поверхности. Такое течение обеспечивает перенос продольными вихрями тепла от поверхности теплообмена 4 к внутренним слоям нагреваемого воздуха, увеличивая тем самым коэффициент теплообмена.

Предложенный теплообменник обладает большой тепловой мощностью при малой материалоемкости, компактности и достаточной технологической простоте изготовления.

Изобретение предназначено для применения в телообменной технике и может быть использовано для отопления жилых помещений, для охлаждения, например, двигателей внутреннего сгорания. Теплообменник содержит корпус с воздуховодом, в котором размещен ротор в виде пакета дисков, установленных на валу, теплообменную поверхность, а также коллекторы подвода и отвода воздуха и тепла. При этом поверхность теплообмена является одной из сторон воздуховода, разделяет области охлаждения и нагрева и выполнена в виде цилиндрической обечайки, частично охватывающей диски ротора, размещенного в коленообразной части воздуховода, причем ось ротора расположена перпендикулярно набегающему потоку воздуха. Изобретение позволяет повысить тепловую мощность известных теплообменников, а также упростить регулирование теплосъема. 1 ил.

Теплообменник, содержащий корпус с воздуховодом, в котором размещен ротор в виде пакета дисков, установленных на валу, ось которого расположена перпендикулярно набегающему потоку воздуха, теплообменную поверхность, а также коллекторы подвода и отвода воздуха и тепла, отличающийся тем, что поверхность теплообмена является одной из стенок воздуховода, разделяет области охлаждения и нагрева и выполнена в виде цилиндрической обечайки, частично охватывающей диски ротора, размещенного в коленообразной части воздуховода.